Powstał kolejny felieton z cyklu #PowiedzSprawdzam, przygotowany przez Instytut Łączności. Tym razem zawarta jest w nim polemika z panem Pawłem Wypychowskim, ekspertem fundacji Instytut Spraw Obywatelskich, która zasadniczo protestuje przeciwko wszystkiemu (w tym 5G, żywność GMO czy karty płatnicze).
Jak możemy przeczytać w najnowszym felietonie Instytutu Łączności z cyklu #PowiedzSprawdzam, pan Paweł Wypychowski jest ekspertem fundacji o nazwie „Instytut Spraw Obywatelskich”. Twór ten realizuje postulaty Polskiej Partii Protestującej kabaretu „Klika” z lat 90-tych i protestuje zasadniczo przeciw wszystkiemu: od pieluch jednorazowych, poprzez 5G i żywność GMO, aż po karty płatnicze i pieniądz elektroniczny. No bo skoro wolno protestować, to po co się ograniczać?
Ekspertyzy pana Wypychowskiego nabrały już statusu kultowych. Na przykład po opublikowaniu „Białej Księgi” Ministerstwa Cyfryzacji wyrokował, że ceny smartfonów 5G nie spadną nigdy przenigdy poniżej 3000 zł, a obywatele wydadzą z własnej kieszeni od 80 do nawet 200 mld zł na wdrożenie 5G. W roku 2019, w którym ta ostatnia analiza została wykonana, budżet Polski wyniósł około 400 mld zł. Czyli połowę budżetu trzeba by wydać na to, żeby w Polsce było 5G? No chyba nie bardzo.
Teraz pan Wypychowski na łamach Tygodnika Spraw Obywatelskich napisał artykuł, w którym stawia czytelników przed trudnym wyborem: wolą 5G czy drzewa. A skąd taki wybór? Ponieważ drzewa, według eksperta Instytutu Spraw Obywatelskich, są jak kłoda rzucona pod nogi rozwoju 5G. Czyli żebyśmy w Polsce mieli 5G, najpierw musimy wyciąć drzewa, ponieważ dla 5G każda przeszkoda w postaci żywego drzewa stanowi poważne zakłócenie bezprzewodowej komunikacji. Fakty na ten temat są jednak nieco inne.
Podstawową przeszkodą, którą zawsze bierze się pod uwagę przy projektowaniu sieci, nie są drzewa. Jest nią powietrze. Żyjemy na planecie Ziemia, na której wspomniane powietrze jest podstawowym medium, w którym rozchodzą się fale elektromagnetyczne, również te pochodzące z sieci komórkowych. Tak zwane tłumienie wolnej przestrzeni pozwala w pewnym uproszczeniu określić jak dużo z naszego sygnału emitowanego przez antenę nadajnika (na przykład ze stacji bazowej) ulega „ulotnieniu” zanim dotrze do anteny odbiornika (na przykład telefonu). Działa to też oczywiście w druga stronę – tłumienie wolnej przestrzeni ma dokładnie taki sam wpływ na to, ile z sygnału emitowanego przez nasz smartfon dotrze do odbiornika stacji bazowej.
Tłumienie wolnej przestrzeni jest zatem istotnym czynnikiem w określaniu tak zwanego budżetu łącza radiowego, czyli tego, czy przy pewnych zadanych parametrach wejściowych, mocach i odległościach w ogóle dojdzie do skutecznej komunikacji między nadajnikiem a odbiornikiem sygnału radiowego. W pewnym uproszczeniu można przyjąć, że tłumienie wolnej przestrzeni jest zgodne z prawem odwrotnych kwadratów – moc sygnału maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości od jego źródła. Czyli oddalając się dwukrotnie od źródła sygnału, moc sygnału spada czterokrotnie, natomiast oddalając się czterokrotnie, moc spada szesnastokrotnie.
Tłumienie wolnej przestrzeni jest również zależne od długości fali i jej częstotliwości (obie wielkości są ze sobą powiązane). Dla łączności typu punkt-punkt, zgodnie z obowiązującym zaleceniem ITU-R P.525-4 można opisać je wzorem:
Lbf = 32,4 + 20log(f) + 20log(d)
Podstawiając do wzoru częstotliwość (f) wyrażoną w MHz oraz odległość (d) wyrażoną w km, każdy może przekonać się, jak te dwie zmienne wpływają na tłumienie w wolnej przestrzeni Lbf.
To teraz kolejne pytanie. Dlaczego drzewa miałyby być problemem dla 5G, a nie były dla 4G, 3G i wcześniejszych generacji? Obecność drzew była uwzględniane w planowaniu już najwcześniejszych sieci radiowych. Jak wiemy ze szkoły, na propagację fal elektromagnetycznych wpływa szereg zjawisk, w tym na przykład dyfrakcja, odbicie, załamanie czy polaryzacja.
W radiokomunikacji niezmiernie rzadko (na tyle rzadko, że praktycznie nigdy) dochodzi do zjawiska zwanego propagacją jednodrogową – czyli takiego, gdzie fale docierają z nadajnika do odbiornika wyłącznie jedną, najkrótszą i absolutnie niezakłóconą drogą. W systemach komórkowych mamy zwykle do czynienia z propagacją wielodrogową, kiedy to sygnał dociera do odbiornika z wielu kierunków, ulegając wcześniej odbiciu, załamaniu czy dyfrakcji. Propagacja wielodrogowa zawsze stanowi wyzwanie, ale często stanowi również szansę na to, że mimo przeszkód odpowiednia porcja energii jednak dotrze do odbiornika i łączność zostanie nawiązana.
W zaleceniu ITU-R P.833-10 opisano szczegółowo wpływ różnych rodzajów roślinności na tłumienie sygnału. Najwcześniejsza wersja zalecenia datowana jest na 1994 rok. Eksperci ITU zbadali i zmierzyli między innymi to, w jaki sposób poszczególne gatunki drzew tłumią sygnał o różnych częstotliwościach, sięgających nawet 100 GHz. Empirycznie zmierzono, opisano i zamodelowano sosny, dęby czy klony. Określono przeciętną wielkość liści, grubość gałęzi, wielkość koron.
Zamodelowano wpływ poszczególnych pór roku na rozchodzenie sygnału – pan ekspert Wypychowski zapomniał o tym, że w naszym klimacie drzewa pozostają bez liści przez większą część roku, nie stanowiąc wtedy przeszkody dla działania sieci radiowych. Określono także jaka porcja energii ulega pochłonięciu przez drzewa, jaka odbiciu (od liści, ale i gruntu), jaka dyfrakcji na koronie drzewa. Słowem – stworzono cały model pozwalający przewidzieć jak będzie rozchodzić się sygnał sieci komórkowej w środowisku o bujnej roślinności. Wniosek? By efektywnie wdrażać sieci 5G nie trzeba wycinać drzew. Wystarczy stosować faktyczne zdobycze nauki, a nie pseudonauki.
Więcej informacji można znaleźć w pełnej wersji felietonu „#PowiedzSprawdzam: Agent Orange, czyli rzecz o tym jak bardzo defolianty nie będą potrzebne do rozwoju sieci 5G”.
Projekt „Sprawna telekomunikacja mobilna jako klucz do rozwoju i bezpieczeństwa" realizowany przez KPRM we współpracy z Instytutem Łączności - Państwowym Instytutem Badawczym w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa Działanie 3.4. Kampania ma na celu zwiększenie świadomości Polaków w zakresie działania, wykorzystania, bezpieczeństwa i znaczenia mobilnych sieci telekomunikacyjnych, a tym samym usług (w tym publicznych) opartych o te sieci. W ramach projektu zrealizowane zostaną działania w następujących obszarach: walka z dezinformacją, edukacja, podstawy prawne procesu inwestycyjnego, bezpieczeństwo i jakość życia.
Zobacz: Nieistniejący inżynier sieje strach przed siecią 5G
Zobacz: Petycja anty5G okazała się pełna fake newsów i manipulacji
Źródło zdjęć: Shutterstock
Źródło tekstu: Instytut Łączności
