- να αναπτυχθούν νέες εφαρμογές στην κοινωνία παρέχοντας εξαιρετικά αξιόπιστες επικοινωνίες ταχύτατης απόκρισης (ενδεικτικά: απομακρυσμένες ιατρικές υπηρεσίες, τηλε-χειρουργική, έξυπνες πόλεις, αυτοοδηγούμενα αυτοκίνητα και οδική ασφάλεια),
- να υπάρχει επικοινωνία μηχανής προς μηχανή (ΙοΤ) για ταχύτερη παραγωγή σε επιχειρήσεις και βιομηχανίες (γεωργία, έξυπνες φάρμες και μεταποίηση),
- να εφαρμοστούν τεχνολογίες εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας (virtual and augmented reality).
Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση της αρχιτεκτονικής
5G δικτύων κινητών επικοινωνιών.
Figure source: ITU-T K Suppl. 16 (10/2022)
Η τεχνολογία 5G χρησιμοποιεί ευφυείς συστοιχίες κεραιοδιατάξεων (MIMO-πολλαπλής εισόδου, πολλαπλής εξόδου), οι οποίες αξιοποιούν την τεχνολογία μορφοποίησης δέσμης (beamforming) προκειμένου να εστιάζουν το ασύρματο σήμα προς ένα συγκεκριμένο δέκτη, αντί αυτό να εξαπλώνεται σε περισσότερες κατευθύνσεις όπως συμβαίνει σε όλες τις προηγούμενες τεχνολογίες (2ης / 3ης και 4ης γενιάς). Για να επιτευχθούν οι αυξημένες επιδόσεις της 5ης γενιάς (5G), υπάρχει η ανάγκη χρήσης του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος σε υψηλότερες συχνότητες από τις ήδη χρησιμοποιούμενες, δηλαδή στην περιοχή FR1: 3,3-3,8 GHz και στην περιοχή FR2: 26-28 GHz (χιλιοστομετρικού μήκος κύματος- mmWave). Οι υψηλότερες αυτές συχνότητες συνεπάγονται μικρότερα μήκη κύματος που βρίσκουν εκτεταμένη εφαρμογή στην υλοποίηση δικτύων κινητής τηλεφωνίας με ραδιοκάλυψη μικρής εμβέλειας, αξιοποιώντας μικρές κεραίες (small cells).
2) Σε τι αναφέρεται ο όρος τεχνολογία χιλιοστομετρικού μήκους κύματος (mmWave);
Ο όρος χιλιοστομετρικό μήκος κύματος (mmWave) αντιστοιχεί στην περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος η οποία βρίσκεται μεταξύ των συχνοτήτων 24 GHz και 100 GHz. Ειδικά, για την τεχνολογία 5G, περιορίζεται στο μήκος κύματος που αντιστοιχεί στην περιοχή FR2: 26-28 GHz. Η τεχνολογία χιλιοστομετρικού μήκους κύματος επιτυγχάνει τη μέγιστη αποδοτικότητα μετάδοσης δεδομένων, ως προς τον όγκο των δεδομένων και την ταχύτητα μετάδοσής τους.
Εικόνα 2. Επέκταση του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος
στις συχνότητες FR1 και FR2 για τη χρήση της τεχνολογίας 5G
Figure source: ITU-T K Suppl. 16 (10/2022)
3) Πώς ορίζονται οι κεραίες μικρής εμβέλειας (small cells antennas);
Είναι κεραιοδιατάξεις μικρών διαστάσεων οι οποίες χαρακτηρίζονται από χαμηλή ισχύ εξόδου και έχουν μικρή εμβέλεια (small cell), δηλαδή χαρακτηρίζονται από γεωγραφικά περιορισμένη ραδιοκάλυψη. Οι κεραιοδιατάξεις αυτές παρέχουν υψηλής ποιότητας υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας, εγκαθίστανται, συμπληρωματικά με το υπάρχον δίκτυο, σε εσωτερικούς ή/και εξωτερικούς χώρους, σε αστικές περιοχές με υψηλή πυκνότητα χρηστών για να βελτιώσουν την ποιότητα του σήματος και την χωρητικότητα των δικτύων.
4) Τι είναι οι ευφυείς συστοιχίες κεραιών πολλαπλής εισόδου-πολλαπλής εξόδου (massive MIMO);
Οι ευφυείς συστοιχίες κεραιών πολλαπλής εισόδου-πολλαπλής εξόδου (massive Multiple Input Multiple Output – MIMO) είναι κεραιοδιατάξεις οι οποίες αποτελούνται από πολύ μεγάλο αριθμό στοιχειοκεραιών ή συνδέσεων για αποστολή και λήψη περισσότερων δεδομένων ταυτόχρονα. Το όφελος που προσφέρουν είναι ότι μπορούν να συνδέονται περισσότεροι χρήστες ταυτόχρονα στο δίκτυο, διατηρώντας υψηλή απόδοση στην επικοινωνία. Οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις έχουν οδηγήσει στην επιλογή της τεχνολογίας massive MIMO ως προτιμώμενη για μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G. Η τεχνολογία massive MIMO ενεργοποιεί υπερσύγχρονες τεχνικές διαμόρφωσης δέσμης και MIMO τεχνικές που αποτελούν ισχυρά εργαλεία για τη βελτίωση της εμπειρίας, της χωρητικότητας και της κάλυψης του τελικού χρήστη. Ως αποτέλεσμα, η τεχνολογία massive MIMO βελτιώνει σημαντικά την απόδοση του δικτύου τόσο στην ανερχόμενη όσο και στην κατερχόμενη ζεύξη. Για την παροχή του συνόλου των ανωτέρω υψηλών παροχών από το δίκτυο 5ης γενιάς, απαιτείται να υπάρχει στο τερματικό του χρήστη (κινητό τηλέφωνο ή άλλη συσκευή) εξοπλισμός παρόμοιας τεχνολογίας.
Εικόνα 3. Σύγκριση των κεραιοδιατάξεων που χρησιμοποιούνται
στην τεχνολογία 4G με τις ευφυείς συστοιχίες κεραιών MIMO
oι οποίες χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία 5G
Figure source: ITU-T K Suppl. 16 (10/2022)
5) Τι είναι η τεχνολογία μορφοποίησης δέσμης (beamforming) σε κεραίες εκπομπής στις συχνοτικές περιοχές 5G ΝR;
Η τεχνολογία μορφοποίησης δέσμης (beamforming) βασίζεται στη διαφορά φάσης που εφαρμόζεται μέσω προηγμένων αλγορίθμων επεξεργασίας σήματος σε συστοιχίες κεραιών γνωστές με τον όρο “ευφυείς κεραίες” (smart ή massive MIMO antennas). Συνεπώς, διαμορφώνεται μια σειρά από ανεξάρτητες στενές δέσμες με δυνατότητα να εστιάζουν την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια σε μεταβλητές διευθύνσεις (beam steering) ανάλογα με τη θέση στην οποία βρίσκονται μεμονωμένοι χρήστες ή συσκευές (target users) και μόνο κατά τον χρόνο χρήσης από αυτούς.
Σε αντίθεση με τις προγενέστερες τεχνολογίες (2G – 4G) στις οποίες η ακτινοβολία μεταδίδεται ως μια συνεχής ενιαία δέσμη σε έναν ευρύ γωνιακό τομέα προς όλους ανεξαιρέτως τους χρήστες που βρίσκονται εντός του τομέα ραδιοκάλυψης, η δυναμική διαμόρφωση δέσμης στην τεχνολογία 5G μειώνει τόσο την ηλεκτρομαγνητική έκθεση όσο και τις παρεμβολές σε όλους τους γειτονικούς χρήστες εντός του ίδιου τομέα. Σημειώνεται, ωστόσο, ότι η υψηλής κατευθυντικότητας δέσμη των κεραιών 5G, στη στενή περιοχή που καλύπτει και που ορίζεται από το γωνιακό εύρος του κύριου λοβού της δέσμης αυτής, σε εξαιρετικά απίθανα σενάρια συγκέντρωσης τερματικών στην ίδια στενή περιοχή, ενδέχεται να αυξήσει τα επίπεδα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου σε σύγκριση με τα αντίστοιχα για τις τεχνολογίες 2ης – 4ης γενιάς. Για αυτές τις σπάνιες περιπτώσεις, περιγράφονται στα διεθνή πρότυπα και στη σχετική βιβλιογραφία, σχετικές μεθοδολογίες καθορισμού της πραγματικής μέγιστης μεταδιδόμενης ισχύος.
Εικόνα 4. Σύγκριση των διαγραμμάτων ακτινοβολίας
των κεραιοδιατάξεων 4G (ευρεία/ενιαία δέσμη)
και των ευφυιών συστοιχιών κεραιών (MIMO 5G)
οι οποίες εφαρμόζουν τη δυναμική μορφοποίηση δέσμης
Figure source: ITU-T K Suppl. 16 (10/2022)
6) Ποια είναι τα όρια ασφαλούς έκθεσης γενικού πληθυσμού για την τεχνολογία 5G;
Οι ζώνες ραδιοσυχνοτήτων στις οποίες αναπτύσσεται η τεχνολογία 5G (FR1 και mmWave – FR2), εμπεριέχονται στο φάσμα των ραδιοσυχνοτήτων των 100 kΗz – 300 GHz στο οποίο αναφέρονται οι διεθνείς κατευθυντήριες οδηγίες που έχουν υιοθετηθεί ευρέως από πρότυπα και κανονισμούς, όπως και για τις προγενέστερες τεχνολογίες (2ης – 4ης γενιάς). Για τις εκπομπές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, στην Ελλάδα έχει εκδοθεί η κ.υ.α. 53571/3839 (Β’ 1105/06.09.2000) «Μέτρα προφύλαξης του κοινού από τη λειτουργία κεραιών εγκατεστημένων στην ξηρά». Η εν λόγω κ.υ.α βασίστηκε στη Σύσταση του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) “Σχετικά με τον περιορισμό της έκθεσης του κοινού σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία 0 Hz – 300 GHz” (L199, 1999/519/EC), η οποία υιοθετεί τα όρια που θέσπισε η ICNIRP το 1998. Για την Ελλάδα, στις παραγράφους 1 και 3 του άρθρου 35 του ν. 4635/2019 (Α’ 167) σε συνδυασμό με τα άρθρα 2-4 της προαναφερθείσας κ.υ.α. καθορίζονται τα όρια για την έκθεση του κοινού στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Οι αναθεωρημένες κατευθυντήριες οδηγίες της Διεθνούς Επιτροπής για την Προστασία από τις Μη Ιοντίζουσες Ακτινοβολίες (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP) ICNIRP 2020, δεν διαφοροποιούν επί της ουσίας τις τιμές των επιπέδων αναφοράς, όπως εφαρμόζονται από την κείμενη Ελληνική νομοθεσία για τις συχνότητες λειτουργίας των σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας.
7) Ποια είναι τα τρέχοντα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με την τεχνολογία 5G και την υγεία;
O κύριος μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ των πεδίων ραδιοσυχνοτήτων και του ανθρώπινου σώματος είναι η απορρόφηση ενέργειας από τους βιολογικούς ιστούς με πιθανό αποτέλεσμα την τοπική ή ολική αύξηση της θερμοκρασίας τους. Με την αύξηση της συχνότητας λειτουργίας (FR1: 3,4-3,8 GHz & FR2: 26-28 GHz), όπως συμβαίνει με την τεχνολογία 5G, μειώνεται το μήκος κύματος και επομένως μειώνεται η διείσδυση της απορροφούμενης ισχύος από τους ιστούς του σώματος, με αποτέλεσμα η απορρόφηση της ενέργειας να περιορίζεται επιφανειακά στο σώμα, δηλαδή σε ιστούς όπως το δέρμα και τα μάτια.
Εφόσον η συνολική έκθεση παραμένει κάτω από τα επίπεδα που ορίζονται στις διεθνείς κατευθυντήριες οδηγίες, δεν αναμένονται βλαβερές συνέπειες για την υγεία του πληθυσμού. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι ζώνες ραδιοσυχνοτήτων που χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία 5G (FR1 και FR2), χρησιμοποιούνται ήδη εδώ και δεκαετίες σε άλλες εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων, όπως στις μικροκυματικές ζεύξεις, στις δορυφορικές επικοινωνίες και στα ραντάρ.
Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ), η Επιστημονική Επιτροπή για την Υγεία και τους περιβαλλοντικούς και αναδυόμενους κινδύνους (Scientific Committee on Health, Environmental and Emerging Risks, SCHEER)) της Ευρωπαϊκής Ένωσης και η Διεθνής Επιτροπή για την Προστασία από Μη Ιοντίζουσες Ακτινοβολίες (ICNIRP) έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η έκθεση που σχετίζεται με τα ασύρματα δίκτυα δεν οδηγεί σε δυσμενείς επιπτώσεις για τη δημόσια υγεία, εφόσον τα επίπεδα ακτινοβολίας βρίσκονται κάτω από τα επίπεδα αναφοράς που συνιστώνται από την ICNIRP.
Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη 4 ερευνητικά προγράμματα (ETAIN, GOLiAT, NextGEM, SEAWave) που διερευνούν πολυεπίπεδα (μετρητικά, πειραματικά και υπολογιστικά) την πιθανή επίδραση της τεχνολογίας 5ης γενιάς στην υγεία του γενικού πληθυσμού και του πλανήτη (χλωρίδα, πανίδα), τα οποία χρηματοδοτούνται από την Ε.Ε. (Horizon Europe 2021-2027).
8) Ποιες είναι οι ενέργειες της ΕΕΑΕ ως προς την τεχνολογία 5G;
Η Ελληνική Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΕΕΑΕ) είναι αρμόδια, μεταξύ άλλων, για τη διενέργεια μετρήσεων στο περιβάλλον κεραιών εκπομπής ηλεκτρομαγνητικών πεδίων υψηλών συχνοτήτων, προκειμένου να ελεγχθεί η συμμόρφωση της εκπεμπόμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τα θεσμοθετημένα όρια ασφαλούς έκθεσης του γενικού πληθυσμού (επίπεδα αναφοράς). Ο εξοπλισμός που διαθέτει η ΕΕΑΕ καλύπτει και τις δύο φασματικές περιοχές λειτουργίας κεραιών της τεχνολογίας 5G, δηλαδή FR1 και FR2. Διευκρινίζεται ότι η δεύτερη φασματική περιοχή (FR2) δεν έχει ακόμα τεθεί σε εφαρμογή στην Ευρώπη, αλλά μόνο σε κάποιες χώρες της Ασίας.
Συνεπώς, η ΕΕΑΕ και ειδικότερα το Τμήμα μη Ιοντιζουσών Ακτινοβολιών διενεργεί μετρήσεις σύμφωνα με καθορισμένο πρωτόκολλο, συμπεριλαμβάνοντας τη συνεισφορά της ζώνης συχνοτήτων 3,4-3,8 GHz (5G FR1) στο συνολικό μετρούμενο πεδίο. Όλα τα αποτελέσματα των επί τόπου μετρήσεων καταχωρούνται στην ιστοσελίδα της ΕΕΑΕ στο διαδίκτυο, στην οποία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων που έχουν πραγματοποιηθεί στο περιβάλλον σταθμών κεραιών σε όλη τη χώρα από τον Ιούλιο του 2008 έως και σήμερα.
9) Ποια είναι τα έως τώρα δεδομένα από μετρήσεις της ΕΕΑΕ στο περιβάλλον κεραιών με εκπομπή στη ζώνη συχνοτήτων FR1;
Η ΕΕΑΕ προέβη σε ανάλυση των αποτελεσμάτων επί τόπου μετρήσεων της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου σε ταράτσες κτιρίων, σε κοντινή σχετικά απόσταση, στο περιβάλλον 117 σταθμών κεραιών κινητής τηλεφωνίας (63 σταθμούς κεραιών στο νομό Αττικής και 54 στην υπόλοιπη Ελλάδα), όπου διαπιστώθηκαν ενεργές κεραίες στη ζώνη συχνοτήτων 3,4-3,8 GHz (5G NR FR1).
Συγκρίνοντας την τεχνολογία 5G NR (FR1) με τις παραδοσιακές 4ης και 2ης γενιάς (2490-2700 MHz – 4ης LTE – και 1700-1900 MHz – 2ης DCS/4ης LTE), η συνεισφορά της 5G NR τεχνολογίας στη συνολική έκθεση είναι περιορισμένη. Περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να αναζητήσετε εδώ.
Αναλυτικά στοιχεία από τη δημοσιευμένη εργασία μπορείτε να βρείτε εδώ.
10) Υπάρχει δυνατότητα ελέγχου σε καθημερινή βάση των επιπέδων ακτινοβολίας;
Η ΕΕΑΕ λειτουργεί το Εθνικό Παρατηρητήριο Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων (ΕΠΗΠ) με το οποίο πραγματοποιείται διαρκής έλεγχος (24/7) της τήρησης των θεσμοθετημένων ορίων ασφαλούς έκθεσης του κοινού στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία (επίπεδα αναφοράς), με χρήση τόσο ευρυζωνικών σταθμών μέτρησης (με λειτουργία στη ζώνη συχνοτήτων 100 kHz – 7 GHz), όσο και συχνοεπιλεκτικών σταθμών μέτρησης (με λειτουργία στη ζώνη συχνοτήτων 100 kHz – 6 GHz), καταγράφοντας τις τιμές έντασης του ηλεκτρικού πεδίου, μεταξύ άλλων και στη ζώνη συχνοτήτων των 3,4-3,8 GHz (FR1). Αναλυτικά στοιχεία αναφέρονται στον ετήσιο απολογισμό της λειτουργίας του Εθνικού Παρατηρητηρίου Ηλεκτρομαγνητικών Πεδίων (ΕΠΗΠ), όπου για το έτος 2023 βρίσκεται εδώ, ενώ όλοι οι ετήσιοι απολογισμοί από το έτος λειτουργίας του, βρίσκονται εδώ.
11) Ενημερωτικό υλικό για την τεχνολογία 5G;
12) Συγκεντρωτικά αποτελέσματα (ενδεικτικά) μετρήσεων άλλων χωρών επιπέδων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας κεραιοδιατάξεων τεχνολογίας 5G
