Juttu käsitteli vain Ranskaa, mutta myös mm. Saksassa, Itävallassa ja Iso-Britanniassa niin viranomaiset kuin tavalliset kansalaisetkin suhtautuvat säteilyriskeihin paljon vakavammin kuin Suomessa. Jopa Ruotsillakin on Suomea varovaisempi asenne. Suomella onkin lähinnä itäeurooppalainen vähättelevä ja hällä väliä -tyylinen suhtautuminen asiaan.
Keskustelua aiheen tiimoilta niin puolesta kuin vastaankin on käyty lähes yhtä kauan kuin matkapuhelimia on käytetty. Keskustelussa on kuitenkin esiintynyt sekaannusta käsitteiden kesken ja jopa väärinymmärtämisiä, minka vuoksi alla selvitetään tiettyjä käsitteitä
Matkapuhelimen ja tukiaseman säteily
Radioaaltojen ilmakehässä etenemisen ymmärtäminen saattaa olla vaikeaa. Ymmärtämisen helpottamiseksi voidaan ajatella, että säteilevä antenni on isotrooppinen eli se säteilee symmetrisesti kolmiulotteiseen avaruuteen (ilmakehään). Kuvitellaan sitten pallon kuori, jonka keskipisteessä säteilylähde sijaitsee. Tuolloin kaikkialla pallon pinnalla vallitsee sama signaalivoimakkuus, koska jokainen piste pallon pinnalla on yhtä etäällä keskipisteestä. Todellisuudessa (ideaalista) isotrooppista antennia ei kuitenkaan ole olemassa, vaan kaikki antennit ovat (ainakin hieman) suuntaavia. Isotrooppista antennia käytetään usein vertailuantennina ilmoitettaessa antennin vahvistus, esim. antennivahvistus on 20 dB (tai oikeammin 20 dBi). 20 dB:n antenni vahvistaa siten signaalin satakertaisesti pääkeilan suuntaan isotrooppiseen verrattuna. Tuollainen antenni on aika voimakkaasti suuntaava ja hyvin tavallinen gsm- ja 3g-järjestelmien tukiasemissa.
Radiotekniikassa käytetään logaritmista esitystapaa, koska sillä voidaan yksinkertaisesti vertailla hyvin pieniä ja suuria lukuja keskenään. Logaritminen vahvistus lasketaan yhtälöllä:
G = 10*lg(A) [dB], jossa lg on kymmenkantainen logaritmi ja A on vahvistus. Isotrooppisen antennin vahvistus on siten:
G = 10*lg(1) dB = 10*0 dB = 0 dB.
Logaritminen muoto muutetaan yhtälöllä: A = 10^(G/10). 20 dB:n vahvistus on siten:
A = 10^(20/10) = 10^2 = 100.
Alla olevassa kuvassa on esitetty voimakkaasti suuntaavan GSM 900 -verkon antennin säteilykuviot (21 dB:n vahvistus). Horisontaalinen kuvio voidaan ymmärtää, kun tarkastelupaikka on antennin yläpuolella, ja vertikaalinen kuvio vastaavasti, kun tarkastelupaikka on maan pinnalla. Kuvan antennilla säteilyteho on suurimmillaan kohtisuoraan antennin edessä (oikella kello kolmessa), jossa antenniin syötetty teho on vahvistunut 126-kertaiseksi.
Suuntaavuus on usein toivottua, koska sillä saadaan samalla haluttua vahvistusta antenniin. Suuntaavuus tarkoittaa siis vahvistusta. Antennivahvistus on aina näennäistä, koska siinä ei voi syntyä tehoa tyhjästä. Suuntaavuudella antennin säteilykuvio saadaan muodostettua halutunlaiseksi, ja se on ikään kuin eräänlainen kovera peili, joka keskittää säteilyn haluttuun suuntaan. Lähes kaikki antennit ovat resiprookkisia eli niiden ominaisuudet ovat samat sekä lähetys- että vastaanottosuunnassa. Suuntaavuus ja vahvistus ovat kuitenkin voimakkaasti taajuusriippuvia, joten kun lähetys- ja vastaanottotaajuusalueet ovat tavallisesti erilaiset, niillä on hieman erilainen vahvistus antennissa.Isotrooppisen antennin tapauksessa signaalin voidaan kuvitella etenevän antennista poispäin jatkuvasti kasvavan pallon kuoren pinnalla. Kuten matematiikasta muistetaan, pallon kuoren pinta-ala on verrannollinen pallon säteen tai halkaisijan neliöön. Jos halkaisija kasvaa kaksinkertaiseksi, pinta-ala kasvaa nelinkertaiseksi, ja vastaavasti jos halkaisija kasvaa kymmenkertaiseksi, pinta-ala kasvaa satakertaiseksi. Antennin säteilemän signaalin teho (W) tai kentänvoimakkuus (V/m) pienenee samalla tavalla tyhjiössä (avaruudessa). Signaali siis pienenee kääntäen verrannollisena etäisyyden neliöön. Ilmakehässä eli käytännössä maan pinnalla vaimeneminen on suurempaa, koska siihen vaikuttavat mm. ilman vesihöyry, esteet ja monitie-eteneminen. Signaali vaimenee samalla tavalla myös käytettäessä suuntaavaa antennia.
Matkapuhelin tarvitsee toimiakseen tietyn signaalivoimakkuuden. Matkapuhelin on aina heikommassa asemassa tukiasemaan nähden, kun verrataan sen mahdollisuuksia lähettää riittävän voimakas signaali vastaanottajan (tukiaseman) antenniin. Syitä ovat puhelimen huono sijainti tukiasemaan nähden (rakennukset ym. esteet), puhelimen antennin heikko vahvistus, puhelimen pieni lähetysteho, käyttäjän usein omalla päällään synnyttämä vaimennus puhelimen ja tukiasema-antennin välillä ja monitie-eteneminen. Tukiaseman näkökulmasta näitä ongelmia ei ole: antenni sijaitsee korkean maston huipussa, antennissa voi olla jopa 25 dB:n vahvistus, lähetysteho on usein kymmeniä watteja ja antennin edessä ei ole vaimentavia esteitä.
Edellä kuvatun vaimenemisen vuoksi tukiasema-antennin lähettämä signaali vaimenee nopeasti, kun etäisyys antenniin kasvaa. Lähtötilannetta parantaa kuitenkin antennin suuri vahvistus, jota puhelimessa ei ole. Sähkömagneettisen säteilyn vaimennus ilmakehässä on (lähes suoraan) verrannollinen taajuuteen, joten mitä suurempi on järjestelmän käyttämä taajuusalue, sitä pienempi voi tukiasemasolun koko olla, kun lähetysteho pidetään samana. Tästä syystä 3g-solut ovat pieniä ja niitä tarvitaan paljon, vaikka 3g-järjestelmä pystyykin toimimaan pienemmällä signaalivoimakkuudella kuin gsm-järjestelmä.
Yksi tukiasemasolu pystyy palvelemaan vain tietyn määrän samanaikaisia käyttäjiä. Mikäli tämä määrä täyttyy, solu ruuhkaantuu ja yhteyden muodostaminen hidastuu tai ei onnistu lainkaan. Tästä syystä solujen kokoja on pienennetty, jolloin tietylle maantieteelliselle alueelle on saatu enemmän tarvittavaa kapasiteettia. Tämä ja varsinkin GSM 1800 -järjestelmän käyttöönotto on johtanut päällekkäisten solujen syntymiseen. 3g:n käyttöönotto tiheästi asutuilla alueilla on vielä lisännyt tätä päällekkäisyyttä. Tämän vuoksi matkapuhelinjärjestelmien synnyttämän sähkömagneettisen säteilyn määrä on nyt suurempi kuin koskaan.
Ns. yleisradiotoiminta (radio- ja tv-lähetykset) muodostaa myös suuren säteilylähteen, ja siinä käytetyt lähetystehot ovat todella suuria. Lähetinantennit sijaitsevat tosin korkeissa mastoissa harvaan asutuilla alueilla, ja niiden peittoalueet ovat tavallisesti tuhansia neliökilometrejä. Myös nämä lähetteet vaimenevat ilmakehässä mutta hieman vähemmän kuin matkapuhelinkantoaallot, koska ne lähetetään hieman alhaisemmalla taajuudella. Nämä lähettimet ovat jatkuvasti päällä.
Kumpi sitten muodostaa suuremman uhkan: tukiasemat vai käyttäjän oma matkapuhelin?
Tukiasema riskiä kasvattavana:
- lähettää jatkuvasti
- suuntaava antenni lisää säteilytehoa
- tiettyyn paikkaan suuntautuu ja summautuu usean tukiaseman ja eri järjestelmän lähete
- tukiasemien suuri ja yhä kasvava lukumäärä (3g-verkon laajennus)
Tukiasema riskiä pienentävänä:
- suurempi välimatka käyttäjään, vähintään kymmenistä metreistä useisiin kilometreihin
Matkapuhelin riskiä kasvattavana:
- lyhyt tai käytännössä usein ei lainkaan etäisyyttä käyttäjään (puhelin korvassa kiinni)
- suuri osa tehosta absorboituu käyttäjään joko suoraan tai ympäristön heijastusten kautta
- lähetysteho voi vaihdella (nopeasti) jopa tuhatkertaisesti sijainnista ja olosuhteista riippuen
Matkapuhelin riskiä pienentävänä:
- lähettää jatkuvasti vain puheyhteyden aikana (lukuunottamatta pari kertaa tunnissa tapahtuvaa muutaman sekunnin kestoista signalointia kontrollikanavalla)
- puhelimen antennissa vain vähän suuntaavuutta (jolla pyritään takaamaan puhelimen toiminta kaikissa asennoissa); suuntaavuus tosin kasvattaisi antennin kokoa, mikä ei ole toivottavaa
Jos matkapuhelin on tukiaseman voimakkaassa kentässä, puhelin käyttää varsin pientä lähetystehoa, mutta käyttäjä itse altistuu tukiasema-antennin voimakkaammalle säteilylle. Ja vastaavasti: jos puhelin on heikossa kentässä, se käyttää maksimi lähetystehoa ja käyttäjä samalla altistuu oman puhelimen voimakkaalle säteilylle.
Vaikka tukiasemien synnyttämä säteilyteho keskimäärin jäisikin kuvitellussa havaintopaikassa pienemmäksi kuin puhelimen lähietäisyydellä synnyttämä säteily, niiden säteily vaikuttaa kuitenkin vaihtelevalla teholla (verkon kuormituksen mukaan) 24 tuntia vuorokaudessa, kun taas puhelin säteilee käytännössä vain siihen puhuttaessa. Mitä enemmän puhelinta käytetään, sitä suuremmaksi riskiksi se tukiasemiin nähden muodostuu. Tukiasemasäteily vaikuttaa tietenkin aina ja lähes kaikkialla huolimatta oman puhelimen käytön määrästä tai siitä, omistaako puhelinta lainkaan. Tässä voitaisiinkin ottaa käyttöön termi passiivinen altistus matkapuhelinsäteilylle, joka koskisi henkilöitä, jotka eivät omista tai käytä matkapuhelinta mutta joutuvat siitä huolimatta tai tahtomattaan altistumaan matkapuhelinverkkojen ja -puhelimien synnyttämälle ei-ionisoivalle säteilylle.
Eräs merkittävä syy digi-tv:n käyttöönottoon oli vapauttaa analogisten tv-kanavien varaamat taajuusalueet (47-68 MHz ja 174-230 MHz) tulevaisuuden langattomia viestintäjärjestelmiä varten. Näillä taajuusalueilla on pieni vaimennus, joten solukoko voi olla suuri ja niillä voidaan kattaa helposti suuria maantieteellisiä alueita. Digita on jo rakentanut 450 MHz:n verkon langatonta laajakaistaa varten lähinnä syrjäseuduille. Tuo taajuusalue vapautui vanhalta NMT 450 -järjestelmältä.
On olemassa seuraava lainalaisuus: mitä suurempi bittinopeus järjestelmässä on, sitä lyhyempi yhteysväli sallitaan. Langaton laajakaista eli 3g-järjestelmään lisätty HSDPA-modulaatiomenetelmä sallii korkeintaan parin kilometrin yhteysvälin, mutta epäedullisissa olosuhteissa sekin voi olla liikaa. Elisa on myynyt tätä mobiililaajakaistan nimellä. Samasta syystä langattomien (lähi)verkkojen (mm. wlan, wi-fi, wimax) solukoot ovat pieniä. Uudella 900 MHz:n 3g-verkolla (alhaisemman taajuuden ansiosta) yhteysväliä on saatu hieman kasvatettua.
Oli matkapuhelimenkäyttäjä melkein missä tahansa päin Suomea, hän on aina useamman tukiasemasolun peittoalueella. Peittoa (tai sähkömagneettisen säteilyn energian määrää) lisäävät vielä eri operaattorien verkot ja eri järjestelmät. Operaattoreita on kolme ja järjestelmiä on neljä: GSM 900, GSM 1800, WCDMA 900 (3g) ja WCDMA 2100 (3g). Kaupunki- ja taajama-alueilla on kolmen järjestelmän peitto, kun taas maa- ja syrjäseuduilla käytettävissä on 900 MHz:n gsm-järjestelmän lisäksi uusi WCDMA 900 -järjestelmä, jolla matalamman taajuuden ansiosta saadaan suurempi kantomatka ja solukoko ja operaattorin taloudellisen intressin vuoksi myös enemmän maksavia asiakkaita.
Jos Nokia ei olisi koskaan alkanut toimia matkapuhelinalalla, suhtautuminen säteilyriskiin Suomessa olisi varmastikin aivan toisenlaista. Nokian vuonna 2007 tekemä kaikkien aikojen paras tulos, joka tuli pääosin puhelinmyynnistä, tarkoittaa yksinkertaisesti vain sitä, että langattoman teknologian voittokulku voi minkään voimatta sitä pysäyttää edelleen jatkua ja vielä uusille maantieteellisille alueille. Nokian merkitys Suomen kansantaloudelle on niin suuri, että yhtiön tekemisiä tullaan katsomaan hyvin pitkään sormien lävitse.
Operaattorit haluavat kannustaa asiakkaitaan käyttämään puhelimiaan entistä enemmän tarjoamalla puhepaketteja, joissa kiinteällä kuukausimaksulla saa puhua niin paljon kuin haluaa, vaikkakin kuukausikäyttö tosin rajataan pienellä painetussa tekstiosassa ”vain” 3000 minuuttiin. Se tekee kuitenkin 1 h 40 min. päivässä. Tuollainen tarjous ja yleisestikin jatkuvasti laskevat puheluhinnat lisäävät varmasti matkapuhelimen käyttöä operaattorien toiveiden mukaisesti.
Vuoden 2007 heinä-syyskuussa soitettiin 1,25 miljardia matkapuhelua kestoltaan yhteensä 3,4 miljardia minuuttia. Keskiarvon laskeminen ei kerro mitään, koska keskivertokäyttäjää ei ole olemassakaan. Lienee kuitenkin niin, että aktiiviset käyttäjät, jotka ovat hankkineet puhepaketin, käyttävätkin puhelintaan sitten todella paljon.
Matkapuhelinliittymien lukumäärä kasvoi edelleenkin vuoden 2009 ensimmäisen vuosipuoliskon aikana. Kasvua oli seitsemän prosenttia, ja kesäkuun lopussa liittymien kokonaismäärä oli noin 7,3 miljoonaa. Puheluita soitettiin 2,44 miljardia kappaletta, ja niiden kokonaiskesto oli 7,48 miljardia minuuttia. Jos lukuja verrataan vuoden 2007 heinä-syyskuun lukuihin, havaitaan, että puheluiden määrä laski kaksi prosenttia mutta niiden kokonaiskesto kasvoi kymmenen prosenttia.
En ole käsitellyt tässä muita langattomia järjestelmiä, vaikka niiden tukiasemien lukumäärä kasvaakin jatkuvasti. Niiden käyttämät tehot ovat matkapuhelinverkkojen tehoja pienempiä, mutta toisaalta niiden suuri lukumäärä ja lyhyt välimatka käyttäjiin kumoaa pienestä lähetystehosta seuraavan pienemmän terveysriskin.
Tulevaisuus näyttää ikävä kyllä langattomalta ja myöskin säteilevältä. Nokia loi yhdessä Jorma Ollilan kanssa ”Life goes mobile” -vision. Niin siinä näyttää käyneen. Vision toteutuminen tietää runsaita palkkioita Nokian johtoryhmän jäsenille vielä usean vuoden ajan.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti