- контролируемым условиям работы (нормы «для профессионалов») или неконтролируемым условиям (нормы «для населения») - по стандарту США допустимые пределы облучения в первом случае в 5 раз выше, чем во втором;

- различным интервалам усреднения при оценке допустимого среднего уровня облучения; при этом если время облучения больше интервала усреднения, то допустимый средний уровень не должен превышаться для любого интервала времени, равного интервалу усреднения, в пределах времени облучения; если же время облучения меньше интервала усреднения, то допустимый средний уровень облучения пропорционально увеличивается по отношению к заданному предельному;

- различным объемам ткани или телу человека в целом;

- нормы могут зависеть от частоты или могут относиться к различным физическим величинам.

Последний момент поясним чуть подробнее. Обычно нормы безопасности устанавливают предел для плотности потока мощности (Вт/см2 или мВт/см2), или для так называемого коэффициента удельного поглощения {Specific Absorption Rate - SAR, Вт/кг или мВт/г). SAR, по определению, - это производная по времени от энергии электромагнитного поля, поглощаемой единицей массы (или рассеиваемой в ней) в объеме ткани тела заданной формы и плотности.

Мы не будем перечислять всех характеристик имеющихся стандартов, а приведем по четырем стандартам выборочные данные, непосредственно относящиеся к сотовой связи (табл. 3.1).

Первое, что можно констатировать по данным приведенной таблицы, - это достаточная близость допусков разных стандартов. Сказанное справедливо не только для SAR, но и для плотности потока мощности, хотя последнее и может поначалу показаться не очевидным; однако если российскую норму 0,01 мВт/см пересчитать в соответствии с правилами, принятыми в стандарте США, на интервал усреднения 30 минут, что более соответствует условиям применения сотовой связи, то получим 0,4 мВт/см2, а это практически совпадает с 0,5...0,6 мВт/см2 стандарта США для диапазона 800...900 МГц.

Второй вывод из данных таблицы: если в российском стандарте задан только предел для плотности потока мощности, то в остальных стандартах основной является норма для SAR. И это весьма существенно, поскольку относительно простое измерение плотности потока мощности возможно лишь в дальней зоне антенны, на расстоянии не менее длины волны от нее, а попытки опереться на результаты некорректно выполненных измерений в ближней зоне приводят к количественно неверным и даже абсурдным результатам [65, 66]. Поэтому, хотя измерения SAR тоже очень непросты, проверка биологической безопасности сотовых телефонов основывается именКо на них.

Таблица 3.1. Нормы безопасности на электромагнитное излучение по четырем основным стандартам [135, 132, 149,131, 113, 66]

И тут мы переходим к следующему вопросу: каким образом практически оценивается SAR - коэффициент удельного поглощения энергии электромагнитного поля в теле человека? Оценка SAR производится с использованием моделей тела человека - матема-ических и физических. Эти модели достаточно детально воспроизводят тело человека, с учетом составляющих его тканей (мышцы, кости, мозг, кровь, печень и т.п.) и характерных параме.т-ров последних (диэлектрическая проницаемость, проводимость); в некоторых исследованиях модель непосредственно воспроизводит тело подопытного добровольца [113]. При использовании математической модели SAR оценивается расчетным путем, в результате чего получается картина пространственного распределения SAR, по которой находятся участки с максимумами, а также среднее значение SAR для тела в целом. В физической модели, создаваемой из материалов с соответствующими характеристиками и воспроизводящей тело человека или его часть в натуральную величину, производятся прямые измерения напряженности электрического поля в малой полости, которая создается в выбранном месть модели и в которую помещается датчик измерительного прибора. В таких экспериментах используются реальные абонент-

ские аппараты, работающие в обычном режиме и размещаемые в нужном ракурсе непосредственно около уха модели. Опыт показывает, что результаты, получаемые на математических и физических моделях, хорошо согласуются между собой.

В качестве примера в табл. 3.2 и на рис. 3.4 мы приводим некоторые результаты измерений, выполненных на физических моделях. Следует отметить, что все эти результаты относятся к выходной мощности аппарата 600 мВт при непрерывном излучении (аналоговый стандарт AMPS). При работе в цифровом стандарте D-AMPS, как это следует из сказанного в разд. 2, средняя излучаемая мощность снижается втрое. Кроме того, абонент практически никогда не говорит полчаса подряд - максимум 5... 10 минут, обычно даже меньше. Наконец, поскольку мощность излучения абонентского аппарата регулируется в ходе сеанса связи, он редко работает с максимальной мощностью, как правило, его мощность меньше максимальной в 3...5 раз или более. Поэтому в среднем существует еще более чем десятикратный запас по сравнению с результатами, приведенными в табл. 3.2 и на рис. 3.4.

Таблица 3.2. Значения SAR, полученные из измерений на физических моделях головы человека (выхрдная мощность аппарата 600 мВт) [135]

Таким образом, нормы безопасности, устанавливаемые существующими стандартами, в частности, стандартом США [86] и учитывающие практически все виды влияния электромагнитного излучения на человека (термическое, канцерогенное, нейрофизиологическое, влияние на слух, кровь и др.), существующими аппаратами сотовой связи выполняются. Поэтому мы не можем не присоединиться к общему выводу обзорного доклада на специализированной конференции по биологической безопасности сотовой связи - выводу предельно дипломатичному, но абсолютно недвусмысленному [135]: «С учетом неопределенностей, а также того факта, что пороги являются консервативными оценками для минимальных биологических воздействий, соответствующих рассматриваемым значениям SAR, имеющиеся данные не представляют прямых доводов в отношении надвигающейся угрозы здоровью

людей со стороны спорадического или кратковременного маломощного радиочастотного или СВЧ облучения».

10 мВт/г

Допустимые нормы по стандарту США для неконтролируемых условий

0,01--

0,001 тг

0,0001

Экспериментальные результаты для Сотовых телефонов

0,001 0,0005

0,001

0,0001

Рис.3.4. Значения SAR, полученные с помощью математической модели всего тела и физической модели головы (частота 835 МГц; испытано три модели аппаратов; выходная мощность 600 мВт) [113]; а) SAR - в среднем для всего тела; б) SAR - в области пространственного максимума

Исчерпав по существу изложенным основное содержание проблемы биологической безопасности сотовой связи, по крайней мере в том приближении, которое принято нами в рамках этой книги, остановимся еще на вопросе отношения общества к сотовому телефону в связи с возможным риском при использовании последнего. Этот вопрос в числе прочих также был предметом обсуждения на упоминавшейся конференции по биологической безопасности сотовой связи [154], и изложенный там опыт США представляется небезынтересным. Этот опыт, если говорить коротко, сводится к тому, что, судя по многим публикациям в средствах массовой информации и по результатам опросов общественного мнения, риск от регулярного пользования сотовым телефоном нередко преувеличивается. В связи с этим предлагаются такие конкретные шаги:

- продолжение многосторонних исследований по биологической безопасности сотовой связи как в естественных условиях (in vivo - буквально в жизни, в теле), так и в лабораторных (in vitro - в пробирке, в колбе);

- широкая объективная информация для населения, в том числе в средствах массовой информации;

- разработка критериев сопоставления риска от сотовых телефонов с риском от других атрибутов современной жизни, более привычных и более доступных для большей частУ! населения.

Последнее, о чем мы считаем нужным упомянуть в этом разделе и что не связано с опасностью (или безопасностью) электромагнитного излучения, но нередко рассматривается в публикациях под характерными заголовками типа: «Осторожно: сотовый телефон!», - это опасность ведения разговора по сотовому телефону за рулем. Эта опасность всем очевидна, предупреждения о ней включаются практически во все инструкции к абонентским аппаратам, тем не менее она остается настолько серьезной, что в некоторых длучаях ее сравнивают с воздействием алкогольного опьянения [76]. Можно спорить, достаточны ли основания для постановки вопроса о запрете использования сотовой связи за рулем, но бесспорно, что это как раз тот случай, когда строгое соблюдение элементарных правил безопасности (использование комплекта «свободные руки», остановка на обочине на время разговора) вполне себя оправдывает.

Глава 4

СОТОВАЯ СВЯЗЬ В СОПОСТАВЛЕНИИ С ДРУГИМИ

ВИДАМИ ПОДВИЖНОЙ связи

4.1. Вводные замечания

До сих пор, в первых трех разделах книги, мы говорили только о сотовой связи и рассмотрели многие из относящихся к ней вопросов. Однако сотовая связь - не единственный вид подвижной связи, известны и другие ее виды:

- транковая связь;

- персональный радиовызов;

- мобильная спутниковая связь;

- беспроводной телефон.

Все эти варианты подвижной связи мы рассмотрим далее в настоящем разделе. Одновременно с беспроводным телефоном мы коснемся построения локальных беспроводных сетей. Мы остановимся также на системе PHS - своеобразном сочетании беспроводного телефона и сотовой связи.

Степень подробности нашего изложения будет относительно невелика, в большинстве случаев мы не будем рассматривать технических деталей и конструктивных особенностей различных вариантов систем, а иногда даже не будем перечислять конкретные системы по их наименованиям. Наша задача будет состоять в том, чтобы пояснить принцип действия других видов подвижной связи и сопоставить их с сотовой связью, по возможности четко выделив сравнительные характеристики, относительные достоинства и недостатки, с тем чтобы иметь возможность определить роль и место каждой из систем на рынке мобильной связи и в какой-то мере оценить возможные пути эволюции.

4.2. Транковая связь

Системы транковой связи [42, 78, 40, 29 и др.] до некоторой Степени близки к сотовым: это также системы наземной подвиж-.ной связи, в первую очередь - радиотелефонной, обеспечивающие неограниченную мобильность абонентов в пределах достаточно большой зоны обслуживания. Основное отличие состоит в том, что транковые системы проще и предоставляют абонентам меньший набор услуг, но за счет этого они дешевле сотовых. Транковые системы имеют значительно меньшую емкость."