Проблема «последнего метра»

Концепция техногенного фона по ЭМИ нуждается в комплексном научном обосновании. В отличие от естественного фона, который имеет квазишумовую структуру и может быть охарактеризован средними уровнями спектральной фоновой плотности S_E; В/м (Гц)^0,5 и S_Н ; А/м (Гц)^0,5, техногенный фон имеет ярко выраженную дискретную структуру. Поскольку в действующих НД считается допустимым моделировать радиосигналы монохроматическими ЭМИ с эквивалентной энергией, реальный фон по ЭМИ может быть представлен в виде совокупности заданного числа монохроматических составляющих эквивалентного фона, обладающих той же энергией воздействия на биорецепторы ЭМИ [2.31].

Созданию таких моделей фона по ЭМИ способствует применение комплексов (станций автоматизированного радиоконтроля) «Ирга» и «ИКАР». Технические характеристики указанных комплексов позволяют производить измерение параметров РЭС (частота, ширина полосы и уровень сигнала) с возможностью документирования результатов наблюдения и измерения в виде спектрограмм, таблиц и графиков – в интересах последующего вычисления составляющих спектра эквивалентного фона по ЭМИ.

Предложенная концепция оценки экологической опасности ЭМИ не отвергает пороговый и дозовый подходы, поскольку уровни Э_m можно трактовать и как порог, и как дозу – но показывает их реальное место в ряду предпринимаемых действий. К сожалению, органы ГСЭН РФ не располагают сведениями, на основании которых могут быть получены гистограммы риска, и не планируют эту работу на будущее. Исследования такого рода ведутся за рубежом [2.5; 2.10], однако информированность российских специалистов о полученных там результатах нельзя считать удовлетворительной. Судя по доступным публикациям, особое внимание сейчас уделяется анализу взаимодействия ЭМИ с тканями сложных живых организмов, – например, применительно к воздействию терминала АС на голову человека. Разработаны пакеты расчетных программ разной сложности; экспериментальные исследования ведутся методом физического моделирования с применением дозиметрических установок DASY, которые предназначены для определения уровней SAR внутри манекена, имитирующего голову человека [2.5; 2.21]. Поскольку модель головы получается достаточно сложной, а распределение SAR – случайно-неоднородным по времени и пространству, для однозначной интерпретации полученных результатов четко оговаривают исходные условия и методику проведения экспериментов. Вследствие давления зарубежной экологической общественности на руководство фирм-производителей оборудования СПР и ССС, сведения об уровнях SAR, создаваемых серийно выпускаемыми терминалами современных АС, периодически публикуются в сети Internet.

В России сегодня нормируются вторичные характеристики невозмущенного ЭМИ в свободном пространстве [2.12-2.19 и др.]. Поскольку базовый параметр SAR [2.21-2.23] представляет собой где – удельная проводимость ткани тела, См/м; Е_Т – напряженность поля внутри ткани, В/м; – плотность ткани тела, кг/м³; можно считать, что с последующим определением риска R_S / R_Sm как для отечественных (ППЭ_m), так и зарубежных (SAR_m) значений ПДУ. Приближенность здесь объясняется тем, что ППЭ вводится для дальней зоны излучения АС, тогда как SAR – для любой области пространства, что позволяет учесть реакцию ткани тела биорецептора на воздействие ЭМИ.

Таблица 2.6. Сравнение средних уровней ППЭ; мкВт/см², и SAR; Вт/кг, для АС разных типов стандарта GSM-900

В 1998 г. на стажировке по программе Евросоюза TACIS автору [2.10] впервые довелось познакомиться с зарубежными публикациями (Burkhardt M., Cooper J., Hombach V., Meier K. и др.), посвященными расчетному и экспериментальному (с помощью установки DASY) определению SAR. С помощью этих данных удалось сопоставить значения SAR первых образцов сотовых телефонов с показаниями отечественного прибора П3-20 (после статистической обработки полученных результатов), тем самым как бы «откалибровав» его в нужных единицах [2.10]. После чего порядок следования АС друг за другом: от менее безопасных к более безопасным по критерию SAR и показаниям П3-20 (см. таблицу 2.6) стал почти одинаковым…

По аналогии с проблемой последней мили (last mile) при обеспечении требуемой скорости передачи информации в ИКС, задачу обеспечения потребительской безопасности абонентского оборудования ИКС можно назвать решением проблемы последнего метра (last meter) [2.32] – поскольку наиболее опасными для человека являются РЭС в составе оконечных устройств ИКС, расположенных вблизи от его жизненно важных центров. Вопросы, связанные с другими видами потребительской безопасности (контентной, информационной) выходят за рамки настоящего учебного курса, поэтому ограничимся рассмотрением проблемы last meter в интересах обеспечения безопасности ИКС по ЭМИ.

Проблема последнего метра ИКС не является частным случаем проблемы последней мили, хотя в реальности эти проблемы разделить трудно: широкополосный радиодоступ (broadband radio access), например, считается перспективным элементом ИКС на последней миле, а его радиоинтерфейс (air interface), «отвечающий» за обслуживание клиентов, предусматривает использование ЭМИ в виде свободно распространяющихся радиоволн, что представляет опасность на последнем метре. На последней миле могут быть использованы разные варианты радиодоступа: радиорелейный (РРЛ) тракт в конфигурации «точка-точка» (point-to-point) с организацией абонентского выноса номеров АТС; радиоканал в конфигурации «точка – много точек» (point-to-multipoint); микросотовая структура на основе технологий WLL; GSM; DECT; CDMA; Bluetooth или АТС с радиодоступом; радиоудлинители и другие системы бесшнуровой телефонной связи. По скорости передачи все эти системы должны соответствовать единым общим нормам – иначе ИКС «расстыкуется» на отдельные участки, непригодные для эффективной эксплуатации в целом. По экологической безопасности таких общих норм нет, и не может быть в силу дифференцированного характера угрозы ЭМИ разных РЭС жизненным системам и центрам разных биорецепторов ЭМИ (потребителей услуг ИКС, персонала, посторонних лиц и т.д.).

Безопасность ИКС по ЭМИ тесно связана с ЭМС РЭС – однако обеспечение экологической чистоты РЭС представляется научно-технической задачей, на порядок более сложной и ответственной по сравнению с обеспечением ЭМС. Совершенствование методического аппарата СИМ и метода аналогии ведет к необходимости изучать особенности взаимодействия ЭМИ с живым веществом, поэтому их применение не только не отрицает, а напротив – предполагает активизацию исследовательских усилий на данном направлении. Непороговые воздействия ЭМИ изучаются не так давно, поэтому о конкретных выводах и рекомендациях говорить рано. Существует концепция взаимодействия ЭМИ и БЭИ человека, которая на уровне гипотезы не только объясняет ряд явлений, свойственных ЭМИ и БЭИ, но и представляет практический интерес для внедрения в мировую практику ИКС-проектов XXI века. Развивается концепция приемлемого экологического риска, – которая, в силу вероятностной природы R_S, учитывает индивидуальный характер реакции человека на воздействие ЭМИ – как при пороговых, так и при непороговых воздействиях.

На вопрос, как остановить процесс роста уровней ЭМИ, негативно воздействующего на биосферу Земли, медики и экологи ответить не могут. Для технического специалиста, напротив, знакомство с основами экологии позволяет спрогнозировать выход из сложившейся ситуации. Действительно: на сегодняшний день ясно, что фон по ЭМИ, охватывающий поверхность Земли подобно воздушной оболочке или гравитационному полю, имеет две составляющие: естественную и техногенную. К наличию естественного фона человек разумный и творящий (homo sapiens, homo faber) как биологический вид приспособился в ходе многовековой эволюции. Техногенный фон является новым и крайне агрессивным абиотическим фактором: поэтому снижение интенсивности технического фона, а в идеале уменьшение его до уровня естественного фона, нужно всячески приветствовать и поощрять.

Разработчики новых ИКС-технологий фактически уже работают в данном направлении: идеология CDMA, например, представляется ступенькой на пути от узкополосных высокоэнергетические технологий к низкоэнергетическим технологиям ИКС, использующим сверхширокополосные сигналы, – которые, по аналогии с ними, можно назвать фоновополосными сигналами (ФПС) [2.32]. В идеале технология ФПС выглядит как использующая в качестве несущей для передачи информации только естественный фон по ЭМИ, – что было бы замечательным вариантом для защиты окружающей среды. Дело за малым: нужно научиться использовать ФПС для передачи гигабитных и терабитных потоков сообщений, гигантских объемов информации…