5G的電磁輻射對人體安全會構成威脅嗎?

2020-11-22 EEWORLD電子工程世界

翻譯自——spectrum,Kathy Pretz

9月21日,人們在伯爾尼瑞士國會大廈前遊行,這是全國範圍內對5G技術和部署5G兼容天線的抗議活動的一部分。而IEEE天線和電信專家解決了有關射頻暴露的困擾。

包括科羅拉多州、加州聖地牙哥和英國託特內斯在內的幾個城市裡,眾多市民一直在抗議5G無線基站的安裝,擔心這些網絡節點會對人類、動植物造成有害影響。他們指出安裝在離居民場所過近的天線所發出的射頻輻射會有潛在危險。

抗議者還指出,沒有科學證據表明5G信號,特別是在電磁波譜的毫米波區域傳輸的信號是安全的。現在使用的行動裝置的頻率低於6千兆赫,而5G將使用600兆赫以上的頻率,包括30千兆赫到300千兆赫之間的毫米波頻段。

5G已經引起了足夠的關注,一些城市已經取消或推遲了基站的安裝。

正在為5G開發和部署鋪平道路的IEEE (IEEE Future Networks Initiative)成員注意到了這些問題。今年9月,該組織發表了一篇題為《5G通信系統和射頻暴露限制》的文章。該報告審查了現有的射頻暴露準則。

該研究所詢問了IEEE 倡議的兩名成員對5G爭議的看法。IEEE院士Rod Waterhouse是該倡議技術焦點出版物的編委會成員,並針對天線、電磁學、微波光子學為研究方向編輯了5G報告。他也是位於馬裡蘭州漢諾瓦的Octane Wireless公司的首席技術官和聯合創始人。

IEEE高級成員David Witkowski是該倡議部署工作組的聯合主席。他是無線和電信行業的專家。Witkowski是矽谷合資無線通信項目的執行董事,這是一家位於加州聖何塞的非營利組織,致力於解決該地區的通信、教育和交通等問題。

Waterhouse表示,人們之所以擔心5G可能對健康造成負面影響,主要是因為它的基站架構與目前支持3G和4G行動網路的基站架構截然不同。這些信號塔相距幾公裡,建在高高凸起的建築物上,通常遠離居民區。因為5G基站比背包還小,所以可以放在任何地方,比如燈杆、路燈和屋頂上。這意味著基站可以建在房屋、公寓樓、學校、商店、公園和農場附近。

Waterhouse:「無線電公司將把這些設備整合到長椅和公交車站等日常結構中,這樣它們就會離地面更低,離人們更近。」「由於基站的覆蓋範圍有限,(與目前基站的數量相比)它們的數量還會增加。5G毫米網絡需要每100到200米就要安裝一個蜂窩天線。」

話雖如此,這些小型基站的好處之一是由於覆蓋面積更小,它們不需要像現在的發射塔傳輸那麼多的電力。

Waterhouse:「如果目前從30米高的手機發射塔傳輸的電量要從安裝在公交車站的5G基站傳輸,那麼就有理由感到擔憂,但事實並非如此。」

Witkowski指出,假設天線不變,將750兆赫茲的5G無線電取代4G無線電,覆蓋範圍將與4G無線電相同。當然,它將提供更高的數據速率和更快的網絡響應時間。

Waterhouse預測5G將分兩個階段推出。他說,第一個方案將在更接近頻譜層(低於6GHz)的頻段內運行,4G設備保持原位置工作。他解釋:「每個人都將擁有更多的帶寬或更快的數據速率。」「此外,5G基站將只在特定的小區域內設置,而不是所有地方。」而他說的下一個階段5G+,將會對帶寬和數據速率帶來巨大的改善,因為將有更多的基站使用毫米波頻率。

Witkowski介紹,美國運營商已在6GHz以下的頻段進行密集的部署,之後他們將在K/Ka波段和mm波段部署5G。還將有一些3G和4G無線電被5G無線電所取代。

Witkowski說:「對於那些可以使用空頻段/重頻段的美國運營商而言,比如600兆赫的T-Mobile和2.5 GHz的Sprint,他們的部署策略將暫時不使用3G/4G,他們會在這些較低頻段中加入5G。」

現有規定能做什麼?

Waterhouse指出,在兩份國際文件中已經確立了射頻接觸的安全限度。其中之一是國際非電離輻射防護委員會(ICNIRP)的指導方針,ICNIRP自1998年起就已經存在。在IEEE C95.1中指出,「IEEE人體暴露於電、磁和電磁場安全等級標準」是由IEEE國際電磁安全委員會制定,並於2005年實施。IEEE C95.1涵蓋了3千赫茲到300千赫茲的頻段。The Future Networks Report詳細介紹了文件中列出機構的各種暴露限制。

今年又對ICNIRP和IEEE指南進行了定期修訂和更新。最新的規定中對頻率高於6GHz的局部曝光的限制甚至更低。比利時、印度、俄羅斯和其他國家甚至制定了更嚴格的限制。

至於毫米波波段是否安全,據Waterhouse解釋,來自蜂窩網絡站的射頻屬於非電離輻射光譜,所以這種輻射不會損害人體DNA,也不會導致癌症。而加熱組織是對人類唯一的生物影響的已知射頻。過度接觸射頻會導致整個身體過熱到危險的程度,局部暴露會損傷皮膚組織或眼角膜。「在更高的頻率下,對人體的實際影響和穿透深度更小,」「由於毫米波會從皮膚表面反射回來,所以皮膚不會受到損害。

Waterhouse承認,儘管毫米波已被用在了包括天文學和軍事應用等眾多應用上,但它們在電信領域的應用效果還沒有得到很好的理解。人們普遍認為毫米波是安全的,但仍應加以監測,所以監督電信公司的監管機構要時刻確保5G的安全。

「科學界的大多數人並不認為有什麼問題,」Waterhouse說到。「然而,直截了當地說沒有理由擔心是不科學的。」

許多反對者堅持認為,在監管機構允許部署之前,必須證明5G是安全的。Witkowski認為,這種說法的問題在於,我們不可能100%肯定地證明任何事情。

他解釋道:「洗澡、做早餐、上下班、在餐館吃飯、外出——我們做的每件事都可能有風險。」「無論我們談論的是3G、4G還是5G,電磁輻射安全(EMR)問題在於這些風險是否可控。關於EMR對健康影響的醫學由來已久,這些成千上萬的研究報告要麼沒有健康風險,要麼沒有結論性的發現。相對較少的研究聲稱發現了一些風險的證據,但這些研究從未被重複——重複是科學研究的一個關鍵因素。我們應該繼續研究電磁輻射對健康的影響,但絕大多數證據表明沒有理由暫停部署。」

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