5G sítě

FAQ - často kladené dotazy

Zavádění 5G je spojeno s potřebou získání důvěry veřejnosti v novou technologii a vysvětlení některých oblastí, které například souvisejí s vlivem elektromagnetického pole (EMP) na prostředí. K podpoře dialogu s veřejností proto ČTÚ stručně uvádí v reakci na řadu dotazů některé informace o 5G z pohledu využívání kmitočtů včetně souvislosti s ochranou veřejného zdraví. Informace o testování 5G v České republice či shrnutí uživatelských příležitostí je uvedeno na jiných portálech, např. https://www.mpo.cz/cz/e-komunikace-a-posta/elektronicke-komunikace/koncepce-a-strategie/.  Přesto se veřejným prostorem šíří celá řada otázek, fake news či hoaxů. ČTÚ proto zřídil email 5ghoax@ctu.cz, kde sbírá různé otázky a zprávy týkající se také nepravdivých informací o sítích 5G, a je připraven k nim na těchto stránkách uvést vysvětlení.

Co je 5G?

Nová generace mobilních sítí. Navazuje na předchozí generace sítí 3G (přinesla rozšíření internetu do mobilu a vedla k rozmachu smartphonů) a 4G (nabídla mnohem rychlejší přenos dat a umožnila například sledovat streamovaná videa na cestách). 5G odráží nové potřeby komunikace jak na straně koncových uživatelů, tak i v oblasti průmyslu a výhledově i v dalších sektorech.

K optimalizaci provozu a snížení rušení jsou používány tzv. aktivní antény umožňující zlepšit využití kmitočtů použitím směřování vyzařovaných svazků rádiových vln. Aktivní antény umožňují základnové stanici dynamicky směřovat vysílaný signál (rádiové svazky) zejména do míst, kde se nacházejí terminály. Technologie elektrického nasměrování svazku bez nutnosti mechanického nastavení antény je využívána již řadu desetiletí u různých rádiových systémů, nicméně až s potřebou další optimalizace využití kmitočtů (a souvisejícím technickým pokrokem) došlo k zavedení dynamického řízení vyzařování antén i do běžných komerčních systémů.

Co nového 5G přinese?

Hlavní přínos sítí 5G očekáváme jak v dalším zlepšení kvality dnes nabízených služeb připojení k internetu, tak i ve změně způsobu používání stávajících zařízení jako jsou smartphony nebo herní konzole. 5G disponují také kapacitou propojit tisíce těchto zařízení v jednu chvíli a otevírají tím prostor pro vývoj nových, inovativních služeb. Díky lepší konektivitě bude mít například více lidí přístup k digitálnímu vzdělávání a digitálním dovednostem. Rychlejší a stabilnější spojení může spojit týmy na více místech najednou, což například podporuje práci na dálku. Továrny mohou být modernizovány automatizovanými procesy a propojenými stroji, aby se zvýšila bezpečnost práce a produktivita.

Jaký je rozdíl mezi 5G a předchozími technologiemi?

Jde o další vylepšenou vývojovou fázi rodiny technologií IMT-2020 (zahrnující 3G a 4G). 5G je navržena pro lepší využití kmitočtů a snížení vzájemné interference. K přínosům pak patří i zlepšení dosažitelné přenosové rychlosti pro jednotlivé uživatele (včetně nižší doby odezvy) či možnost využití 5G pro vysoce spolehlivé spojení. Při využití velmi širokých rádiových kanálů ve vyšších kmitočtových pásmech je možné dosáhnout až gigabitových přenosových rychlostí.

Která pásma 5G využívá?

Vývoj 5G je technologický vývoj v oblasti mobilních technologií, který reaguje na zvýšené nároky uživatelů na objem a rychlost přenášených dat, včetně co nejlepší dostupnosti signálu bezdrátových sítí. Protože rozsah dostupných kmitočtů pro velmi široké kanály je v nižších pásmech omezený, jsou hledána také pásma vyšší (která jsou však již teď využívána rozličnými technologiemi). 5G může nebo bude moci využívat řadu kmitočtových pásem určených již dnes pro mobilní komunikace 2G, 3G a 4G, včetně pásma 3,4-3,8 GHz. Informace o pásmech pro mobilní sítě jsou uvedeny například na portálu spektrum.ctu.cz. K novým pásmům, určeným specificky pro 5G, patří zejména pásmo 700 MHz nebo pásmo 26 GHz, které umožní použití velmi širokých kanálů. Pro 5G budou určena i další pásma, například 66-71 GHz.

Jak je ČR s přípravou daleko?

Kmitočty v pásmu 700 MHz a 3,4-3,8 GHz pro výstavbu sítí 5G jsou předmětem aukce plánované na II. pololetí 2020. Zahájení výstavby sítí v širším měřítku se předpokládá od r. 2021.

Představují sítě 5G riziko pro lidské zdraví?

Nepředstavují. V případě dodržení hygienických limitů nemají vysílače sítí 5G negativní vliv na lidské zdraví; podrobnější vysvětlení je uvedeno v otázkách níže. Státní zdravotní ústav zveřejnil na svých stránkách Informaci č. 20/2019 Národní referenční laboratoře pro neionizující elektromagnetická pole a záření Státního zdravotního ústavu, ve které reaguje na rostoucí obavy a dotazy týkající se ochrany zdraví před elektromagnetickým polem (neionizujícím zářením) u sítí 5G.

Jak působí rádiové vlny na člověka a jaký je vědecký základ vysvětlení?

Elektromagnetické pole (EMP) v oblasti rádiových kmitočtů po průniku do biologické tkáně působí tepelně. Pro stručné vysvětlení jevu a objasnění hraničních případů je potřeba použít jak makroskopický pohled na šíření EMP, tak i mikroskopický pohled molekulární fyziky.

Makroskopický pohled je založen na principech šíření EMP, které jsou souhrnně popsány Maxwellovými rovnicemi, a dokáže popsat chování vlny EMP v různých prostředních, počínaje vakuem a konče, v našem případě, prostředím s vysokým obsahem vody a dalších látek, které společně specificky upravují základní parametry zkoumaného prostředí (zde zejména permitivitu a vodivost). Aniž bychom zabíhali do postupu odvození, uvedeme jeden ze vztahů k výpočtu tepelného účinku pro případ, kdy vlna proniká do těla. Posuzovanou veličinou je v tomto případě SAR (měrný absorbovaný výkon, jednotka W/kg):

SAR = σ . Ei2 / ρ

Jednotlivé symboly označují:

Ei ... intenzitu elektrického pole uvnitř tělesné tkáně (V/m),

σ ... elektrickou vodivost tkáně těla (S/m),

ρ …. hustota látky (kg/m3).

 

Pro určení Ei výpočtem je ale potřeba spočítat průnik vlny EMP do jiného prostředí, kdy se použijí výše zmíněné parametry. S ohledem na účel tohoto textu zde postup neuvádíme. SAR se určuje i jinými postupy, například pomocí měření. Výsledný SAR nesmí být v běžném prostředí (včetně například expozice osoby u mobilního telefonu) vyšší, než kolik nařizují hygienické limity. Ty jsou v ČR v rámci zákona o ochraně veřejného zdraví upraveny nařízením vlády č. 291/2015 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením, a vycházejí z doporučení ICNIRP. V praxi se pro zjednodušení posuzování expozice používají tzv. referenční hodnoty, které v sobě zahrnují velký bezpečnostní koeficient a zohledňují mj. metodiku měření parametrů EMP přístrojem ve vzduchu (tj. mimo tělo). V případě EMP je to hustota zářivého toku vyjádřená jednotkou W/m2. Pro vyšší kmitočtová pásma (přibližně nad 6 GHz) je ale hloubka vniku vlny do těla tak malá, že se posuzuje pouze převažující plošná expozice reprezentovaná hustotou zářivého toku.

 

Mikroskopické (molekulární) vysvětlení působení EMP na biologickou tkáň je poměrně složité a používá částicový popis EMP: elektromagnetická vlna je proud fotonů (energetických kvant), u nichž je energie jednotlivého fotonu dána součinem E = h·f, kde f frekvence záření (Hz), h je Planckova konstanta (4,135667696 × 10−15 eV·s) a výsledná energie E je v jednotkách elektronvolt (eV). Pokud fotony EMP interagují s atomy nebo molekulami (tj. vstoupí například do biologické tkáně tvořené proteiny a dalšími látkami), předají svoji energii těmto atomům či molekulám, a ty zvýší svoji vnitřní energii projevující se kmitáním (kinetická energie částic). Navenek (makroskopicky) se toto zvýšení vnitřní energie projeví zvýšením teploty. Zároveň dochází díky vzájemnému pohybu atomů a molekul k předávání energie dále, k dalším částicím neboli k rozptýlení energie (a tedy k vedení tepla). To probíhá jak vzájemnou interakcí částic, tak prostřednictvím chemických vazeb či fyzikálních vazeb. (Pozn.: U každé látky, která má teplotu nad 0 Kelvinů, je tepelná energie částic reprezentována jejich pohybem.)

 

Pokud je energie fotonu velmi vysoká (např. rentgenové ionizující záření), může dojít například k uvolnění elektronu z atomu (molekuly) a dojde tak k ionizaci a vzniku volných radikálů. Tento jev, jehož důsledky se mohou projevit na strukturálních změnách DNA, replikačních mechanizmech buněk či chromozomů nebo dalších změnách, může být příčinou některých onkologických onemocnění. Nicméně, energie potřebná pro ionizaci například biologicky důležitého uhlíku je zhruba 11 eV, což odpovídá kmitočtu přibližně 2,7 × 1015 Hz (vlnová délka 110 nm). To jsou přibližně o 5 řádů vyšší kmitočty, než které používají rádiové komunikace. Foton vlny EMP v oblasti rádiových kmitočtů (tj. neionizující záření) tedy nemůže způsobit ionizaci atomů či molekul.

 

Zajímavou otázkou je, co se stane, pokud takových neionizujících fotonů je velmi mnoho, neboli – z makroskopického pohledu – výkon vyzařovaný vysílačem (a tedy působící na biologickou tkáň) je opravdu velký a termoregulační procesy v těle (tj. zejména krevní oběh, pocení a vyzařování energie) by se nedokázaly s takovým množstvím energie vypořádat. V tomto případě dochází s dopadem každého dalšího fotonu k výše popsanému postupnému zvyšování vnitřní energie atomů a molekul (oscilace) a tedy ke zvyšování teploty. V případě biologické tkáně (tvořené bílkovinami a dalšími látkami s vysokým obsahem vody) dojde při dalším zahřívání díky narušení molekulárních vazeb k tepelnému nevratnému poškození proteinových řetězců (koagulace). Tyto jevy ale mohou nastat pouze při mnohonásobném překročení povolené expozice a byly by spojeny například se vznikem popálenin.

 

Hygienické limity k ochraně veřejného zdraví před účinky EMP (a zavedené bezpečnostní koeficienty) jsou ale nastaveny tak, aby k takovým úrazům ani zdaleka nemohlo dojít.

Má EMP dlouhodobé účinky na zdraví?

Výzkum účinků EMP na zdraví, včetně dlouhodobých, probíhá několik desetiletí napříč různými státy, expertními týmy i institucemi. Použity byly přitom nejrůznější metodiky epidemiologického výzkumu. Specificky byla zkoumána souvislost mezi používáním mobilního telefonu a incidencí karcinomu v oblasti hlavy. Žádná významná souvislost mezi účinky mobilních sítí a lidským zdravím ale nebyla prokázána.

Jak je to s expozicí při narůstajícím počtu vysílačů (5G)?

Vyzářená energie vysílačů základnových stanic mobilních sítí v pásmech, které jsou (nebo budou) použity pro technologie 5G, je poměrně malá (výkon přivedený do běžných antén základnových stanic 2G až 4G je obvykle maximálně 20 W, a v pásmech nad 26 GHz bude nižší, než 1 W). Protože vyzářená energie je anténou rozptýlena do prostoru (sektoru antény), jsou intenzity signálu v pokryté oblasti obvykle nízké. K nízkým úrovním přispívá i to, že hustota zářivého toku EMP klesá s druhou mocninou vzdálenosti. Z fyzikálního hlediska tedy dochází ke sčítání vlivu vysílačů; nicméně, vzhledem k tomu, že v běžném prostředí je expozice osoby od vysílače základnové stanice obvykle velmi malá, jde o součty velmi malých čísel. Vzhledem k tomu, že jiný, než tepelný efekt není u EMP znám, není ze zdravotního hlediska (a v případě dodržení expozičních limitů) hodnota celkové expozice příliš podstatná. V praxi je expozice obvykle tak nízká, že s ohledem na termoregulační mechanizmy v těle nedochází k měřitelnému a prokazatelnému zvýšení teploty v těle člověka.

(Pozn.: Konkrétní expozice se liší podle konkrétního místa a nelze ji charakterizovat paušálně. Nicméně, medián expozice v případně základnových stanic 2G/3G/4G je obvykle menší, tisícina referenční hodnoty hustoty zářivého toku.)

Kdo stanovuje hygienické normy pro expozici EMP v České republice a jakým způsobem?

Oblast ochrany veřejného zdraví před účinky neionizujícího záření upravuje nařízení vlády č. 291/2015 Sb., které je prováděcím předpisem k zákonu o ochraně veřejného zdraví. Návrh tohoto předpisu nebo jeho pozměňovacích novel připravuje v rezortu Ministerstva zdravotnictví Státní zdravotní ústav, který je rovněž pověřen metodickým vedením pro oblast neionizujícího záření. Od roku 2000 jsou v ČR zavedeny expoziční limity a metodické postupy hodnocení expozice, které doporučuje Komise ICNIRP.

Jak je zajištěno, že jsou splněny hygienické normy?

Nařízení vlády č. 291/2015 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením stanovilo jak povolené hodnoty expozice, tak i metodiku posuzování expozice. Za dodržení expozice v případě jednotlivě instalovaných zařízení (například vysílačů) je odpovědný jejich provozovatel s tím, že konkrétní vyhodnocení mohou provádět hygienické stanice nebo specializovaná pracoviště. V případě běžně prodávaných výrobků (smartphony, routery apod.) je posouzení provedeno výrobcem v souladu s předpisy a postupy, které rovněž vycházejí z doporučení ICNIRP nebo dalších institucí, které vydávají příslušná doporučení či normy (např. IEEE, CENELEC). V případě dodržení hodnot platných pro danou expoziční situaci je zaručeno, že exponovaná osoba nebude poškozována na zdraví.

Co je ICNIRP?

Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP, https://www.icnirp.org) je jednou z organizací WHO a sdružuje experty z celého světa na související obory biologie, epidemiologie, lékařství, fyziky a chemie, kteří se věnují hodnocení biologických účinků a mechanizmů působení neionizujícího záření. Komise publikuje doporučení k ochraně zdraví před neionizujícím zářením, včetně doporučených metodik hodnocení. Expertní závěry ICNIRP jsou vždy podrobeny náročnému recenznímu řízení, a teprve poté jsou publikovány. Doporučení ICNIRP jsou založena na vědeckém základě (tzv. evidence-based) a jsou například porovnatelná také se závěry dalších odborných týmů (např. v rámci organizace IEEE). Doporučení ICNIRP byla zohledněna v předpisech EU a jsou přenesena v ČR do nařízení vlády 291/2015 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením.

Agentura IARC zařadila v roce 2011 EMP do kategorie 2B. Proč?

Mezinárodní agentura IARC (https://www.iarc.fr) je jedním z orgánů WHO. K její činnosti patří zejména mezinárodní spolupráce v oblasti výzkumu důvodů vzniku rakoviny.  Pracovní skupina IARC k EMP vyhodnotila v roce 2011 řadu studií k biologickým účinkům EMP. Součástí vyhodnocení byly také výsledky rozsáhlé epidemiologické studie provedené jednak ve Švédsku a také v rámci mezinárodní studie Interphone provedené v letech 2000-2004. Tyto studie se soustředily formou dotazníkových šetření na hledání možné korelace mezi výskytem onkologických onemocnění a používáním mobilního telefonu. Některé výsledky indikovaly slabou souvislost (tj. nesignifikantní) mezi používáním telefonu u hlavy a vznikem některých typů nádorových onemocnění. Pracovní skupina přitom poukázala na řadu metodologických nedostatků ve studiích, počínaje absencí kontrolních skupin až po uplatnění jiných vlivů (např. předpojatosti). Část pracovní skupiny IARC dále konstatovala, že zjištění nejsou dostatečná pro vyslovení závěru o kauzalitě. S ohledem na potřebu přijetí společného stanoviska byl nicméně přijat závěr, že souvislost mezi používáním mobilního telefonu a výskytem určitého typu tumoru je možná. S ohledem na pravidla stanovení klasifikace IARC tento závěr odpovídá skupině 2B – možný karcinogen. Tato kategorie znamená, že je zjištěno určité omezené množství údajů o karcinogenitě ve vztahu k člověku a menší než dostatečné množství důkazů ze studií provedených na zvířatech.

Kvantitativní hodnocení rizika expozice EMP ve vztahu k lidskému zdraví monografie IARC (Vol. 102) neuvádí a rovněž není uveden ani mechanizmus působení EMP, který by mohl případný důvod vzniku onkologických onemocnění vysvětlit. Souvislost mezi běžnou expozicí (tj. pobyt v běžném prostředí, bez používání mobilního telefonu) IARC nenašla.

Poradní skupina IARC v roce 2019 doporučila provést prioritní přehodnocení stávající klasifikace EMP v období do roku 2024.

Jaká je role ČTÚ?

Roli ČTÚ upravuje zákon o elektronických komunikacích. V souvislosti s mobilními sítěmi a rádiovými kmitočty spočívá úloha ČTÚ zejména ve stanovení vhodných technických podmínek pro využívání kmitočtů vysílači (a přijímači), dále v udělování individuálních oprávnění k provozu vysílačů a obecně v podpoře podmínek pro připojení koncových účastníků do mobilních (a dalších) sítí. Podmínky a pravidla, které ČTÚ stanovuje, vycházejí mimo jiné i z evropského regulatorního rámce včetně zohlednění příslušných technických standardů.

Top