Τα κινητά μας τηλέφωνα χρησιμοποιούν ραδιοκύματα για να τα κάνουν όλα αυτά. Σε αυτήν την ενότητα, εξηγούμε πώς λειτουργεί η συσκευή κινητού τηλεφώνου, γιατί τα κινητά τηλέφωνα χρειάζονται κεραίες και τι είναι τα ραδιοκύματα.
Τα ραδιοκύματα που χρησιμοποιούνται από κινητές συσκευές αποτελούν μέρος του φάσματος των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός. Το κινητό μας χρησιμοποιεί ραδιοκύματα για τη μετάδοση σημάτων σε ένα δίκτυο σταθμών βάσης. Οι κινητές συσκευές χρειάζονται κεραίες τοποθετημένες πάνω σε ιστούς για να στέλνουν και να λαμβάνουν την επικοινωνία.
Από τι αποτελείται ένας σταθμός βάσης:
Κεραίες - έχουν σχεδιαστεί για αποστολή και λήψη ραδιοκυμάτων. Συνήθως στερεώνονται σε ένα ιστό.
Ιστοί - μπορεί να είναι πολύ ψηλοί και αυτόνομοι (μερικές φορές σε αγροτικές περιοχές) ή μικρότεροι, στην κορυφή ενός ψηλού κτιρίου (συχνά σε αστικές περιοχές).
Εξοπλισμός - κάθε σταθμός βάσης διαθέτει τον απαραίτητο τεχνολογικό εξοπλισμό για διεκπεραίωση της επικοινωνίας.
Ο σταθμός βάσης αποτελείται από όλα αυτά τα στοιχεία μαζί (κεραία, εξοπλισμό και ιστό).
Το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας αποτελείται από πολλούς σταθμούς βάσης όπου ο καθένας παρέχει κάλυψη περιμετρικά στην περιοχή που τον περιβάλλει.
Ο σταθμός βάσης επεξεργάζεται το σήμα μας και το στέλνει στο κέντρο ελέγχου και μεταγωγής κλήσεων μέσα από ένα δίκτυο καλωδίων οπτικών ινών ή χαλκού ή μικροκυματικών κεραιών. Στη συνέχεια, το κέντρο μεταγωγής επιστρέφει το σήμα στη συσκευή κινητού τηλεφώνου του φίλου ή του συναδέλφου μας ακολουθώντας την ίδια διαδικασία. Κατά την παραλαβή, η συσκευή κινητού τηλεφώνου του ατόμου που καλούμε μετατρέπει το σήμα στην αρχική του μορφή, δηλαδή σε φωνητική κλήση ή μήνυμα.
Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδρομής, οι βασικές πληροφορίες περιλαμβάνονται αυτόματα στο σήμα, όπως ο αριθμός του κινητού μας, η διάρκεια της επικοινωνίας μας, η χρονοσήμανση, ο αριθμός τηλεφώνου που έχουμε καλέσει και η μορφή της επικοινωνίας.
Αυτό σημαίνει ότι το κέντρο μεταγωγής μπορεί να διασφαλίσει ότι τα δεδομένα ή η κλήση δρομολογούνται προς τον σωστό προορισμό: ένα άλλο κινητό τηλέφωνο, ένα σταθερό τηλέφωνο ή δίκτυο δεδομένων για μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ή διαδικτυακό περιεχόμενο. Επίσης, διενεργεί έλεγχο για να διασφαλίσει ότι η συσκευή του κινητού τηλεφώνου μας δεν έχει δηλωθεί για απώλεια ή κλοπή.
Όλα αυτά συμβαίνουν μέσα σε ελάχιστο χρόνο.
Πώς συνδέεται μια συσκευή κινητού τηλεφώνου στο διαδίκτυο;
Όταν χρησιμοποιούμε το κινητό μας για να συνδεθούμε στο διαδίκτυο, αποκτούμε πρόσβαση σε διαδικτυακό περιεχόμενο μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας ή μέσω ασύρματου σημείου πρόσβασης (WiFi). Η επιλογή μας κοινοποιείται αυτόματα στο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας μέσω ραδιοκυμάτων.
Η συσκευή κινητού τηλεφώνου μεταδίδει το αίτημά μας για πρόσβαση σε συγκεκριμένο περιεχόμενο ως ραδιοκύματα, μετατρέποντάς τα σε ηλεκτρικά σήματα μέσω του σταθμού βάσης και των καλωδίων στο κέντρο μεταγωγής. Αυτή τη φορά, το κέντρο μεταγωγής λειτουργεί ως πύλη - είτε στέλνει περιεχόμενο απευθείας στη συσκευή μας, είτε διευκολύνει την αποστολή του από άλλους παρόχους περιεχομένου.
Το διαδικτυακό περιεχόμενο αποστέλλεται ως ηλεκτρικά σήματα από το κέντρο μεταγωγής, στον πλησιέστερο σταθμό βάσης. Στη συνέχεια, τα σήματα μεταδίδονται στην συσκευή μας. Το κινητό μας λαμβάνει την επικοινωνία και τη μετατρέπει σε γραπτό μήνυμα, εικόνα, ήχο ή βίντεο.
Πώς χρησιμοποιούν οι συσκευές κινητού τηλεφώνου τους ιστούς;
Οι συσκευές κινητού τηλεφώνου χρειάζονται τις κεραίες που βρίσκονται πάνω σε ιστούς για να μεταδώσουν την επικοινωνία. Οι ιστοί στηρίζουν τις κεραίες και τις κρατούν σταθερές στη θέση τους.
Η τοποθέτηση κεραιών σε ψηλό σημείο διασφαλίζει ότι δεν θα εξασθενήσει το σήμα λόγω φυσικών εμποδίων όπως τα κτίρια ή οι τοπογραφικές διακυμάνσεις της περιοχής. Με αυτό τον τρόπο διασφαλίζεται ότι η συσκευή του κινητού τηλεφώνου μας λειτουργεί όσο το δυνατό αποτελεσματικότερα.
Η εξασφάλιση κατάλληλων χώρων και πολεοδομικών αδειών, αλλά και η εγκατάσταση κεραιών κινητής τηλεφωνίας, είναι πιο περίπλοκη από ό,τι φαντάζεστε.
Σχεδόν όλοι θέλουμε γρήγορο και αξιόπιστο σήμα κινητής στην περιοχή που ζούμε και εργαζόμαστε. Η σημασία των κεραιών και των ιστών τους είναι κρίσιμη για την παροχή αξιόπιστου σήματος και αδιάληπτης κινητής επικοινωνίας. Όμως, είναι εκείνο που συχνά προκαλεί και τις περισσότερες αντιδράσεις από πολίτες που αντιτίθενται στον επιλεγμένο χώρο τοποθέτησής τους, το ύψος και την εμφάνισή τους.
Γιατί δεν βάζετε την κεραία κάπου αλλού;
Δεν είναι όλες οι τοποθεσίες κατάλληλες. Για να παρέχουμε το πιο καθαρό σήμα σε όσο μεγαλύτερη έκταση γίνεται, δεν γίνεται τριγύρω να υπάρχουν εμπόδια όπως πολλά ψηλά κτίρια, δέντρα, ή γεωγραφικά χαρακτηριστικά που να εμποδίζουν την αποστολή του σήματος.
Επίσης, οι κεραίες δρομολογούν την κίνηση στο υπόλοιπο δίκτυο. Για να ανταποκρίνονται στην αυξημένη ζήτηση για γρηγορότερες ταχύτητες, η δρομολόγηση των δεδομένων (data) συνήθως γίνεται μέσω καλωδίων οπτικών ινών που τοποθετούνται υπόγεια. Πολλές φορές ο κόσμος έχει την εντύπωση ότι οι κεραίες επικοινωνούν ασύρματα με το υπόλοιπο δίκτυο, αλλά αυτό δεν ισχύει.
Για να τοποθετηθεί μια κεραία και το καλώδιο δρομολόγησης των δεδομένων σε ένα κτίριο, οι εταιρείες τηλεπικοινωνιών πρέπει να συνεννοηθούν με τους ιδιοκτήτες του κτιρίου, συχνά και με τους γείτονες, όχι μόνο για το ενοίκιο που θα κληθούν να καταβάλουν, αλλά κυρίως για το αν θα τους δοθεί εύκολη πρόσβαση στο χώρο για την εγκατάσταση, τη συντήρηση και τις επιδιορθώσεις. Τις περισσότερες φορές, αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και χρονοβόρα.
Γιατί δεν φτιάχνετε χαμηλότερες και πιο διακριτικές κεραίες;
Όσο ψηλότερος είναι ο ιστός μιας κεραίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή που μπορεί να καλύψει με δυνατό σήμα και τόσο περισσότεροι είναι οι άνθρωποι που μπορούν να εξυπηρετηθούν με γρήγορη και αξιόπιστη κινητή επικοινωνία.
Ποιος αποφασίζει πού θα τοποθετηθεί μια κεραία;
Οι μηχανικοί μας επιλέγουν τοποθεσίες που καλύπτουν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο τις τεχνικές και οικονομικές προδιαγραφές που απαιτεί η τοποθέτηση μιας κεραίας, αλλά το δημοτικό συμβούλιο της περιοχής πρέπει να παραχωρήσει την οικοδομική άδεια που θα επιτρέψει στις οποιεσδήποτε εργασίες τοποθέτησης να προχωρήσουν.
Γιατί οι κεραίες είναι τόσο άσχημες;
Ο ιστός της κεραίας είναι ένας απλός πύργος που επιτρέπει στην κεραία να αναρτηθεί στο απαραίτητο ύψος για να μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει δυνατό και καθαρό σήμα. Πρέπει να είναι πρωτίστως στέρεος και ασφαλής, άρα, δίνεται προτεραιότητα στην ασφάλεια και τη σωστή λειτουργία εις βάρος της εμφάνισής της κεραίας.
Πώς επηρεάζουν οι κεραίες την υγεία μας;
Οι κεραίες κινητής τηλεφωνίας, είτε είναι τεχνολογίας 2G, 3G, 4G ή 5G – δεν επηρεάζουν την υγεία μας. Αυτό επισημαίνουν ομόφωνα οι αρμόδιοι διεθνείς επιστημονικοί οργανισμοί, όπως είναι ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας, η Διεθνής Επιτροπή Προστασίας από τη μη Ιονίζουσα Ακτινοβολία, αλλά και το Υπουργείο Υγείας της Κύπρου.
Τα ραδιοσήματα που χρησιμοποιούμε για την κινητή τηλεφωνία είναι υπερβολικά αδύναμα για να προκαλέσουν οποιαδήποτε ζημιά στα ζωντανά κύτταρα, ή στο ανθρώπινο DNA.
Τι είναι τα ραδιοκύματα;
Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία είναι αόρατα και υπάρχουν παντού στο περιβάλλον μας. Μπορούν να προκύψουν από φυσικές πηγές, όπως πχ από τον ήλιο - ή από τεχνητές πηγές, όπως συμβαίνει με την καθημερινή χρήση ηλεκτρισμού στο σπίτι και στο γραφείο.
Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία δεν είναι όλα ίδια. Είναι μέρος ενός ευρύτερου φάσματος και χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες, ανάλογα με την ισχύ της ενέργειας που εμπεριέχουν: την ιονίζουσα και τη μη ιονίζουσα ακτινοβολία.
Τα αποτελέσματα της έκθεσης ενός ανθρώπινου σώματος σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία ποικίλουν, ανάλογα με το είδος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται. Η ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί να βλάψει τη δομή των κυττάρων, ενώ η μη ιονίζουσα ακτινοβολία έχει κυρίως θερμικό αποτέλεσμα. Η θερμότητα από τη μη ιονίζουσα ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει άμεση βλάβη εάν είναι πολύ δυνατή. Για παράδειγμα, η θερμότητα από ηλεκτρική φλόγα μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα. Εντούτοις, δεν έχει αποδειχτεί ότι ενδέχεται να προκληθούν οποιεσδήποτε ασθένειες ή παθήσεις στον ανθρώπινο οργανισμό.
Οι κανονισμοί που εφαρμόζονται για την προστασία των ανθρώπων από την ακτινοβολία διαφέρουν, ανάλογα με τη συχνότητα ακτινοβολίας που χρησιμοποιείται.
Οι Αρχές, συμπεριλαμβανομένου και του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ), συμφωνούν ότι μέχρι σήμερα, με βάση όλα τα στοιχειά που έχουν συγκεντρωθεί, δεν φαίνεται να προκαλείται κανένα βραχυπρόθεσμο ή μακροπρόθεσμο επιβλαβές σύμπτωμα στην ανθρώπινη υγεία εξαιτίας της έκθεσης σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία που παράγονται από ραδιοκύματα κινητών συσκευών και σταθμούς βάσης που λειτουργούν εντός των καθορισμένων επιτρεπόμενων ορίων.
Όπως φαίνεται στο σχεδιάγραμμα που ακολουθεί, το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα κυμαίνεται από την περιοχή υπεριώδους ακτινοβολίας και ορατού φωτός όπου εμπίπτουν οι ακτίνες γάμμα και οι ακτίνες Χ και εκτείνεται στο άλλο άκρο (χαμηλές συχνότητες), όπου εμπίπτουν τα ραδιοκύματα, οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και στα στατικά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
Ένα παράδειγμα ιονίζουσας ακτινοβολίας είναι οι ακτινογραφίες, οι οποίες είναι σημαντικές για τις ιατρικές διαγνώσεις και ρυθμίζονται αυστηρά. Τα άτομα που εργάζονται και έχουν συχνή επαφή με ακτινογραφίες προστατεύονται για να διασφαλίσουν ότι δεν τυγχάνουν υπερβολικής έκθεσης.
Πολλές ηλεκτρικές συσκευές, όταν χρησιμοποιούνται είναι συνδεδεμένες με ηλεκτρισμό και εκπέμπουν μη ιονίζουσα ακτινοβολία. Μερικά παραδείγματα είναι οι οικιακές συσκευές, τα κινητά τηλέφωνα, οι δρομολογητές WiFi, οι φούρνοι μικροκυμάτων.
Το κινητό μας χρησιμοποιεί μη ιονίζοντα ραδιοκύματα για να μεταδώσει τα σήματα κλήσης, γραπτών μηνυμάτων ή ψηφιακών δεδομένων, από τη μία συσκευή στην άλλη.
Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία στη ζωή μας
Οι περισσότερες οικιακές ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούμε καθημερινά, παράγουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία όταν βρίσκονται σε χρήση: από τα ψυγεία, τα σεσουάρ μαλλιών και τις τοστιέρες μέχρι τους υπολογιστές, τους φούρνους μικροκυμάτων και την ασύρματη τεχνολογία (όπως είναι το WiFi, τα τηλεχειριστήρια και τα κινητά τηλέφωνα). Αυτές οι συσκευές παράγουν ή χρησιμοποιούν συχνότητες που εμπίπτουν στην κατηγορία της μη ιονίζουσας ακτινοβολίας.
Η ασύρματη τεχνολογία υπόκειται στις διεθνείς οδηγίες που καθορίζονται από τη Διεθνή Επιτροπή Προστασίας από τη Μη Ιονίζουσα Ακτινοβολία (ICNIRP).
Πώς διαφέρουν οι ραδιοσυχνότητες μεταξύ τους;
Τα ραδιοκύματα «δονούνται» σε διαφορετικές συχνότητες, γεγονός που τα καθιστά χρήσιμα για διαφορετικές εφαρμογές.
Οι διαφορετικές συχνότητες που χρησιμοποιούν τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας σε κάθε χώρα, δημοπρατούνται από το κράτος και αγοράζονται από τις εταιρείες κινητής τηλεφωνίας για να μπορούν να προσφέρουν τις υπηρεσίες που χρειάζονται οι πελάτες τους.
Η κατανομή παγκόσμιων ραδιοσυχνοτήτων και δορυφορικών τροχιών συντονίζεται από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) - ένα εξειδικευμένο σώμα των Ηνωμένων Εθνών.
Το ραδιοφάσμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαφορετικούς λόγους και από διαφορετικές τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των κινητών και ασύρματων ευρυζωνικών επικοινωνιών, των θαλάσσιων υπηρεσιών, των αεροναυτικών επικοινωνιών και πλοήγησης, της τηλεοπτικής και ηχητικής μετάδοσης, της ραδιοπλοήγησης και των δορυφορικών συστημάτων, των επικοινωνιών έκτακτης ανάγκης και ανακούφισης από καταστροφές, των έξυπνων συστημάτων μεταφοράς και των συστημάτων παρακολούθησης της κλιματικής αλλαγής.
Ο Διεθνής Κατάλογος Ραδιοσυχνοτήτων (Master International Frequency Register, MIFR) της ITU καταγράφει τη χρήση του ραδιοφάσματος από ραδιοφωνικούς σταθμούς παγκοσμίως για την παροχή διεθνούς αναγνώρισης και προστασίας από παρεμβολές σήματος. Η ITU αναπτύσσει, επίσης, τα τεχνικά πρότυπα που διασφαλίζουν την απρόσκοπτη σύνδεση δικτύων και τεχνολογιών.