کاهش مضرات تشعشع با افزایش تعداد دکل مخابرات

توسعه تکنولوژی مخابراتی و الکترونیکی باعث افزایش تعداد دکل مخابرات در محیط شهری شده است. همزمان با آن توجه به ملاحظات سلامتی با وجود تشعشع و امکان مضرات دکل، مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است. در همین راستا، فرآیند اندازه‌گیری و کنترل تشعشع سایتهای مخابراتی مثل دکل ایرانسل، دکل همراه اول و دکل رایتل زیر نظر دفتر حفاظت در برابر اشعه سازمان انرژی اتمی ایران ، به طور مستمر در حال اجرا است.

گزارشات مستمری که با نظارت مستقیم سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی وابسته به وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات از فرآیند نصب دکل‌های مخابرات و اندازه گیری میزان تشعشع آنها تهیه می‌شود، نشان می‌دهد میزانِ تشعشع دکل مخابرات در همه شهرهای ایران، بسیار اندک بوده است. 

طبق این گزارشات میزان تشعشع، چند ده مرتبه از میزان مجاز تعیین شده در استاندارد سازمان بین المللی حفاظت از تشعشعات غیریون‌ساز(ICNIRP) کمتر است و شهروندان نباید بابت مضرات دکل مخابرات نگرانی داشته باشند. در این میان توجه به اصول فنی مهندسی در طراحی دکل‌های مخابراتی مثل دکل ایرانسل نشان می‌دهد توسعه شبکه و افزایش تعداد دکل‌ مخابرات نصب شده، مجموع تشعشع ناشی از دکل و تشعشع ناشی از گوشیِ موبایلِ کاربر را کاهش می دهد که نتیجه نهایی آن بهبود قابل توجه در سطح سلامت شهروندان خواهد بود.

دکل مخابرات و اصول شبکه سلولار 

دکل‌ مخابرات، دکلی است که برای مقاصد مخابراتی از قبیل نصب آنتن در شبکه سلولار مخابرات استفاده می‌شود. دکل ایرانسل، دکل همراه اول و دکل رایتل و دکل های فرستنده پخش تلویزیون دیجیتال DVBT از نمونه‌های دکل‌های مخابراتی هستند. آنتن‌های بی‌تی‌اس (BTS) (Base Transceiver Station)، (ایستگاه پایه فرستنده و گیرنده) نخستین بخش در شبکه تلفن همراه هستند که با دستگاه موبایل ارتباط برقرار می‌کنند و بر روی دکل‌های مخابراتی با ارتفاع معمولا ۲۰ متر در شهرها و بیش از 35 متر در جاده ها نصب می‌شوند. این آنتن‌ها شامل مجموعه‌ای از تجهیزات مخابراتی بی‌سیم و باسیم هستند که ارتباط میان کاربر موبایل و شبکه را فراهم می‌کند.

دکل‌ مخابرات معمولا در مرکز سلول‌های شش ضلعی‌ فرضی در کنار هم به نحوی نصب می شوند که پوشش رادیویی مورد نیاز برای ایجاد ارتباط پایدار در یک ناحیه جغرافیایی را فراهم کنند، به نحوی که برای عدم تداخل بین کانالها، فرکانس کار هر سلول، شکاف زمانی بکار رفته برای هر کانال، یا کُد اختصاص داده شده برای هر کانال یا ترکیبی از روشهای گفته شده با مشخصه های مشابه در سلولهای همسایه متفاوت است، ولی در سلولهای دورتر با الگوی خاصی قابل تکرار است، از این جهت به آن شبکه سلولار می‌گویند.

تفاوت اثر تشعشع در میدان‌های دور و نزدیک

دستگاه های الکترونیکی مانند موبایل، تبلت و لپ تاپ معمولاً بسیار نزدیک به کاربر قرار می‌گیرند و اعضای بدن کاربر بخصوص دست و سر او، شدتِ تک میدان‌های الکتریکی E و مغناطیسی H و همچنین چگالی توانِ موج الکترومغناطیسی S را از این دستگاه ها دریافت می‌کنند، این دریافت در دو تای اولی بصورت القاء میدان، و در آخری بصورت دریافت موج صورت می گیرد.

در الکترومغناطیس، میدان نزدیک و دور که به ترتیب  Near Field و Far Field نامیده می شوند به میدان‌های نقاط اطراف یک منبع موج می‌گویند که نسبت به منبع، نزدیک یا دور باشند، و معیارِ نزدیکی و دوری، مقایسۀ فاصله با طول موج است. از آنجا که طول موج با فرکانس رابطه عکس دارد، می‌توان گفت فاصله‌ای که برای یک فرستنده فرکانس ‌بالا با آنتن بزرگ، به میدان دور منجر می شود شاید برای یک فرستنده با فرکانس ‌پایین‌تر، میدان نزدیک به حساب آید. در خصوص فرستنده‌ها با آنتن کوچک، قضیه عکسِ آنتن‌های بزرگ است.

در سیستم‌های رادیویی برخی از مؤلفه‌های میدان‌های الکترومغناطیسی که در میدان نزدیک وجود دارند، در میدان دور مقدارشان ناچیز و قابل صرف‌نظر است و بهمین دلیل در محاسبات میدان دور در نظر گرفته‌ نمی‌شوند.

کاربر موبایل از دو جهت تحت پرتوگیری قرار دارد، بخشی از این میدان ها بصورت تشعشع از دکل مخابرات که دارای آنتن‌های شبکه موبایل است ناشی می‌شود که فقط در حوزه میدان‌های دور قرار می‌گیرد. بخشی از پرتوگیری نیز از دستگاه گوشی تلفن همراه که نزدیک کاربر قرار می‌گیرد ناشی می شود که هم بصورت تشعشع آنتن ِکوچکِ دستگاه موبایل مطابق با اصول میدانهای دور و هم بصورت القای میدان های الکتریکی و مغناطیسی دستگاه موبایل مطابق با اصول میدان‌های نزدیک بر کاربر اثر می گذارند.

معیار سلامتی مبتنی بر میدان دور (Far-Field) و امکان مضرات دکل مخابرات

معیارهای سلامتی مبتنی بر میدان دور (Far-Field) و میدان نزدیک (Near-Field) متفاوت هستند و بسیاری از تاثیرات سلامتی از میدان نزدیک ابزارهای الکترونیک سمت کاربر ناشی می‌شود. مطابق استانداردهای جهانی و ملی و نیز اندازه‌گیری‌های انجام شده، تشعشع دکل مخابرات که در دسته بندیِ  میدان های دور قرار می‌گیرد، تاثیر بسیار ناچیزی بر بدن کاربر دارند. پارامتر فیزیکی مورد اندازه‌گیری برای سنجش تشعشع میدان‌های دور، S نامیده می‌شود که عبارت از «چگالی سطحی توان موج الکترومغناطیسی» است. واحد عملیِ اندازه‌گیری چگالی سطحی توان موج الکترومغناطیسی، میکرووات بر سانتی‌متر مربع است.

استاندارد ملی ایران با عنوان پرتوهای غیر یونساز– حدود پرتوگیری عُموم (کد 8567) مطابق با استاندارد کمیسیون بین‌المللی حفاظت در برابر پرتوهای غیر یونیزان، آستانه مضر بودن پرتوگیری و خط قرمز استاندارد پرتوهای ناشی از آنتن‌های اپراتورهای موبایل در دکل مخابرات، برای فرکانس 900 مگاهرتز را ۴۴۰ میکرو وات برسانتی‌متر مربع (معادل میدان الکتریکی 41 ولت بر متر) تعیین کرده است. گزارشات مضرات دکل در اغلب نقاط شهری ایران نشان می‌دهد این عدد در نزدیکی دکل های مخابراتی مثل دکل ایرانسل، دکل همراه اول و دکل رایتل بسیار کمتر از یک دهمِ میکرووات بر سانتی متر مربع بوده است و لذا هیچ نگرانی از این بابت برای سلامتی کاربران وجود ندارد.

معیار سلامتی مبتنی بر میدان نزدیک (Near-Field) و پرتوگیری از دستگاه موبایل

پارامتر اندازه‌گیری میدان‌های نزدیک (Near-Field)  در اصطلاح SAR نامیده می شود که عبارت از مقدار “نرخ جذب ویژه” است که واحد اندازه‌گیری آن، وات بر کیلو گرم است. آستانه استاندارد این مقدار در ایران 1.6 وات بر کیلوگرم تعیین شده است.

شرکت‌های معتبر سازنده تجهیزات ارتباطی مثل دستگاه موبایل و تبلت، «نرخ جذب ویژه» را در بخش MISC از مشخصات محصولات خود اعلام می‌کنند. به عنوان مثال برای گوشی Samsung SM-P601 این مقدار 0.635 وات بر کیلو گرم است. 

همانطور که گفته شد، نکته مهم در این زمینه این است که هر دستگاه الکترونیکی که در دست کاربر قرار می‌گیرد، هم از طریق تشعشع امواج، و هم از طریق القای میدان های الکترومغناطیسی موجب پرتوگیری در بدن کاربر می‌شود. مطابق آنچه اثر Housing نشان داده است ، ۶۰ درصد از اثر این امواج و میدان‌ها در دست کاربر جذب می شود، بنابراین در جهت ملاحظات سلامتی، مقدار SAR دستگاه‌ها هر چه می‌تواند باید کمتر باشد. 

تاثیر تشعشع موبایل در سلامت کاربران 

نحوه اندازه گیری تشعشع میدان‌های دور و نزدیک 

برای اندازه‌گیری SAR وجود آزمایشگاه‌ با تجهیزات خاص و نیز اتاق ایزوله (Anechoic chamber) با سامانه‌های رباتیک پیچیده نیاز است. چندین مرکز دانشگاهی و خصوصی در این زمینه در کشور وجود دارند که در زمان واردات گوشی‌های موبایل و دیگر تجهیزات الکترونیکی، مجوز مربوطه تنها پس از تست در این مراکز و اطمینان از رعایت حد استاندارد SAR ، صادرمی‌شود.

در این سو، اندازه‌گیری S یا همان چگالی سطحی توان موج الکترومغناطیسی، دکل مخابرات مثل دکل ایرانسل، دکل همراه اول و دکل رایتل بمراتب ساده‌تر است. این اندازه‌گیری توسط دستگاه‌های مخصوصی انجام می‌شود که با قرار گرفتن در هر نقطه از شهر می‌توانند پارامترهای میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و چگالی سطحی توان موج الکترومغناطیسی را اندازه گیری کنند.

یک نمونه از این دستگاه‌ها طبق استانداردهای جهانی در یک برهه زمانی ۶ دقیقه، تعداد ۷۲۰ نمونه RMS را

اندازه‌گیری می‌کنند و در نهایت میانگین زمانی نمونه‌ها را گزارش می‌دهند. مقدار آستانه استاندارد که از آن به بعد،

پرتوگیری اثر منفی روی سلامتی بافت‌های زنده خواهد داشت، تابع فرکانس نیز است، لیکن دستورالعمل سازمان انرژی اتمی ایران بعنوان واحد قانونی نظارت بر میزان پرتوگیری، پرتوهای ناشی از آنتن‌های اپراتورهای موبایل را برای فرکانس 900 مگاهرتز و سختگیرانه، و مقدار آن را ۴۴۰ میکرو وات برسانتی‌متر مربع (یا میدان الکتریکی 41 ولت بر متر) تعیین کرده است.

تأثیر همزمان میدان های دور و نزدیک در شبکه‌های سلولار شامل دکل مخابرات و گوشی های موبایل

هنگامی که می‌خواهیم با فردی تماس بگیریم یا پیامک بزنیم و حتی هنگامی که گوشی موبایل را روشن می‌کنیم؛ گوشی موبایل سعی می‌کند نزدیک‌ترین دکل مخابرات و ایستگاه BTS را شناسایی کند و با ارسال سیگنال‌های دیجیتال، ارتباط را ایجاد کند. وقتی از یک دکل مخابرات که آنتن شبکه موبایل روی آن نصب شده، فاصله می‌گیریم، مطابق اصول شبکه سلولار، سیگنال ارتباطی آنتن اول ضعیف می‌شود و دستگاه برای حفظ کیفیت سیگنال، ارتباط خود را به ایستگاه BTS دیگری، منتقل می‌کند. به این رویداد Hand Over گفته می‌شود.

 در زمان فاصله گرفتن از دکل مخابرات مثل دکل ایرانسل، دکل همراه اول و دکل رایتل، اگرچه میدان دور ناشی از دکل کم می شود، ولی چون در این شرایط با دور شدن از دکل مخابرات اثر تشعشع دکل کم می‌شود، ناگزیر برای کم نشدن کیفیت مکالمه، میزانِ مؤثرِSAR  و مقدار تشعشع گوشیِ کاربر، افزایش پیدا می‌کند.

همچنین، اگر BTS همسایه در شبکه سلولی خیلی دورتر از BTS مبدا باشد رویداد Hand Over  دیرتر رخ می‌دهد. این تاخیر به قیمت دیرتر اصلاح شدن کیفیت ارتباطی و پرتوگیری طولانی تر کاربر از گوشی تلفن همراه تمام می‌شود.

در نقاطی که گوشی دور از BTS ها باشد مثل جاده‌ها، کوه‌ها، بیابان و … برای حفظ کیفیت دسترسی به شبکه ، گوشی توان ارسالی خود را بالا می‌برد و میزانِ مؤثرِSAR بالا می رود و لذا در این شرایط مراقبت سلامتی بایستی بیشتر صورت بگیرد. در این شرایط میزان مصرف باطری گوشی هم بالا می‌رود تا بتواند توان ارسالی بالاتر را تامین کند. 

افزایش نصب دکل‌ مخابرات و بهبودی در سطح سلامت شهروندان

با جمع بندی چیزهایی که تا اینجا گفته شد به این نتیجه می رسیم که افزایش تعداد دکل‌ مخابرات نصب شده در شبکه‌های سلولار موجب می‌شود که در زمان Hand Over ، تاخیر کمتری ایجاد شود. زیرا نزدیک بودن دکل مقصد به دکل مبدا، انجام جابه‌جایی سیگنال بین دکل‌ها را تسریع می‌کند و پرتوگیری بدن کاربر از گوشیِ موبایلِ خودش را کاهش می‌دهد.  بنابراین چنانچه با همکاری شهرداری و مردم، فضاهای شهری تخصیص داده شده برای نصب سایت بیشتر شود در طراحی شبکه‌ سلولار فاصله دکل‌های مخابرات کمتر می‌شود. شعاع کوچک در طراحی شبکه سلولار میزانِ مؤثرِSAR دستگاه گوشی را کاهش می‌دهد و در نتیجه مخاطره بیولوژیک بالقوه را نیز برای کاربر کمتر می‌کند.