自去年10月31日，工信部副部長(zhǎng)陳肇雄宣布5G商用啟動(dòng)，我國正式進(jìn)入了5G時(shí)代。與此同時(shí)，5G作為“新鮮”事物，每個(gè)人心中都還或多或少存在著疑問。下面，我們就來回應(yīng)一下關(guān)于5G的幾個(gè)熱點(diǎn)問題。

5G通信會(huì)影響全球氣象監(jiān)測(cè)嗎？

如果新搬來的鄰居一直吵吵鬧鬧，讓你每日飽受噪聲干擾，你會(huì)怎么做呢？找警察？

這似乎是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，然而，警察協(xié)調(diào)的結(jié)果未必總能讓人滿意——同樣的問題，如今也困擾著全球的氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而這個(gè)讓它們心煩意亂的新鄰居不是別“人”，正是我們耳熟能詳?shù)?G通信。

此前，以美國國家航空航天局、美國國家海洋和大氣管理局等權(quán)威機(jī)構(gòu)為代表的西方科學(xué)家宣稱，5G這位“鄰居”所使用的23.8GHz-24GHz（吉赫茲）頻段由于過于臨近全球氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)所用頻段，會(huì)嚴(yán)重干擾其數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，因而呼吁“警察”——國際電信聯(lián)盟出手進(jìn)行協(xié)調(diào)。

去年11月22日，“警察”協(xié)調(diào)的結(jié)果出來了：國際電信聯(lián)盟在2019世界無線電通信大會(huì)通過了一項(xiàng)“兩步走”保護(hù)協(xié)議，進(jìn)一步明確5G帶外無用射頻限值規(guī)范，細(xì)化了對(duì)5G信號(hào)噪音干擾的規(guī)定，要求自協(xié)議生效之日起至2027年9月1日，運(yùn)營(yíng)商必須將5G信號(hào)的雜音干擾控制在-33dBW（分貝瓦）以內(nèi)。此后，該上限將收緊至-39dBW。dBW是衡量信號(hào)噪音的單位，數(shù)值越小表明控制越嚴(yán)。

對(duì)此，國際電信聯(lián)盟表示希望通過這一限制，協(xié)調(diào)全球氣象監(jiān)測(cè)和5G技術(shù)發(fā)展二者之間的關(guān)系，以期既能保障氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的正常運(yùn)行，又能幫助5G運(yùn)營(yíng)商減少開發(fā)與推廣過程中潛在的阻礙。然而，面對(duì)這樣一份“調(diào)解書”，天文學(xué)家和氣象學(xué)家顯然是不滿意的。

“過于寬松的限制”vs“權(quán)衡利弊的結(jié)果”

據(jù)了解，此次通信大會(huì)結(jié)束后，全球氣象組織秘書長(zhǎng)Petteri Taalas就致信國際電信聯(lián)盟秘書長(zhǎng)趙厚麟，表達(dá)了自己的擔(dān)憂。他指出，國際電信聯(lián)盟所給出的這一標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)不及全球氣象組織此前提的建議標(biāo)準(zhǔn)，甚至連過去4年國際電信聯(lián)盟內(nèi)部調(diào)研所得的標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)不到。

“根據(jù)《國際無線電規(guī)則》規(guī)定，（23.6 GHz-24 GHz）該頻段由于其特殊的物理特性和信號(hào)屬性，是具有不可取代性的，它是一種重要的自然資源，就算是來自無源傳感器的低等級(jí)干擾都會(huì)降低該頻段信號(hào)的質(zhì)量，而且在多數(shù)情況下，這些傳感器是無法區(qū)分自然輻射和人造輻射的”。在Taalas看來，5G擠占科研所用的這一黃金頻段，其影響之大不容忽視，因?yàn)榇祟愋盘?hào)干擾“恐導(dǎo)致現(xiàn)有30%-40%的正常預(yù)測(cè)失靈”。

對(duì)此，美國無線電頻譜共享科學(xué)顧問Renee Leduc也表達(dá)了相同的擔(dān)憂。據(jù)了解，根據(jù)美國國家航空航天局和美國國家海洋和大氣管理局的最新調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，至少需要將5G基站的噪聲干擾限制在-52.4dBW，才能基本保障正常的大氣水汽監(jiān)測(cè)。

然而，在國際電信聯(lián)盟顧問David Botha看來，-33dBW和-39dBW這兩個(gè)上限，已經(jīng)是一個(gè)“協(xié)調(diào)了所有成員國意見、經(jīng)由多方權(quán)衡”而得的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于規(guī)定公布之后產(chǎn)生的爭(zhēng)議，Botha直言：“在我們看來，這兩個(gè)數(shù)值足夠用來保護(hù)氣象衛(wèi)星系統(tǒng)和地球探測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)——雖然我們發(fā)現(xiàn)，還是有人對(duì)此存有異議。”

▲美國NOAA 的GOES-R 氣象衛(wèi)星（圖片來源：NASA）

“鬧鄰”在側(cè)，5G的噪聲干擾會(huì)有多大？

在氣象學(xué)家和天文學(xué)家眼里，23.6GHz-24GHz頻段對(duì)于地球觀測(cè)尤其是氣象觀測(cè)至關(guān)重要：大氣中的水汽能釋放出微弱的信號(hào)，氣象學(xué)家可以通過監(jiān)測(cè)水汽輻射的數(shù)據(jù)推算出大氣濕度，并以此為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)全球的降水、波浪高度、熱帶氣旋和冷空氣的軌跡等，為人類的生活、科學(xué)研究甚至是軍事戰(zhàn)備提供決策依據(jù)。

然而與此同時(shí)，無線電頻譜資源對(duì)于人類來說也是有限的，信號(hào)的同頻/鄰頻干擾現(xiàn)象在所難免。這就好比如果鄰居是一位每天都在吵吵鬧鬧、分秒不停的熊孩子，那么就算不住在同一屋檐，身處隔壁的我們也不可避免地會(huì)被鄰居的噪聲干擾。

對(duì)此，北京科技報(bào)記者采訪了北京市氣象局氣候中心主任王冀。在他看來，隨著5G市場(chǎng)對(duì)頻譜資源的擠占越來越嚴(yán)重，5G發(fā)展與氣象觀測(cè)在一定程度上確實(shí)存在矛盾。“從2012-2015年和2015-2019年這兩個(gè)研究周期來看，5G對(duì)氣象被動(dòng)遙感頻譜的擠占還是非常明顯的。”王冀坦言。

相似地，5G創(chuàng)見沙龍發(fā)起人、中國電信增值業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)中心阮濤也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)。他指出，“（24.25GHz-27.5GHz頻段）頻點(diǎn)很低、帶寬又大，所以開發(fā)難度較小，故而被很多國家用作 5G毫米波的主力頻段。”阮濤進(jìn)一步解釋道，“但23.6GHz-24GHz也是全球衛(wèi)星地球觀測(cè)的一個(gè)特殊頻段，二者相互有交叉，所以理論上是存在干擾可能的。”

現(xiàn)階段對(duì)中國影響不大，但已未雨綢繆

王冀主任坦言，這種信號(hào)噪聲干擾問題已經(jīng)在我國氣象監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)，但總體來看“（干擾）表現(xiàn)得并不是特別明顯”，“畢竟高頻段的5G系統(tǒng)還沒有明顯的、大量地上市，還沒有實(shí)際大范圍地開始部署”。2019世界無線電通信大會(huì)中國代表團(tuán)5G毫米波議題主要負(fù)責(zé)人、國家無線電監(jiān)測(cè)中心王坦博士也指出，盡管存在干擾，但這種干擾的程度會(huì)有多嚴(yán)重目前尚未可知。

據(jù)了解，5G發(fā)展對(duì)全球氣象監(jiān)測(cè)的潛在威脅已經(jīng)引起我國相關(guān)部門的重視。中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員韓瑽琤表示，近期，由工信部陸續(xù)頒布的相關(guān)文件已經(jīng)明確提出5G系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星地球站、射電天文臺(tái)等的干擾保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。文件指出，鑒于5G的推出使用了原有的氣象觀測(cè)系統(tǒng)以及其他合法的設(shè)備及單位的工作頻段，因而要求5G設(shè)備的使用“應(yīng)在國家無線電管理機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格管控下運(yùn)行，開展與同頻及鄰頻的氣象觀測(cè)系統(tǒng)以及其他合法的設(shè)備及單位的干擾協(xié)作，確保不造成有害干擾”。

事實(shí)上，我國一直支持在5G發(fā)展與保護(hù)全球科研正常活動(dòng)二者之間取得平衡。王冀主任更是坦言：“我們是希望能夠保護(hù)被動(dòng)遙感（頻段）的，支持將限值定在-42（dBW）。”

不要小瞧-39dBW和-42dBW的微小差異，二者在數(shù)字上似乎“只是多了一小步”，但對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，卻是研發(fā)成本“激增了一大步”。

5G也能對(duì)氣象天文有推動(dòng)作用

盡管爭(zhēng)議不斷，但5G技術(shù)的發(fā)展對(duì)于氣象學(xué)來說還是有很多值得期待的地方。

“作為科研工作者，我們希望5G能通過合作的形式支持氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展，帶來更大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。”韓瑽琤研究員說道。據(jù)了解，中國科學(xué)院大氣物理研究所已于2016年起，與中國聯(lián)通集團(tuán)簽署合作，共同為全國的環(huán)境保護(hù)治理提供科學(xué)技術(shù)與信息服務(wù)，而5G技術(shù)就是其中重要的組成部分。

為此，韓瑽琤研究員以智慧路燈為例，向記者進(jìn)一步說明了發(fā)展5G對(duì)氣象學(xué)的推動(dòng)作用。“這些路燈可以掛載5G微基站和多種氣象要素傳感監(jiān)控設(shè)備，利用5G以及智慧城市的設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)，能夠快速地監(jiān)測(cè)、收集、傳輸和分析氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，”她說，“這些都可以用于彌補(bǔ)近地面氣象觀測(cè)站點(diǎn)的不足。”

5G手機(jī)毫米波會(huì)導(dǎo)致眼睛失明？

記者/趙天宇

當(dāng)5G商用剛剛宣布之時(shí)，一則有關(guān)5G手機(jī)的帖子開始在網(wǎng)上“流傳”。網(wǎng)帖中稱，國防科大微波教研室退休教授姚德淼建議大家不要使用5G手機(jī)，5G的載頻是毫米波段，毫米波對(duì)眼睛的傷害很大，可導(dǎo)致“黃斑變形”，時(shí)間過長(zhǎng)還可能導(dǎo)致失明。他本人就曾在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中用眼睛對(duì)著毫米波導(dǎo)管觀察（功率200mW），眼底黃斑就被燒壞了。

5G手機(jī)真的會(huì)影響視力嗎？毫米波是“天使”還是“魔鬼”？

我國5G頻段實(shí)為厘米波

毫米波指的是波長(zhǎng)在1到10毫米之間的電磁波，對(duì)應(yīng)的是30GHz-300GHz（吉赫茲）之間的無線電頻譜。而我國三大運(yùn)營(yíng)商5G通信運(yùn)用到的是中低頻，頻段在3GHz-6GHz之間，屬于厘米波段，而并非網(wǎng)帖當(dāng)中的毫米波。

“5G的理念是放棄宏基站，使用無處不在的微基站，發(fā)射功率比4G還小，從功率方面來說無疑是更加安全的。”中國科學(xué)院光電研究院高級(jí)工程師黃宛寧說。

▲不同波段在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

手機(jī)SAR值需達(dá)標(biāo)

手機(jī)發(fā)射的功率恰好是200mW（毫瓦）的量級(jí)，那么，長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī)真的會(huì)對(duì)眼睛產(chǎn)生傷害嗎？其答案也是否定的。

北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院副教授郝建軍告訴記者，關(guān)于手機(jī)電磁波產(chǎn)生熱能的問題，業(yè)界早有評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，通常用SAR值（Specific Absorption Rate）來表示，即電磁波能量吸收比。以6分鐘計(jì)時(shí)，規(guī)定每千克腦組織吸收的電磁輻射量不能超過一定標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)輻射量也包括電磁波的熱效應(yīng)。美國的標(biāo)準(zhǔn)是1.6W/Kg（瓦/千克）,而歐洲則是2.0W/Kg。SAR值越大，表示對(duì)人體影響越大，目前我國使用的是歐洲2.0W/Kg的標(biāo)準(zhǔn)。

北方工業(yè)大學(xué)通信工程學(xué)院副教授白文樂解釋，在我國，SAR值超過2.0W/Kg的手機(jī)是不允許入市銷售的。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，華為、中興等國產(chǎn)品牌手機(jī)，以及蘋果等國外品牌手機(jī)，SAR值均遠(yuǎn)低于2.0W/Kg的國家標(biāo)準(zhǔn)，正常使用不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。

臨床案例幾乎不存在

此外，中國人民解放軍陸軍總醫(yī)院主任醫(yī)生李耀宇告訴記者，流言中提到的“黃斑變形”也不準(zhǔn)確。這種疾病的準(zhǔn)確名稱是“黃斑變性”，是老年人很常見的一種疾病，因?yàn)殡S著年齡增加，視網(wǎng)膜組織退化、變薄，引起黃斑功能下降。

李耀宇坦言，理論上來看，紅外光直射眼睛的確會(huì)導(dǎo)致眼部受損，出現(xiàn)黃斑病等病癥，但在臨床上，這種情況卻幾乎不存在。任何量化值要考慮時(shí)間和強(qiáng)度兩方面的因素。一百二十度的沸水，接觸一秒兩秒很難燙傷；但七八十度的熱水，連續(xù)泡十分鐘也還是會(huì)燙傷。

5G時(shí)代再無wifi用武之地？

5G和wifi各有優(yōu)點(diǎn)，目前階段互為補(bǔ)充才是最佳選項(xiàng)。5G網(wǎng)速的確超過了現(xiàn)在的千兆家庭互聯(lián)網(wǎng)寬帶，但對(duì)于室內(nèi)環(huán)境的信號(hào)滲透有所不足，而室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信恰恰是wifi的強(qiáng)項(xiàng)，有它的用武之地。

1G頻率為800MHz（兆赫茲），而5G頻率可達(dá)4900MHz。電磁波頻率越高，波長(zhǎng)越短，衰減也越快，更容易被障礙物屏蔽。這就意味著，僅憑室外基站，5G很難完成室內(nèi)信號(hào)覆蓋。5G基站最多能覆蓋約1平方公里，只有4G基站的一半多。

5G時(shí)代的一個(gè)“標(biāo)配”是室分設(shè)備。室分設(shè)備就相當(dāng)于5G的室內(nèi)微型基站，可將信號(hào)相對(duì)均勻地分布到室內(nèi)。與寬帶入戶類似，未來三大運(yùn)營(yíng)商要想將5G基站和室分設(shè)備安裝到小區(qū)里和樓道內(nèi)，這需要一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的時(shí)期。

而且，目前階段5G流量資費(fèi)不低，但是基于有線寬帶的wifi不存在這個(gè)問題，相當(dāng)于無限流量。因此，公司、餐廳等對(duì)于網(wǎng)絡(luò)流量需求很大的固定場(chǎng)所適合采用wifi，5G則更適合個(gè)人通信的靈活使用。（來源：北京晚報(bào)）