DATASÄHKÖ - RADIOLIIKENTEEN SAVUSUMUA JA LEHMÄN SONTAA

7.11.2002

Näin reippaasti kirjoittaa David Sumner amerikkalaisessa radioteknillisessä julkai­sussa QST:ssä pääkirjoitussivulla lokakuun 2002 numerossa.
Tämä koskee Suomen­kin sähkölaitosten viimeisintä villitystä - tosin nyt jo ennen syntymäänsä jälkijättöistä - laajakaistaista tiedonsiirtoa sähköverkossa.
Koska kirjoittajan sanoma oli mielestäni harvinaisen selkeästi ilmaistu maallikonkin kannalta, ajattelin, että se voisi tuoda suomalaisellekin yleisölle ajattelemisen aihetta.
Alla oleva vapaa suomennos on run­saasti lyhennelty, mutta toivon saaneeni mukaan oleellisimman kirjoittajan ajatuk­sista:

Artikkeli lähtee liikkeelle elokuussa mediassa runsaasti raportoidusta myrkyllisestä ”Aasian ruskeasta pilvestä”, joka leijui maanosan tiheimmin asutetun alueen yllä uhaten muutakin maailmaa hengityselinsairauksilla, happosateilla ja muilla katastro­feilla.
Vaikka tiedemiehet hyvin tietävät epäpuhtaiden energialähteiden olevan syynä tähän, he eivät pysty nopeasti muuttamaan maailman energiapolitiikkaa, koska pää­töksien tekemisessä lyhyen tähtäimen ekonomia voittaa tulevaisuuden odotukset.
Niinpä muiden mukana ei muutu Intian satojen miljoonien köyhienkään energian tuotanto eli ”ilmaiseksi” saatavan lehmän lannan poltto ruuan kypsentämiseen.

Kirjoituksessa todetaan ilmakehän ja radioaaltojen saastumisen olevan vertailukelpoi­sia ilmiöitä.
Kuten ilmakehä niin radioaaltojen spektrikin on arvokas koko maailman jakama luonnonvara, joka ei kunnioita poliittisia rajoja.
Kuten ilmansaasteiden suh­teen, myös radiotaajuuksien kyllästymisen ja saastumisen ehkäiseminen on lyhyen tähtäimen taloudellinen kysymys.
Tiedämme kuinka sitä voidaan kontrolloida, mutta väittelemme onko se todella sen arvoista ja kuka sen maksaa.

Kirjoittaja ottaa positiivisiakin esimerkkejä. Lontoon savusumuista päästiin eroon parlamentin päätöksiin perustuvilla toimenpiteillä.
Kukaan lontoolainen ei palaisi mahdollisten säästöjenkään houkuttelemana entiseen.
Vastaavasti raa’an viemärijät­teen päästöön suoraan vesistöön ei yhteiskuntamme enää suostuisi.
Olemme suurin uhrauksin edistyneet valtavasti halutaksemme palata ajassa takaisin.

Valitettavasti artikkelin mukaan samaa ei voida sanoa radioaaltopolitiikastamme.
Jollakin tavalla todella näytämme menevän taaksepäin, tai ainakin joudumme taiste­lemaan tämän suuntaisia paineita vastaan.
Lisääntyneet elektroniikkalaitteet, vaikka sitä ei suinkaan tarkoituksellisesti tehtäisi, aiheuttavat entistä enemmän radiohäiriöitä sähköverkkoon.
Sähköjohtojen ei odoteta säteilevän radioenergiaa, mutta jos kuiten­kin näin käy, se on merkki siitä, että jotakin on vialla.
Jotkut energialaitokset, jotka haluavat välittää asioista, myös tietävät mitä tehdä.
Toiset eivät joko tiedä tai eivät välitä, koska liikkeenjohdon bonukset ovat ehkä tärkeämpiä kuin huoltomiesten yli­työkorvaukset, toteaa kirjoittaja.

Tätä radioaaltojen savusumua syntyy myös, jos suurtaajuista (lyhytaaltoista) radio­energiaa työnnetään jonnekin, johon se ei kuulu.
Radioenergialla on se ominaisuus, että se säteilee jokaisesta johtimesta, johon sitä on syötetty, ellei niitä ole huolellisesti suojattu tai balansoitu.
Kirjoittaja kysyykin, mikä on syy, että joku haluaisi tahallaan työntää radioenergiaa suojaamattomaan ja balansoimattomaan johtoon, jos hän ei ha­lua sen säteilevän?
Hän vastaa: ”Samasta syystä kuin intialainen köyhä perhe polttaa lehmän lantaa illallista laittaakseen: taloudellisista syistä.”

Nyt kirjoittaja pääseekin varsinaiseen asiaan.
Hän ottaa sähkölaitoksien suunnitelmat jakaa laajakaistaista dataa koteihin ja toimistoihin.
Sähköverkkohan menee joka paik­kaan, miksi siis ei käytettäisi sitä?
Kuka voisi olla tällaista edistyksellistä ja luovaa olemassa olevan infrastruktuurin käyttöä vastaa, kysyy kirjoittaja ja selostaa syyn.

Laajakaistainen datasignaali on radioenergiaa, joka säteilee, koska sähköverkkoa ei ole suojattu ja balansoitu radioenergian suhteen riittävästi.
Täten data ei ole ainoas­taan kenen hyvänsä vapaasti kuunneltavissa, vaan vielä pahempaa.
Se häiritsee laa­jalla aallonpituusalueella yhteiskunnan elintärkeitä radioviestintä- ja yleisradiotoi­mintoja.
Kirjoittaja toteaa, että intialaisella köyhällä ei ole valinnan varaa, mutta meillä on.
Kysymykseen onko mahdollista käyttää sähköjohtoja laajakaistaiseen datan siirtoon häiritsemättä radioliikennettä, hän vastaa kielteisesti toteamalla, että sähkö­verkko toimii hienosti vaihtovirran 60 (Suomessa 50) Hertzin taajuudella, mutta laa­jakaistaisella 0,15 - 30 MHz:n alueella se toimii lähetysantennin tavoin ja siinä on ky­symys luonnonlaeista, ei ekonomiasta.

Lopuksi artikkeli tiivistää: ”Uudet radioaaltojen savusumulähteet eivät ole yhtään hy­väksyttävämpiä kuin näkyvän savusumun lähteetkään.
Uuden vuosisadan vaihduttua meidän päättäjiemme tulisi - ei, vaan täytyy - olla kykeneviä erottamaan todellinen edistys lehmän sonnasta.”

Rankkaa sanontaa! Aluksi epäröin lainata David Sumnerin tekstiä, mutta kun hänen ”runosuonensa” sykkii huomattavasti paremmin kuin minun, annettakoon lainaukseni ja tämä pitkä johdanto anteeksi.
Lisäksi aikaisemmissa työtehtävissäni radio-, TV- ja muiden elektroniikkalaitteiden häiriömittauksia tehneenä ja 47 radioamatöörivuoden kokemuksella voin täysin ja vilpittömästi yhtyä kirjoittajan mielipiteeseen pulman va­kavuudesta.

Datasähkökokeiluthan on aloitettu useassa maassa ennen virallisesti ja yleisesti hy­väksyttyjen häiriösäteilystandardien valmistumista.
Saksassa on tehty kiireesti normi, lyhyesti NB30:ksi kutsuttu, joka ei näytä tyydyttävän datasähkön harrastelijoita eikä virallisen radioliikenteen harjoittajiakaan.
Jo NB30:n sallima häiriötaso tekee mah­dottomaksi radioliikenteen harjoittamisen datasähkön saastuttaman sähköverkon lä­heisyydessä.
Toisaalta datasähkölle ollaan pyytämässä muutamaa kymmentä desibeliä sallivampaa standardia sen luotettavamman toiminnan varmistamiseksi.
Suomessa Viestintävirasto on päättänyt noudattaa NB30:n tasoa, kunnes lopullinen standardi valmistuu.

Niinpä nyt sitten standardointityöryhmät työskentelevät armottomassa ”markkinavoi­mien” puristuksessa ja ovat ilmeisesti Brysselissä tehtävän lobbailun vaikutuksesta antamassa jossakin määrin periksi sähkömagneettisen spektrin ryöstöviljelyvaateille.
On tyrmistyttävää, kuinka nämä EMC-spesialistit ”ymmärtämättömässä viisaudes­saan” pyrkivät soveltamaan samoja kriteereitä sähköverkossa ja televerkossa tapahtu­vaan telekommunikaatioon.
Tämä tietysti olisi kiitettävä pyrkimys, jos sähköverkon kaapelointi suojavaippojen, häiriösuojausmaadoitusten ja symmetroinnin suhteen saataisiin telekaapelien vertaiseksi.
Uskonpa, että sähkölaitoksilla ei ole varoja ja haluja verkkojensa kaapeloinnin uudistamiseen, kun heillä ei näytä olevan haluja edes voimansiirtoverkkojensa suojaamiseen tavanomaisia luonnonilmiöitä vastaan.

Vaikka sähkölaitokset hautaisivat kaikki kaapelinsa maahan ja symmetroisivat verk­konsa kaikkien taiteen sääntöjen mukaan, eivät vaikeudet tähän lopu.
Suurimmat pulmat ovat sisäjohtoasennuksissa, jotka ovat kuluttajan omistuksessa.
Tyypillisimpiä epäsymmetrian lähteitä ja tehokkaasti häiriöitä säteileviä antenneja ovat kytkimille menevät johtimet, jotka kierrättävät vaiheen kytkimen kautta kuormalle ilman että nollajohdin kulkisi mukana samaa reittiä edes jonkinasteista balanssia tarjoamassa.
Pitäisikö nyt siis vielä talojen sisäjohtoasennuksetkin uusia tämän laajakaistavouho­tuksen takia?

Näistä ”mielenliikutuksista” toivuttuamme, sallittakoon muutama kylmän teknillinen fakta esitetyn tueksi.

IEC:n CISPR-komitea ehdottaa datasähkön vuoksi CISPR 22 -julkaisuunsa parannuk­sia kaapeleita myöten johtuvien häiriöiden mittaamiseksi (ehdotus CISPR/I/44/CD).
Tämä johtuva häiriöhän on kaapelissa vaikuttava pitkittäinen (common mode) jännite (tai virta) maata vasten, joka syntyy kaapelin (tai päätelaitteen) maaepäsymmetriasta.
Ehdotetulla menetelmällä mitattuna on korjausehdotuksen liitteessä esitetty käyriä, joista pahimmat osoittavat pitkittäisen häiriön vaimentuneen vain n. 12 dB kaapelissa vaikuttavaan hyötysignaaliin nähden. Kuitenkin paperi päätyy ehdottamaan ”pitkit­täismuunnosvaimennukselle” (Longtudinal Conversion Loss) laskennallista arvoa 36 dB.
Tiettävästi Suomen komitea on ehdottanut huomattavasti matalampaa lukua.

Surkuhupaisaa kuitenkin on, etteivät korkeasti opiskelleet (etten vahingossakaan käyttäisi sanaa ”oppineet”) asiantuntijat (ilmeisesti vain yhden asian tuntijat) huomaa, että kyseessä olevalla taajuusalueella jo muutaman metrin matka kaapelin häiriösuoja­maan (signal ground), turvallisuussuojamaan (protective ground) ja nollajohtimen (neutral) välillä saattaa muuttaa oleellisesti häiriöiden kytkeytymismekanismeja, ellei asennuksia ole tehty asiallisesti.
Mitä tapahtuukaan, kun datasähkön kuluttaja itse hoitelee asunnossaan signaalien siirtoa tilapäisten jatkojohtojen avulla? Oikeastaan tärkein, vaarallisin ja vaikeimmin hallittava datasähkön häiriön siirtymistapa ei ole johtuminen kaapelia pitkin, vaan tämän kaapelin toiminta antennina, jolloin sähkö­magneettinen vapaasti etenevä häiriösignaali voi edetä lähiympäristön lisäksi iono­sfäärin kautta tuhansia kilometrejä.
Tähän asiaan ovat erityisesti EBU (European Broadcasting Union) ja BBC kiinnittäneet huomiota.

BBC:n tutkimus- ja kehityslaboratorio (J.H. Stott) on tehnyt mittavia selvityksiä laa­jakaistaista dataa siirtävän kaapelin säteilystä.
Tämän perusteella sekä BBC että EBU päätyivät ehdottamaan sallittavan häiriösäteilyn kriteeriksi korkeintaan 0,5 dB:n lisä­ystä luonnollisen kohinan päälle 10 m etäisyydellä kaapelista.
BBC laskee esimerkin luonnollisen kohinan referenssitasolle ITU:n (International Telecom­munication Union) määrittelemien ”Quiet Rural”- ja ”Rural”- arvojen väliin.
Esimer­kin kentän­voimakkuusarvo noudattaa kaavaa: En = 0,94 - 8,15 Log10(f / MHz), jossa kentän­voimakkuus En on [dBµVrms /m] 9 kHz:n kaistanleveydellä mitattuna ja f on mitta­ustaajuus.
Tästä laskettuna referenssiarvoiksi tulee esim. 1 MHz:llä ja 10 MHz:llä vastaavasti 0,94 dBµV/m ja -7,21 dBµV/m.
Jotta häiriö ei nostaisi kohinata­soa enem­pää kuin 0,5 dB täytyy kaapelin säteilyn tason olla näitä arvoja 9,14 dB ma­talampi.

Kuten tunnettua tällaisten kentänvoimakkuuksien mittaus on hankalaa, koska ei voida olla absoluuttisen varmoja mistä häiriö todella tulee.
Siksi Stott ehdottaa mittausta metrin etäisyydellä kaapelista yleisemmin käytössä olevilla huippuarvomittareilla.
Tällöin edellä olevaan kaavaan lisätään 20 dB lyhyemmästä matkasta johtuen ja 10 dB huippuarvomittarille, sekä 9,14 dB:n vähennys ehdotetusta 0,5 dB:n kohinatason lisäyksestä, eli yhteensä 20,86 dB, joten kaavaksi 1 m:n etäisyydelle tulee En = 21,8 - 8,15 Log10(f / MHz).
Sähkökentän sijasta ehdotetaan mitattavaksi magneettikenttää, jolloin vastaavaksi magneettikentän huippuarvon kaavaksi vapaan tilan impedanssi huomioiden saadaan: Hn [dBµA /m] = -29,7 - 8,15 Log10(f / MHz ).

Käsitykseni mukaan tämä ehdotus on näkemistäni ainoa, jonka puitteissa yhteiskun­nalle elintärkeät radioviestintämuodot voidaan säilyttää.
Se suosii hyvien, vapaaseen tilaan sijoitettujen ulkoantennien käyttöä, mutta hiljaisilla asuntoalueilla sallii jossakin määrin sisäantennienkin käytön yleisradiovastaanotossa.
Mielestäni olisi jo korkea aika lobata Brysselin käytävillä ”kestävän kehityksen” nimissä myös niukan ja arvok­kaan luonnonvaramme, sähkömagneettisen radiotaajuusspektrin, suojaamisen puo­lesta. Siihen BBC:n julkaisemat raportit antavat tukevan luonnontieteellisen perustan:

http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/papers/pdffiles/jhs01-tn1670.pdf

http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf-files/WHP012.pdf

http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf-files/WHP013.pdf

Toivottavasti energialaitostenkin mielipidemuodostuksen ”savusumuttajat” tutustuvat linkkien teksteihin ja myös ymmärtävät, minkä karhunpalveluksen ovat tekemäisil­lään sekä työnantajilleen että asiakkailleen.
Toivottavasti ei enää tarvitse nähdä Vies­tintäviraston tekemistä häiriömittauksista kirjoitettuja tarkoituksellisia puolitotuuksia, jotka antavat ymmärtää, että datasähkön muita sähkölaitteita häiritsevistä ominaisuuk­sista on jo päästy eroon.
Radiolaitteista ei näissä hymistyksissä ole puhuttu mitään.
Kyllä minäkin uskon, että ei minun pölynimurini kovinkaan paljon häiriydy laajakaistasignaaleista, mutta en mitenkään ymmärrä, millä mittaus­teknillisellä hokkus-pokkus -tempulla olisi pystytty saamaan edes saksalaisen NB30-tason täyttävät asennukset yleisradiolähetyksiä häiritsemättömäksi puhumattakaan pienemmällä lähetysteholla toimivasta ja lyhytaaltoalueilla tapahtuvasta viestiliiken­teestä.

Toivottavasti datasähköstä ei olla tekemässä tiedon valtateillä törmäilevää, kaikista lii­kennesäännöistä piittaamatonta pyhää lehmää, joka terrorisoi koko muuta informaa­tioyhteiskuntaa!

Ahti Aintila
Diplomi-insinööri
Lohja

TAKAISIN EI PLC:LLE - SIVULLE

TAKAISIN PÄÄSIVULLE !