Menu

Hotspots and their radiation

Hoeveel straling zenden de hotspots uit? Is dit gevaarlijk? In onderstaand artikel pakken we er wat feiten bij. Aan de hand van de feiten kun je zelf je oordeel vellen.

Hieronder proberen we de volgende vragen te beantwoorden:

  • Wat is RF (radio frequentie)?
  • Hoeveel RF-energie wordt er uitgezonden door een hotspot?
  • Moeten we ons als host zorgen maken aan de blootstelling hiervan?

Radiofrequentie

Radiofrequentie, afgekort RF is een golf in de vorm van elektromagnetische straling. Deze radiogolven worden in de communicatietechniek gebruikt om informatie over te brengen van een verzender naar één of meer ontvangers. De hotspots gebruiken LoRa als radioprotocol. LoRa staat in het Engels voor Long Range en is een draadloos radioprotocol dat zeer weinig stroom gebruikt.

Zenden en ontvangen

Om te beginnen zenden hotspots zelden radiosignalen uit. Ze zijn hoofdzakelijk gebouwd om signalen te ontvangen. Het hele punt van het netwerk is om te luisteren naar zeer zwakke signalen die IoT-sensoren uitzenden, soms wel van kilometers afstand. Als de hotspot uitzendt gaat dat in de vorm van een signaal. Dit gebeurt meestal minder dan 3 keer per dag. Soms heeft de Hotspot een “signaaldag” en dan stuurt deze 5 signalen uit. Dit is ongebruikelijk, dus in de voorbeelden hieronder gebruiken we 3 signalen of minder bij het maken van de berekeningen.

Het stukje hieronder wordt wat technisch, maar is handig om een beter begrip te krijgen wat de hotspot doet als deze uitzendt. De take-away is dat als de hotspot uitzendt, dit korter is dan een seconde is.

LoRa is gebaseerd op het Chirp Spread Spectrum (CSS) protocol. Spreidingsfactoren (SF) zijn de duur van de chirp. Meestal kijk je naar een bereik van SF7 tot SF12 waarbij de 7 de kortste tijd in de lucht is. Elke stap omhoog verdubbelt de tijd in de lucht en vergroot het bereik. Vanwege de regelgeving hebben we ons te houden aan bepaalde spreidingsfactoren, in de meeste landen zijn dit SF8 en SF9.

Hoelang zo'n chirp duurt zie je in onderstaand schema. Het schema is afkomstig van het bedrijf Semtech, de ontwikkelaar van de LoRa-technologie.

Spreading Factor (SF)Uitzendtijd
SF741ms
SF872ms
SF9144ms
SF10288ms
SF11577ms
SF12991ms

Er zitten 1000 milliseconden (ms) in een seconde. Dat betekent dat alle chirps minder dan een seconde duren.

Nu we hebben vastgesteld dat een signaal minder dan één seconde duurt ligt de volgende vraag voor de hand: hoe sterk zijn deze signalen? De sterkste hotspot die bij ons in het netwerk bekend is zendt 27 dBm uit. dBm staat voor Decibel MilliWatts. 27 dBm is ongeveer een halve watt.

27-dbm-to-watt.png

De sterkste antenne die Floatium gebruikt is een 8dBi antenne. Als je dit optelt bij de 27 dBi van hiervoor kom je uit op 36 dBm. Omgerekend naar wattage is dat bijna 4 watt.

36-dbm-to-watt.png

Deze 2 wattages zijn belangrijk voor de vergelijking die we nu gaan maken: die met mobiele telefoons.

Mobiele telefoons

Mobiele telefoons hebben over het algemeen 2 "niveaus" van zenden: 0,6 watt en 3 watt. De meeste mensen gebruiken hun mobiele telefoons binnen een straal van zo'n 60 cm van hun hoofd, bijvoorbeeld het dragen in de broek- of jaszak. Op het moment dat er gebeld wordt gaat het aantal watt omhoog naar 3 watt. Dit gebeurt omdat onze stem overgebracht moet kunnen worden. Op dat moment wordt het apparaat ± 2 centimeter van het hoofd gehouden, en dit voor enkele minuten lang. Hoeveel seconden of minuten dit is zal van persoon tot persoon verschillen, maar in dit voorbeeld gaan we uit van 5 minuten (300 seconden) per dag. Neem deze hoeveelheid van 300 seconden even mee in het hoofd voor het vervolg van dit artikel.

Laten we teruggaan naar de hotspots en bekijken waar deze zijn geplaatst. Over het algemeen zal dit buiten zijn, om de praktische reden dat een dergelijke optelling meer oplevert dan binnen. Omdat een buitenopstelling niet altijd mogelijk is gaan we in onze berekening uit van een binnenopstelling.

Het is onwaarschijnlijk dat je de hotspot net als een telefoon tegen je hoofd houdt. Deze staat hoogstwaarschijnlijk ergens op de vensterbank of op zolder. We gaan er vanuit dat de hotspot minimaal op 1 meter afstand staat en we gaan uit van de hoogste dBi-antenne van 8dBi. Een binnenantenne zal echter zelden sterker zijn dan 5 dBi. Sterkere antennes zet je bijna nooit in huis omdat we dan praten over een ongeveer 1,20 meter lange antenne. Niet echt een sterk staaltje Jan des Bouvrie.

Conclusie

De berekening van blootstelling wordt gedaan op basis van de maximale limieten die je tegenkomt in het gewone leven. Een hotspot zendt op 0,07% van de maximaal toelaatbare blootstelling aan RF-apparaten uit. De hotspot doet dat voor minder dan een seconde, ongeveer 3 keer per dag. Zet dit tegenover de mobiele telefoon die bij veel mensen 33% van de tijd binnen een straal van 60 cm is. Als er ook nog met de telefoon gebeld wordt is deze zelfs nog een aantal minuten op 2 cm van het hoofd, en dat met 3 watt.

In deze vergelijking van een mobiele telefoon en de straling van een hotspot kunnen we stellen dat de straling van een hotspot verwaarloosbaar is.