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Technik – W-LAN

Immissionen

Immissionen von W-LAN Geräten

Das Bundesamt für Gesundheit hat die Felder von verschiedenen drahtlosen Indoor-Anwendungen, darunter auch W-LAN, im Labor unter sog. worst-case Annahmen (maximale Leistungen/Datenraten) vermessen lassen. Wie bereits erwähnt arbeiten die Geräte in realen Umgebungen in der der Regel deutlich unterhalb des Maximums und wenn keine Daten transferiert werden, senden die Anlagen nur ein technisches Kontrollsignal aus. Die untenstehende Abbildung zeigt die Messresultate. Aufgezeichnet sind die elektrischen Feldstärken in Abhängigkeit von der Distanz zur Antenne. Zur Orientierung ist der Immissionsgrenzwert der NISV – er entspricht dem ICNIRP Grenzwert – in schwarz vermerkt.

Elektrische Feldstärken von W-LAN Access-Points (links) und Peripheriegeräten (rechts) in Abhängigkeit von der Distanz zur Antenne; unter worst-case Bedingungen (maximale Datenraten / Sendeleistungen). Quelle: BAG (2007), leicht angepasst
Elektrische Feldstärke in Abhängigkeit von der Distanz zur Antenne und vom Auslastungsgrad eines Access-Points. Quelle: FSM (Rohdaten: Joseph et al. (2013)

In nebenstehender Figur sind die Feldstärken eines W-LAN Access-Points in Abhängigkeit von seiner Auslastung dargestellt. Betreffend Auslastung gilt zu beachten: W-LAN nutzt verschiedene Modulationsverfahren. Je besser die Empfangsbedingungen, desto effizienter wird gesendet (Effizienz verstanden als Anzahl übermittelter Informationen pro Zeiteinheit). Access-Points verursachen deshalb bei der Übertragung (einer bestimmten Datenmenge) bei guten Empfangsbedingungen weniger Immissionen als bei schlechten Empfangsbedingungen.

In einer Schweizer Studie wurde auch gemessen, wie viel W-LAN Signale zur persönlichen Gesamtexposition (alle Funkanwendungen) beitragen. Die durchschnittlichen Feldstärken von WiFi über einen Tag gemittelt beliefen sich auf 0.05 V/m, ca. 95% der Personen verzeichneten Messwerte unterhalb 0.2 V/m. Der Anteil der W-LAN Strahlung an der persönlichen Gesamtexposition (im Durchschnitt 0.18 V/m) belief sich auf 5%.

Immissionen von Netzwerken

Betreibt man mehrere Access-Points, so summieren sich die Felder der einzelnen Geräte. Dabei wächst das Summensignal nicht linear mit den Sendestärken der Einzelfelder. Wenn beispielsweise an einem Arbeitsplatz der nächstgelegene W-LAN Sender ein Feld von 1 V/m erzeugt und von zwei weiter entfernten Access-Points Felder von 0.5 V/m und 0.1 V/m gemessen werden, dann beträgt die Gesamtimmission der drei Felder nicht, wie man intuitiv vielleicht meinen könnte, 1.6 V/m. Die Gesamtfeldstärke  beläuft sich in diesem Fall auf 1.12 V/m (Wurzel aus den quadrierten und addierten Einzelwerten). Das Summensignal wird in aller Regel vom stärksten Einzelsignal dominiert. Ein Netzwerk aus mehreren Access-Points erzeugt deshalb einen insgesamt nur geringfügig höheren Pegel – häufig sogar einen niedrigeren, weil bei besseren Funkverbindungen die Netzelemente (Access-Points und Peripheriegeräte) mit effizienteren Modulationsverfahren arbeiten können.

Wenn ein Netzwerk mit Leistungsregelung vorliegt, sinken die Gesamtimmissionen zusätzlich, weil dann stets die tiefsten möglichen Sendestärken zum Einsatz kommen.

In Belgien wurde in einem Gebäude mit 7 verschiedenen Netzwerken (ohne Leistungsregelung) und mit über 200 Peripheriegeräten, wovon bei der Hälfte die maximal mögliche Datenrate eingestellt war, die Innenraumbelastung gemessen. In dieser unrealistisch funkintensiven Situation betrug die durchschnittliche Feldstärke 1.8 V/m. In realen Netzwerken sind die Geräte meist nur wenige Prozent ausgelastet, so dass die Immissionen meist um eine Grössenordnung oder mehr tiefer liegen. In Grossbritannien wurden 8 Schulnetzwerke während des Einsatzes im Unterricht vermessen. Die durchschnittliche Auslastung betrug 5%. Nur während 5% der Zeit waren die Geräte stärker als 10% belegt. Die Spitzenfeldstärken betrugen dann um 1 V/m (1 m Distanz zum access point). Die durchschnittlichen Immissionen durch die mit dem W-LAN kommunizierenden Laptops betrugen in Arbeitsdistanz (30 cm) 0.1-0.2 V/m.

Verwendete Literatur

BAG (Bundesamt für Gesundheit; 2007): Risikopotenzial von drahtlosen Netzwerken;
http://www.bag.admin.ch/wlan-bericht

Findlay, R.P., Dimbylow, P.J. (2010): SAR in a child voxel phantom from exposure to wireless computer networks (Wi-Fi). Phys. Med. Biol., 55, 7, N405-11.

Joseph, W., Pareit, D., Vermeeren, G., Naudts, D., Verloock, ., Martens, L., Moerman, I. (2013): Determination of the duty cycle of WLAN for realistic radio frequency electromagnetic field exposure assessment. Prog Biophys Mol Biol, 111, 30-36.

Khalid, M., Mee, T., Peyman, A., Addison, D., Calderon, C., Maslanyj, M., Mann, S. (2011): Exposure to radio frequency electromagnetic fields from wireless computer networks: duty factors of Wi-Fi devices operating in schools. Prog Biophys Mol Biol, 107, 3, 412-20.

Kramer, A., Kühn, S., Lott, U., Kuster, N. (2005): Development of Procedures for the Assessment of Human Exposure to EMF from Wireless Devices in Home and Office Environments. BAG, Bern.

Röösli, M., Struchen, B., Eeftens, M., Roser, K. (2016): Persönliche Messungen von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern bei einer Bevölkerungsstichprobe im Kanton Zürich. Swiss TPH, Basel / AWEL, Kt. Zürich.

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