Even helemaal los van de zin en onzin van 'gevaarlijke straling uitschakelen', gesteld dat je de hoeveelheid mW-uur waar de kinderen aan blootgesteld worden wilt minimaliseren moet je beginnen bij het begrijpen hoe WiFi werkt.
Allereerst: WiFi is geen analoge radiosysteem, het is packet-based digitale tweerichtingscommunicatie. Wat wil dat zeggen? Dat de AP die hier uitgeschakeld zou worden maar de helft van het verhaal is, want al die iPads zenden zelf ook. Vervolgens zendt geen enkel WiFi-apparaat continu. Er wordt alleen gezonden als a) er data is om te versturen en b) niemand anders al in het kanaal aan het zenden is.
Nu, die data kan zijn payload voor hogere protocollen (=internetverkeer) of management- en control frames voor het netwerk zelf. Dat laatste kun je abstraheren naar: ongeveer 0.5-5% van de tijd (afhankelijk van frequentieband en instellingen) is een WiFi-kanaal bezet met die overhead. Ongeveer 90% daarvan komt van de AP (vnl beacons, pakketten die aangeven welk netwerk ze uitzenden en hoe ermee te verbinden) en ongeveer 10% van de client devices (vnl probe requests, "hoi hier ben ik, welke netwerken zijn hier allemaal?"-berichten). Relevant: de client devices doen dat ook als ze niet verbonden zijn met een netwerk, dus ook als de AP uit staat.
Tenslotte een stukje uitermate belangrijke natuurkunde: amplitude van een signaal neemt kwadratisch af met afstand. Dus je ontvangt signalen van een bron dat drie keer zo ver weg staat negen keer zwakker.
Aangezien de focus hier is op momenten dat het WiFi niet actief gebruikt wordt, ga ik dus uit van een onbenut netwerk. Voor het gemak neem ik aan dat er geen andere WiFi-netwerken in de buurt zijn, dat de devices geen andere communicatietechnologie hebben (dus niet naar 4G overschakelen bij verlies WiFi). Vervolgens stel ik dat de iPad op gemiddeld 50cm van het kind ligt en de AP op gemiddeld 5m afstand is, dus 10x zo ver. Tenslotte doe ik een worst-case aanname van verbinding in de 2.4GHz band met 100ms beacon interval en een laagste basic rate van 1Mbps. Dan kom je uit op ~4% van airtime bezet door managementverkeer AP en ~0.4% door managementverkeer client. Zowel AP als client houden zich aan de regels en zenden met (maximaal) 100mW en hebben omnidirectionele antennes (0dBi gain)
Dus: aan hoeveel energie wordt het kind blootgesteld?
De AP zendt met 100mW, wat overeenkomt met 20dBm. Free-space path loss voor 5m is op 2.4GHz ongeveer 54dB, dus signaal wat kind "ontvangt" is -34dBm, oftewel 0.4uW, microWatt. Aangezien de AP bij rust zo'n 4% van de tijd zendt, hebben we het dus over 0.016uWu blootstelling per uur, bij 6 uur in klaslokaal per dag dus 0.096uWu, zeg 0.1uWu voor het gemak.
De tablet zendt ook met 100mW, wederom 20dBm. Free-space path loss voor 50cm is ongeveer 34dB, dus signaal wat kind "ontvangt" is -14dBm, dus ~40uW, microWatt. Inderdaad 100x hoger want 10 keer dichterbij en kwadraat. Nu, tablet zendt 0.4% van de tijd, dus blotstelling is 0.16uWu per uur, bij zes uur in klaslokaal per dag dus 0.96uWu, zeg 1uWu voor het gemak.
Wat zegt dit? Dat de blootstelling aan straling allereerst zeer gering is, maar dat 90% daarvan van tablet afkomstig is, niet van AP, en aangzien tablet vrolijk z'n probe requests uit blijft zenden als de AP uit staat (mogeljik zelfs meer omdat het actief op zoek is naar een netwerk), zet het uitschakelen van de AP weinig zoden aan de dijk, je pakt dan nog geen 10% van totale straling bij kind afkomstig van WiFi aan. Het uitschakelen van WiFi op de tablets is veel doelmatiger
Ter vergelijking 5GHz:
Daar zijn de getallen anders maar verhouding identiek. In 5GHz mag er afhankelijk van kanaal met max 1W (30dBm) uitgezonden worden, maar is demping hoger (61dB resp 41dB) en zijn de bitrates hoger waardoor de airtime aan overhead lager is, resp 0.6% voor AP en 0.06% voor client. Enfin, AP doet hier -31dBm=0.8uW, en doet dat dus voor 0.6% van de tijd, ~0.005uWu dus. Dat keer zes levert ~0.03uWu per schooldag vanuit AP, dus 1/30 van blootstelling bij 2.4GHz. Client (tablet) is ook hier factor 10 hoger (100x meer signaal, 1/10 van de tijd).
En toch even die GSM op zak op vergelijkbare manier doorrekenen. Stel we nemen 10cm afstand (broekzak tot edele delen...), 1W/dBm vermogen ('low power' 4G) en 800MHz-band (LTE band 20). Dan komen we uit op 30dBm signaal en 10dB demping, dus het klokkenspel ontvangt 20dBm oftewel 100mW. Ik ben minder goed op de hoogte van GSM/LTE protocollen dan WiFi, maar voor het gemak neem ik aan dat hooguit de helft van het verkeer van idle client naar zendmast gebeurt tov WiFi, dus 0.025% van de tijd. Wat levert dat op? 25uW per uur, 150uWu per dag dus. Dus 1500 keer meer dan worst-case WiFi AP, 150 keer meer dan worst-case WiFi-client. Let op dat het verschil hier deels van de (veel) korte afstand komt maar ook van de lagere frequentie. Ook op grotere afstand blijft het signaal (veel) sterker; stel je pakt een leerling op 5m afstand van de GSM (45dB demping), die zal nog altijd -15dBm = 31uW ontvangen, en daar op een schooldag ~0.05uWu van ontvangen. Dus twee kinderen in de klas met GSM op zak zullen al de hele klas aan evenveel energie blootstellen als de AP, al is dat vele ordes van grootte minder dan ze zelf ervaren.
Met andere woorden, als je objectief de blootstelling van kinderen aan RF-straling wilt minimalizeren, wil je allereerst telefoons uit de klaslokaal verbannen. Vervolgens wil je WiFi op de client devices uitzetten. Van wat er over is kun je 29/30 verwijderen door de 2.4GHz (zoals hierboven al benoemd uitbannen). En ja, dan kun je de AP's ook nog uitzetten, maar in verhouding tot de rest is dat van volstrekt ondergeschikt belang.
/u/35508/crop61e6aa7b579e2_cropped.png?f=community)
/u/44155/marzman.png?f=community)
:strip_icc():strip_exif()/u/55250/crop5bfe6e8b5ddb6_cropped.jpeg?f=community)
/u/422698/low%2520density%2520sprinklers.png?f=community)
:strip_icc():strip_exif()/u/141383/crop5dd7db4a41cac_cropped.jpeg?f=community)
:strip_icc():strip_exif()/u/133253/NOVIR350.jpg?f=community)
/u/12038/crop5a51514a4dec1_cropped.png?f=community)
:fill(white):strip_exif()/f/image/9KhdzcqdTQcrAqh15CviDBWX.png?f=user_large)