5G網絡真的會干擾飛機系統?

2022年01月27日11:56

  最近‘5G 干擾風波’在大洋彼岸的美國,鬧得沸沸揚揚。到我們截稿為止,美國電信運營商和美國聯邦航空局 (FAA) 的拉扯仍未結束,這件事情的最終走向充滿了未知數,但我們可以釐清的是:特定頻段的 5G 網絡會對飛機上的無線電高度計造成干擾,但未造成大範圍,對國內航空業的影響更是微乎其微。

  正因如此,這次風波在東西方有著截然不同討論度,但科學還是得嚴肅對待,為什麼 FAA 會說電信運營商在機場附近鋪設 5G 基站會對航空安全造成影響呢?

  此次 5G 風波前因後果

  早在 2020 年,FAA 就向聯邦政府和美國聯邦通信委員會 (FCC) 提出擔憂,擔心即將被拍賣的 C 波段 5G 網絡會對飛機無線電高度計造成干擾,這次被拍賣的 C 波頻段網絡的頻率為 3.7-3.98 GHz,與機場無線電高度計所使用 4.2-4.4GHz 頻率過於接近,在極端情況下可能導致信號干擾,對飛機近地降落造成影響。

▲ 圖片來源:PCMAG
▲ 圖片來源:PCMAG

  飛機安全無小事,FAA 與航空無線電技術委員會 (RTCA) 發起了一次聯合審查,他們組建了一個 5G 特別小組進行了為期 6 個月的審查,其中包括對無線電高度計的性能進行定量評估、開發乾擾模型和假設以預測在廣泛的運行情況下收到的干擾水平。

  通過全面評估,結論是 3.7-3.98GHz 頻段的 5G 電信系統將對所有類型的民用飛機的無線電高度計造成有害干擾,這包括商用運輸飛機、公務機、通用航空飛機、運輸和通用航空直升機。

這種風險是廣泛存在,並有可能對美國的航空作業產生廣泛的影響,包括在沒有適當的緩解措施的情況下,有可能發生災難性的故障。

  民航飛機目前大多採用兩種高度計對飛行高度進行判斷:高空中使用氣壓高度計,起飛降落時則依靠無線電高度計進行測高。

  後者原理與雷達相近,所以也可稱為雷達高度計。飛機向地面發射無線電波,電波反射後重新被飛機接收,通過測量電波來回所用的時間來測算飛機的高度。這種高度計僅在飛機距地面 750 米以內工作,所以一般在飛機進近(下降時對準跑道飛行的過程)和著陸階段使用。

▲ 圖片來源:每日郵報
▲ 圖片來源:每日郵報

  所以 FAA 擔憂的是,雷達高度計受到 C 波信號干擾,導致飛行員不能準確讀數,影響高度判斷。

  在低能見度天氣下,飛行員沒辦法用肉眼觀察地面障礙物和離地距離,無線電高度計就相當於飛行員的眼睛,如果這副‘眼睛’看不清,則會威脅到整個機組和乘客的安全。

  由於這些都是基於預測模型作出的假設,所以 FCC 和美國兩大電信運營商 AT&T 和 Verizon 對此審查報告了提出質疑,認為這對現實世界沒有參考價值。

  這就跟在飛機上不能使用手機一樣,理論上存在潛在風險,但未在現實中被佐證,更像是預防措施。

  然而 FAA 還是發佈了適航指令,要求飛行環境存在 C 波 5G 網絡時,飛行員禁止進行一些需要依賴無線電高度計的駕駛操作,包括自動降落等。

  為什麼其他國家沒有遇到類似的風波

  目前歐洲和亞洲近 40 個國家的運營商均在使用 C 波段 5G 網絡,從未報告過無線電高度計因此受影響。

  歐洲航空安全局 2021 年 12 月 17 日發表聲明說,所謂‘5G 頻段干擾’的爭議僅限於美國航空界,

目前階段,歐洲未曾發現任何不安全的干擾風險。

  在歐盟,5G 網絡運行的頻率低於美國運營商計劃使用的頻率,從而降低了機場周邊地域被幹擾的風險。

  除了美國,法國、加拿大、日本等國家的航空監管當局也針對 5G 網絡出台了相對溫和的限制措施。

  首先,加拿大和日本對機場附近的 5G 基站頻率作出限制,至於法國的做法則比較靈活。

  2021 年 2 月,法國民航局警告稱,在飛機上使用 5G 設備可能會幹擾機上電子設備,導致高度讀數錯誤,並建議在飛行過程中關閉 5G 設備或將其設置為飛行模式,後來法國民航局規定在機場周圍設立‘緩衝區’限制 5G 信號,且天線必須向下傾斜以防止潛在的干擾。

  雖然這會降低 5G 信號輻射的能力,不過也是多方衡量之後所做的妥協之策。

  此次風波將如何結束?

  美國運營商對此極力反抗,更多是因為他們花了數百億元拍下 3.7-3.98GHz C 波段的 5G 網絡牌照,如果因此放棄,意味著這些錢都打了水漂,而且不利於 5G 網絡在美國本土的推廣。

  為什麼 C 波段 5G 網絡對 AT&T 和 Verizon 那麼重要呢?因為他們需要覆蓋面積更廣的 5G 網絡輻射技術,無線電信號頻率越高,能量越大,但輻射範圍也越窄。

  這次處於輿論風暴中心的 C 波段網絡,屬於中頻波段(Mid-Band,通常將 1GHz-6GHz 的頻段成為中頻)。這一波段的速度,距離 5G 的理論峰值速度有較大距離,甚至可以說只比 4G 網絡快一點,但它兼具覆蓋能力和帶寬能力,對於國土面積龐大、地廣人稀的美國而言,實用性更強。

  為什麼我們在這次爭論事件的相關報告中沒有看到三大運營商之一 T-Mobile 的身影呢?因為他們目前沒有針對 C 波波段網絡的部署。

  他們選擇 3.45-3.55GHz 頻段以滿足對中頻波段的覆蓋,這一頻段距離無線電高度計的工作頻率有一段較大的安全緩衝區,所以 T-Mobile 得以在此次風波中獨善其身。

  我國主流的 5G 網絡頻段有 n41、n78、n79,都是中頻波段,但與高度計的工作頻率沒有交集,也不受影響。

  當然,這不代表我們可以在飛機上毫無顧慮地使用手機,無論是 5G 或者 4G 都不行,乘坐飛機時,還需遵守民航法典規定,在起飛、降落時關閉手機或打開飛行模式。

  這次爭議能否早日結束,全看事件雙方是否願意各退一步。

  對於運營商而言,他們可以採取與法國相似的舉措:圍繞機場和進近空域設立 2 公里緩衝地帶,儘量減少 5G 信號對飛機的干擾。

  對於 FAA 而言,他們一邊呼籲運營商推遲 5G 鋪設計劃,一邊排查機上配備不受 C 波干擾,更先進高度計的飛機,並恢復這部分航班的飛行計劃。

  截至 1 月 20 日,FAA 已經允許 90% 的美國商業機隊在部署了 C 波頻段的機場進行低能見度著陸,其中包括波音 737、747、787、空客 319、320、330、380 等機型,希望這事最終能迎來各方都滿意的結局吧。

  本文來自愛範兒

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