5Gは飛行機を危険にさらす可能性があります。電気技師がその方法を説明する

Feb 02 2022
5Gキャリアで使用されるCバンドスペクトルは、航空機が安全に着陸するために依存する主要な電子機器で使用される周波数に近く、信号を文字化けさせる可能性があります。
FAAは、空港近くの新しいフルスピード5G携帯電話サービスが航空機の運航に干渉する可能性があるという懸念を表明しました。Bernal Saborio / Flickr、CC BY-SA

新しい高速携帯電話サービスは、特に航空機が空港に着陸しているため、航空機の運航への干渉の懸念を引き起こしています。連邦航空局(FAA)は、ほとんどの商用航空機が安全であることをアメリカ人に保証しており、AT&Tとベライゾンは空港の近くに新しい携帯電話アンテナを設置することを6か月延期することに同意しました。しかし、問題は完全には解決されていません。

懸念は、米国政府が2021年にCバンドスペクトルの一部を無線通信事業者に810億ドルで競売にかけたときに始まりました。キャリアはCバンドスペクトルを使用して、 4Gネットワ​​ークの10倍の速度であるフルスピードで5Gサービスを提供しています。

Cバンドのスペクトルは、航空機が安全に着陸するために依存する主要な電子機器で使用される周波数に近いものです。これが問題になる理由です。

スペクトルの秩序を保つ

無線信号は電波で運ばれます。無線スペクトルは3ヘルツから3,000ギガヘルツの範囲であり、電磁スペクトルの一部です。携帯電話やその他のワイヤレスデバイスからの信号を伝送する無線スペクトルの部分は、20キロヘルツから300ギガヘルツです。

同じエリアにある2つの無線信号が同じ周波数を使用している場合、文字化けしたノイズが発生します。これは、同じまたは類似の周波数帯域を使用して情報を送信する2つのラジオ局の中間にいるときに聞こえます。信号が文字化けし、1つのステーションが聞こえる場合もあれば、他のステーションが聞こえる場合もあります。これらはすべて、健全な量のノイズと混ざり合っています。

したがって、米国では、これらの周波数帯の使用は連邦通信委員会によって厳しく規制されており、ラジオ局、無線通信事業者、およびその他の組織に「レーン」または周波数スペクトルが割り当てられ、整然と使用できるようになっています。

地面から電波が跳ね返る

最近の飛行機は高度計を使用しています。高度計は、信号が地面から跳ね返って飛行機の高度を決定するのにかかる時間を計算します。これらの高度計は、視界が悪い場合に特に役立つ自動着陸システムの重要な部分です。

右側の航空機の電波高度計は、航空機が地面からどれだけ離れているかをパイロットに知らせます。

したがって、高度計が無線通信事業者からの信号を地上からのリバウンド信号として解釈する場合、地上はそれよりも近いと考え、着陸装置を早めに下げて、着陸に必要な他の操作を実行しようとする可能性があります。航空機。無線キャリア信号との干渉により高度計の無線信号が破損して文字化けする場合、高度計はリバウンド信号を認識できないため、飛行機が地面にどれだけ近いかを把握できない可能性があります。

飛行機と携帯電話会社が使用する無線周波数スペクトルの部分は異なります。問題は、飛行機の高度計が4.2〜4.4ギガヘルツの範囲を使用しているのに対し、最近販売された(以前は使用されていなかった)ワイヤレスキャリアのCバンドスペクトルは3.7〜3.98ギガヘルツの範囲であるということです。信号間の0.22ギガヘルツの差は、携帯電話の搬送波信号が高度計の信号と間違えられたり破損したりしないことを完全に確信するには十分ではない可能性があります。

トラブルを回避する—今のところ

電気通信業界は、0.22ギガヘルツのギャップで十分であり、干渉はないと主張しています。航空業界はより慎重になっています。リスクが非常に小さい場合でも、飛行機墜落事故の影響は甚大だと思います。

誰が正しいですか?そのような干渉の可能性は非常に低いですが、真実は、そのような干渉が決して起こらないと言うデータがあまりないということです。干渉があるかどうかは、高度計の受信機とその感度によって異なります。私の見解では、そのような漂遊干渉信号が高度計に到達しないことを保証する方法はありません。

無線通信事業者が現在展開しているサービスのようなフルスピード5G信号は、航空機の高度計に干渉する可能性があります。

高度計が漂遊信号をノイズとして登録し、それらをフィルターで除去できる場合、それらは正しく機能することができます。ただし、航空機の高度計のアップグレードはコストのかかる提案であり、誰がそのコストを支払うのかは明確ではありません。

FAAは高度計をテストし、近い将来信頼できる高度計をクリアしています。AT&TとVerizonは、解決策が検討されている間、6か月間最大50の空港の近くに5G送信機と受信機を設置しないことに同意しました。これは短期的には大きな危機を回避しましたが、恒久的な解決策ではありません。

さらに、地方航空会社と地方空港は依然として干渉のリスクにさらされています。

Prasenjit Mitraは、ペンシルバニア州立大学の情報科学技術の教授です。

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