5G có thể khiến máy bay gặp rủi ro. Một kỹ sư điện giải thích như thế nào

Feb 02 2022
Phổ băng tần C được các nhà mạng 5G sử dụng gần với tần số được sử dụng bởi các thiết bị điện tử quan trọng mà máy bay dựa vào để hạ cánh an toàn và có thể cắt xén tín hiệu.
FAA đưa ra lo ngại rằng các dịch vụ điện thoại di động 5G tốc độ đầy đủ mới gần các sân bay có thể gây trở ngại cho hoạt động của máy bay. Bernal Saborio / Flickr, CC BY-SA

Các dịch vụ điện thoại di động tốc độ cao mới đã làm dấy lên lo ngại về việc can thiệp vào hoạt động của máy bay, đặc biệt là khi máy bay đang hạ cánh xuống các sân bay. Cục Hàng không Liên bang (FAA) đã đảm bảo với người Mỹ rằng hầu hết các máy bay thương mại đều an toàn , AT&T và Verizon đã đồng ý ngừng lắp đặt ăng-ten điện thoại di động mới của họ gần các sân bay trong sáu tháng. Nhưng vấn đề vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn.

Mối quan tâm bắt đầu khi chính phủ Hoa Kỳ bán đấu giá một phần của dải tần C cho các nhà cung cấp dịch vụ không dây vào năm 2021 với giá 81 tỷ USD. Các nhà mạng đang sử dụng phổ tần C-band để cung cấp dịch vụ 5G với tốc độ tối đa, gấp 10 lần tốc độ của mạng 4G .

Phổ dải C gần với các tần số được sử dụng bởi các thiết bị điện tử quan trọng mà máy bay dựa vào để hạ cánh an toàn. Đây là lý do tại sao đó có thể là một vấn đề.

Giữ trật tự trên Spectrum

Tín hiệu không dây được truyền bằng sóng vô tuyến. Phổ vô tuyến nằm trong khoảng từ 3 hertz đến 3.000 gigahertz và là một phần của phổ điện từ. Phần phổ vô tuyến truyền tín hiệu từ điện thoại của bạn và các thiết bị không dây khác là 20 kilohertz đến 300 gigahertz .

Nếu hai tín hiệu không dây trong cùng một khu vực sử dụng cùng một tần số, bạn sẽ bị nhiễu. Bạn nghe thấy điều này khi bạn đang ở giữa hai đài phát thanh sử dụng các dải tần số giống nhau hoặc tương tự để gửi thông tin của họ. Các tín hiệu bị cắt xén và đôi khi bạn nghe thấy đài này, lúc này ở đài kia, tất cả trộn lẫn với một lượng tiếng ồn lành mạnh.

Do đó, ở Mỹ, việc sử dụng các dải tần này được quy định chặt chẽ bởi Ủy ban Truyền thông Liên bang để đảm bảo rằng các đài phát thanh, nhà cung cấp dịch vụ không dây và các tổ chức khác được chỉ định "làn đường", hoặc phổ tần số, để sử dụng một cách có trật tự.

Sóng vô tuyến nảy sóng ngoài mặt đất

Máy bay hiện đại sử dụng máy đo độ cao, tính toán thời gian cần thiết để tín hiệu phản hồi từ mặt đất để xác định độ cao của máy bay. Những máy đo độ cao này là một phần quan trọng của hệ thống hạ cánh tự động, đặc biệt hữu ích trong những trường hợp có tầm nhìn thấp.

Máy đo độ cao vô tuyến trên máy bay, ở bên phải, cho phi công biết máy bay cách mặt đất bao xa.

Vì vậy, nếu một máy đo độ cao diễn giải một tín hiệu từ một sóng mang không dây là tín hiệu hồi phục từ mặt đất, nó có thể nghĩ rằng mặt đất gần hơn nó và sớm cố gắng hạ thiết bị hạ cánh và thực hiện các thao tác khác cần thiết để hạ cánh phi cơ. Nếu nhiễu tín hiệu sóng mang không dây làm hỏng và cắt tín hiệu vô tuyến của máy đo độ cao, máy đo độ cao có thể không nhận ra tín hiệu dội lại và do đó không thể tìm ra máy bay đang ở gần mặt đất đến mức nào.

Các phần của phổ tần số vô tuyến được sử dụng bởi máy bay và các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại di động là khác nhau. Vấn đề là máy đo độ cao trên máy bay sử dụng dải tần 4,2 đến 4,4 gigahertz, trong khi phổ dải C được bán gần đây - và trước đó không được sử dụng - cho các nhà cung cấp dịch vụ không dây nằm trong khoảng từ 3,7 đến 3,98 gigahertz. Hóa ra chênh lệch 0,22 gigahertz giữa các tín hiệu có thể không đủ để chắc chắn rằng tín hiệu của nhà cung cấp dịch vụ di động sẽ không bị nhầm lẫn hoặc làm hỏng tín hiệu của máy đo độ cao.

Chỉ đạo Xóa Rắc rối - Hiện tại

Ngành công nghiệp viễn thông đã lập luận rằng khoảng cách 0,22 gigahertz là đủ và sẽ không có nhiễu . Ngành hàng không đã thận trọng hơn . Ngay cả khi rủi ro là rất nhỏ, tôi tin rằng hậu quả của một vụ tai nạn máy bay là rất lớn.

Ai đúng? Cơ hội gây ra sự can thiệp như vậy là rất nhỏ, nhưng sự thật là không có nhiều dữ liệu để nói rằng sự can thiệp như vậy sẽ không bao giờ xảy ra. Việc có bị nhiễu hay không phụ thuộc vào máy thu trong máy đo độ cao và độ nhạy của chúng. Theo quan điểm của tôi, không có cách nào để đảm bảo rằng các tín hiệu nhiễu lạc như vậy sẽ không bao giờ đến được máy đo độ cao.

Các tín hiệu 5G tốc độ đầy đủ như trong các dịch vụ mà các nhà cung cấp dịch vụ không dây hiện đang triển khai có thể gây nhiễu cho máy đo độ cao của máy bay.

Nếu máy đo độ cao có thể ghi lại các tín hiệu lạc dưới dạng nhiễu và lọc chúng ra, thì chúng có thể hoạt động chính xác. Tuy nhiên, nâng cấp máy đo độ cao máy bay là một đề xuất tốn kém và không rõ ai sẽ trả chi phí.

FAA đã và đang thử nghiệm máy đo độ cao và loại bỏ những máy đo độ cao có thể được tin cậy trong tương lai gần. AT&T và Verizon đã đồng ý không đặt thiết bị phát và thu 5G gần 50 sân bay lớn nhất trong sáu tháng trong khi một giải pháp đang được tìm ra. Điều này đã ngăn chặn một cuộc khủng hoảng lớn trong thời gian tới, nhưng nó không phải là một giải pháp lâu dài.

Hơn nữa, các hãng hàng không trong khu vực và các sân bay nông thôn vẫn có nguy cơ bị can thiệp .

Prasenjit Mitra là giáo sư khoa học thông tin và công nghệ tại Đại học bang Penn.

Bài viết này được xuất bản lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây.