5G อาจทำให้เครื่องบินตกอยู่ในความเสี่ยง วิศวกรไฟฟ้าอธิบายวิธีการ

Feb 02 2022
สเปกตรัม C-band ที่ใช้โดยผู้ให้บริการ 5G นั้นใกล้เคียงกับความถี่ที่ใช้โดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลักที่เครื่องบินต้องพึ่งพาในการลงจอดอย่างปลอดภัย และอาจทำให้สัญญาณไม่ชัดเจน
FAA แสดงความกังวลว่าบริการโทรศัพท์มือถือ 5G ความเร็วสูงรูปแบบใหม่ใกล้สนามบินอาจรบกวนการทำงานของเครื่องบิน Bernal Saborio / Flickr, CC BY-SA

บริการ โทรศัพท์เคลื่อนที่ความเร็วสูงใหม่ทำให้เกิดความกังวลเรื่องการแทรกแซงการทำงานของเครื่องบิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเครื่องบินกำลังลงจอดที่สนามบิน สำนักงานบริหารการบินแห่งสหพันธรัฐ (FAA) รับรองชาวอเมริกันว่าเครื่องบินพาณิชย์ส่วนใหญ่ปลอดภัยและ AT&T และ Verizon ตกลงที่จะระงับการติดตั้งเสาอากาศโทรศัพท์มือถือใหม่ใกล้สนามบินเป็นเวลาหกเดือน แต่ปัญหายังไม่ได้รับการแก้ไขทั้งหมด

ความกังวลเริ่มต้นขึ้นเมื่อรัฐบาลสหรัฐฯประมูลคลื่นความถี่ C-bandบางส่วนให้กับผู้ให้บริการเครือข่ายไร้สายในปี 2564 ด้วยมูลค่า 81 พันล้านดอลลาร์ ผู้ให้บริการใช้คลื่นความถี่ C-band เพื่อให้บริการ 5Gที่ความเร็วเต็มพิกัด 10 เท่าของความเร็วเครือข่าย 4G

สเปกตรัม C-band นั้นใกล้เคียงกับความถี่ที่ใช้โดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลักที่เครื่องบินต้องพึ่งพาในการลงจอดอย่างปลอดภัย นี่คือสาเหตุที่อาจเป็นปัญหาได้

รักษาระเบียบบนสเปกตรัม

สัญญาณไร้สายถูกส่งโดยคลื่นวิทยุ สเปกตรัมวิทยุมีตั้งแต่ 3 เฮิรตซ์ถึง 3,000 กิกะเฮิรตซ์ และเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนของคลื่นความถี่วิทยุที่นำสัญญาณจากโทรศัพท์และอุปกรณ์ไร้สายอื่นๆ ของคุณคือ20 กิโลเฮิรตซ์ ถึง 300 กิกะเฮิรตซ์

หากสัญญาณไร้สายสองสัญญาณในบริเวณเดียวกันใช้ความถี่เดียวกัน คุณจะได้รับสัญญาณรบกวนที่ไม่ชัดเจน คุณได้ยินสิ่งนี้เมื่อคุณอยู่ตรงกลางระหว่างสถานีวิทยุสองสถานีโดยใช้คลื่นความถี่เดียวกันหรือใกล้เคียงกันเพื่อส่งข้อมูล สัญญาณจะเพี้ยนและบางครั้งคุณได้ยินสถานีหนึ่ง อีกสถานีหนึ่ง ทุกสถานีมีสัญญาณรบกวนที่ดีต่อสุขภาพ

ดังนั้น ในสหรัฐอเมริกา การใช้คลื่นความถี่เหล่านี้จึงถูกควบคุมอย่างเข้มงวดโดย Federal Communications Commission เพื่อให้แน่ใจว่าสถานีวิทยุ ผู้ให้บริการไร้สาย และองค์กรอื่นๆ ได้รับมอบหมาย "เลน" หรือสเปกตรัมความถี่เพื่อใช้อย่างเป็นระเบียบ

คลื่นวิทยุกระหน่ำจากพื้น

เครื่องบินสมัยใหม่ใช้เครื่องวัดระยะสูง ซึ่งคำนวณเวลาที่ใช้สำหรับสัญญาณที่จะเด้งกลับจากพื้นเพื่อกำหนดระดับความสูงของเครื่องบิน เครื่องวัดระยะสูงเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของระบบลงจอดอัตโนมัติซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ทัศนวิสัยต่ำ

เครื่องวัดระยะสูงแบบคลื่นวิทยุในเครื่องบินทางด้านขวา จะบอกนักบินว่าเครื่องบินอยู่ห่างจากพื้นดินแค่ไหน

ดังนั้น หากเครื่องวัดระยะสูงตีความสัญญาณจากตัวพาสัญญาณไร้สายเป็นสัญญาณสะท้อนกลับจากพื้นดิน มันอาจจะคิดว่าพื้นดินอยู่ใกล้กว่าที่เป็นอยู่ และพยายามลดเกียร์ลงก่อนเวลาอันควร และทำการซ้อมรบอื่นๆ ที่จำเป็นในการลงจอด อากาศยาน. หากการรบกวนกับสัญญาณพาหะไร้สายสร้างความเสียหายและทำให้สัญญาณวิทยุของเครื่องวัดระยะสูงผิดปกติ เครื่องวัดระยะสูงอาจไม่รู้จักสัญญาณที่สะท้อนกลับ ดังนั้นจึงไม่สามารถทราบได้ว่าระนาบอยู่ใกล้กับพื้นแค่ไหน

ส่วนของสเปกตรัมความถี่วิทยุที่ใช้โดยเครื่องบินและผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือนั้นแตกต่างกัน ปัญหาคือเครื่องวัดระยะสูงของเครื่องบินใช้ช่วงคลื่นความถี่ 4.2 ถึง 4.4 กิกะเฮิร์ตซ์ ในขณะที่คลื่นความถี่ C-band ที่เพิ่งขายไปและยังไม่ได้ใช้งานก่อนหน้านี้สำหรับผู้ให้บริการระบบไร้สายอยู่ในช่วง 3.7 ถึง 3.98 กิกะเฮิรตซ์ ปรากฎว่าความแตกต่าง 0.22 กิกะเฮิร์ตซ์ระหว่างสัญญาณอาจไม่เพียงพอที่จะทำให้แน่ใจว่าสัญญาณของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือจะไม่ถูกเข้าใจผิดหรือทำให้สัญญาณของเครื่องวัดระยะสูงเสียหาย

การบังคับทิศทางของปัญหา — สำหรับตอนนี้

อุตสาหกรรมโทรคมนาคมได้โต้แย้งว่าช่องว่าง 0.22 กิกะเฮิรตซ์เพียงพอและจะไม่มีการรบกวน อุตสาหกรรมการบินระมัดระวังมากขึ้น แม้ว่าความเสี่ยงจะน้อยมาก แต่ฉันเชื่อว่าผลที่ตามมาจากเครื่องบินตกนั้นยิ่งใหญ่มาก

ใครถูกต้อง? โอกาสของการแทรกแซงดังกล่าวมีน้อยมาก แต่ความจริงก็คือมีข้อมูลไม่มากที่จะกล่าวว่าการรบกวนดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น จะมีการแทรกแซงหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับตัวรับในเครื่องวัดระยะสูงและความอ่อนไหว ในความเห็นของฉัน ไม่มีทางแน่ใจได้ว่าสัญญาณรบกวนที่หลงทางดังกล่าวจะไม่มีวันไปถึงเครื่องวัดระยะสูง

สัญญาณ 5G ความเร็วสูงเช่นเดียวกับในบริการที่ผู้ให้บริการไร้สายกำลังเปิดตัวอาจรบกวนเครื่องวัดระยะสูงของเครื่องบิน

หากเครื่องวัดระยะสูงสามารถบันทึกสัญญาณรบกวนเป็นสัญญาณรบกวนและกรองสัญญาณเหล่านั้นออก แสดงว่าสัญญาณดังกล่าวสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง การอัพเกรดเครื่องวัดระยะสูง ของเครื่องบิน เป็นเรื่องที่มีค่าใช้จ่ายสูงอย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าใครจะเป็นผู้จ่ายค่าใช้จ่าย

FAA ได้ทำการทดสอบเครื่องวัดระยะสูงและการวัดระยะที่สามารถเชื่อถือได้ในอนาคตอันใกล้นี้ AT&T และ Verizon ตกลงที่จะไม่วางเครื่องส่งและเครื่องรับ 5G ใกล้สนามบินที่ใหญ่ที่สุด 50 แห่งเป็นเวลาหกเดือนในขณะที่กำลังดำเนินการแก้ไข การดำเนินการนี้ได้ช่วยขจัดวิกฤตครั้งใหญ่ในระยะเวลาอันใกล้นี้ แต่ก็ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ถาวร

นอกจากนี้ สายการบินในภูมิภาคและสนามบินในชนบทยังคงมีความเสี่ยงที่จะถูกรบกวน

ประเสนจิต มิตราเป็นศาสตราจารย์ด้านสารสนเทศศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งมหาวิทยาลัยเพนน์สเตท

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับได้ที่นี่