25 января 2022 года.
Новые высокоскоростные услуги сотовой связи вызвали опасения, что они могут помешать работе самолетов, особенно во время посадки в аэропортах. Федеральное управление гражданской авиации заверило американцев, что большинство коммерческих самолетов безопасны, а компании AT&T и Verizon согласились воздержаться от установки своих новых антенн вблизи аэропортов в течение шести месяцев. Но проблема не была полностью решена.
Беспокойство началось после того, как в 2021 году правительство США продало часть спектра С-диапазона операторам беспроводной связи на аукционе за 81 миллиард долларов. Операторы используют спектр C-диапазона для предоставления услуг 5G на полной скорости, в 10 раз превышающей скорость сетей 4G.
Спектр C-диапазона близок к частотам, используемым ключевой электроникой, на которую полагаются самолеты для безопасной посадки. Вот почему это может стать проблемой.
Обеспечение порядка в спектре
Беспроводные сигналы передаются с помощью радиоволн. Радиочастотный диапазон составляет от 3 герц до 3 000 гигагерц и является частью электромагнитного спектра. Часть радиоспектра, в которой передаются сигналы от вашего телефона и других беспроводных устройств, составляет от 20 килогерц до 300 гигагерц.
Если два беспроводных сигнала в одной и той же области используют одну и ту же частоту, вы получаете искаженный шум. Вы слышите это, когда находитесь между двумя радиостанциями, использующими для передачи информации одинаковые или похожие частотные диапазоны. Сигналы путаются, и иногда вы слышите одну станцию, а иногда другую, и все это смешивается со здоровой порцией шума.
Поэтому в США использование этих частотных диапазонов жестко регулируется Федеральной комиссией по связи, чтобы радиостанции, операторы беспроводной связи и другие организации получали «полосы», или частотные спектры, для упорядоченного использования.
Отражение радиоволн от земли
В современных самолетах используются высотомеры, которые рассчитывают время, необходимое для отражения сигнала от земли, чтобы определить высоту полета самолета. Эти высотомеры являются важной частью систем автоматической посадки, которые особенно полезны в условиях плохой видимости.
Так, если высотомер интерпретирует сигнал от оператора беспроводной связи как отраженный сигнал от земли, он может подумать, что земля ближе, чем есть на самом деле, и преждевременно попытаться опустить шасси и выполнить другие маневры, необходимые для посадки самолета. Если помехи в сигналах беспроводных операторов искажают и искажают радиосигналы высотомера, высотомер может не распознать отраженный сигнал и, таким образом, не сможет определить, насколько близко к земле находится самолет.
Участки радиочастотного спектра, используемые самолетами и операторами сотовой связи, отличаются. Проблема в том, что самолетные высотомеры используют диапазон от 4,2 до 4,4 гигагерц, а недавно проданный — и ранее не использовавшийся — спектр С-диапазона для операторов беспроводной связи — от 3,7 до 3,98 гигагерц. Оказывается, разницы в 0,22 гигагерца между сигналами может быть недостаточно, чтобы быть абсолютно уверенным в том, что сигнал оператора сотовой связи не будет принят за сигнал высотомера и не испортит его.
Пока избегаем неприятностей
Телекоммуникационная промышленность утверждает, что разрыв в 0,22 гигагерца достаточен и помех не будет. Авиационная отрасль была более осторожна. Даже если риск очень мал, я считаю, что последствия авиакатастрофы огромны.
Кто прав? Вероятность возникновения таких помех очень мала, но на самом деле нет достаточных данных, чтобы утверждать, что таких помех никогда не будет. Будут ли помехи, зависит от приемников в высотомерах и их чувствительности. На мой взгляд, не существует способа гарантировать, что такие паразитные мешающие сигналы никогда не достигнут высотомеров.
Если высотомеры могут регистрировать паразитные сигналы как шум и отфильтровывать их, то они могут работать правильно. Однако модернизация авиационных высотомеров — дело дорогостоящее, и неясно, кто будет оплачивать эти расходы.
FAA проводит испытания высотомеров и определяет те, на которые можно будет положиться в ближайшем будущем. Компании AT&T и Verizon договорились не устанавливать передатчики и приемники 5G вблизи 50 крупнейших аэропортов в течение шести месяцев, пока будет разрабатываться решение. Это позволило избежать серьезного кризиса в ближайшей перспективе, но это не постоянное решение.
Более того, региональные авиакомпании и сельские аэропорты по-прежнему подвержены риску помех.
Автор — Прасенджит Митра, профессор факультета информационных наук и технологий Университета штата Пенсильвания.
