5G 网络会干扰飞机系统,是真的咩?

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01-26 18:18

最近「5G 干扰风波」在大洋彼岸的美国,闹得沸沸扬扬。到我们截稿为止,美国电信运营商和美国联邦航空局 (FAA) 的拉扯仍未结束,这件事情的最终走向充满了未知数,但我们可以厘清的是:特定频段的 5G 网络会对飞机上的无线电高度计造成干扰,但未造成大范围,对国内航空业的影响更是微乎其微。

正因如此,这次风波在东西方有着截然不同讨论度,但科学还是得严肃对待,为什么 FAA 会说电信运营商在机场附近铺设 5G 基站会对航空安全造成影响呢?

此次 5G 风波前因后果

早在 2020 年,FAA 就向联邦政府和美国联邦通信委员会 (FCC) 提出担忧,担心即将被拍卖的 C 波段 5G 网络会对飞机无线电高度计造成干扰,这次被拍卖的 C 波频段网络的频率为 3.7-3.98 GHz,与机场无线电高度计所使用 4.2-4.4GHz 频率过于接近,在极端情况下可能导致信号干扰,对飞机近地降落造成影响。

▲ 图片来源:PCMAG

飞机安全无小事,FAA 与航空无线电技术委员会 (RTCA) 发起了一次联合审查,他们组建了一个 5G 特别小组进行了为期 6 个月的审查,其中包括对无线电高度计的性能进行定量评估、开发干扰模型和假设以预测在广泛的运行情况下收到的干扰水平。

通过全面评估,结论是 3.7-3.98GHz 频段的 5G 电信系统将对所有类型的民用飞机的无线电高度计造成有害干扰,这包括商用运输飞机、公务机、通用航空飞机、运输和通用航空直升机。

这种风险是广泛存在,并有可能对美国的航空作业产生广泛的影响,包括在没有适当的缓解措施的情况下,有可能发生灾难性的故障。

民航飞机目前大多采用两种高度计对飞行高度进行判断:高空中使用气压高度计,起飞降落时则依靠无线电高度计进行测高。

后者原理与雷达相近,所以也可称为雷达高度计。飞机向地面发射无线电波,电波反射后重新被飞机接收,通过测量电波来回所用的时间来测算飞机的高度。这种高度计仅在飞机距地面 750 米以内工作,所以一般在飞机进近(下降时对准跑道飞行的过程)和着陆阶段使用。

▲ 图片来源:每日邮报

所以 FAA 担忧的是,雷达高度计受到 C 波信号干扰,导致飞行员不能准确读数,影响高度判断。

在低能见度天气下,飞行员没办法用肉眼观察地面障碍物和离地距离,无线电高度计就相当于飞行员的眼睛,如果这副「眼睛」看不清,则会威胁到整个机组和乘客的安全。

由于这些都是基于预测模型作出的假设,所以 FCC 和美国两大电信运营商 AT&T 和 Verizon 对此审查报告了提出质疑,认为这对现实世界没有参考价值。

这就跟在飞机上不能使用手机一样,理论上存在潜在风险,但未在现实中被佐证,更像是预防措施。

然而 FAA 还是发布了适航指令,要求飞行环境存在 C 波 5G 网络时,飞行员禁止进行一些需要依赖无线电高度计的驾驶操作,包括自动降落等。

为什么其他国家没有遇到类似的风波

目前欧洲和亚洲近 40 个国家的运营商均在使用 C 波段 5G 网络,从未报告过无线电高度计因此受影响。

欧洲航空安全局 2021 年 12 月 17 日发表声明说,所谓「5G 频段干扰」的争议仅限于美国航空界,

目前阶段,欧洲未曾发现任何不安全的干扰风险。

在欧盟,5G 网络运行的频率低于美国运营商计划使用的频率,从而降低了机场周边地域被干扰的风险。

除了美国,法国、加拿大、日本等国家的航空监管当局也针对 5G 网络出台了相对温和的限制措施。

首先,加拿大和日本对机场附近的 5G 基站频率作出限制,至于法国的做法则比较灵活。

2021 年 2 月,法国民航局警告称,在飞机上使用 5G 设备可能会干扰机上电子设备,导致高度读数错误,并建议在飞行过程中关闭 5G 设备或将其设置为飞行模式,后来法国民航局规定在机场周围设立「缓冲区」限制 5G 信号,且天线必须向下倾斜以防止潜在的干扰。

虽然这会降低 5G 信号辐射的能力,不过也是多方衡量之后所做的妥协之策。

此次风波将如何结束?

美国运营商对此极力反抗,更多是因为他们花了数百亿元拍下 3.7-3.98GHz C 波段的 5G 网络牌照,如果因此放弃,意味着这些钱都打了水漂,而且不利于 5G 网络在美国本土的推广。

为什么 C 波段 5G 网络对 AT&T 和 Verizon 那么重要呢?因为他们需要覆盖面积更广的 5G 网络辐射技术,无线电信号频率越高,能量越大,但辐射范围也越窄。

这次处于舆论风暴中心的 C 波段网络,属于中频波段(Mid-Band,通常将 1GHz-6GHz 的频段成为中频)。这一波段的速度,距离 5G 的理论峰值速度有较大距离,甚至可以说只比 4G 网络快一点,但它兼具覆盖能力和带宽能力,对于国土面积庞大、地广人稀的美国而言,实用性更强。

为什么我们在这次争论事件的相关报告中没有看到三大运营商之一 T-Mobile 的身影呢?因为他们目前没有针对 C 波波段网络的部署。

他们选择 3.45-3.55GHz 频段以满足对中频波段的覆盖,这一频段距离无线电高度计的工作频率有一段较大的安全缓冲区,所以 T-Mobile 得以在此次风波中独善其身。

我国主流的 5G 网络频段有 n41、n78、n79,都是中频波段,但与高度计的工作频率没有交集,也不受影响。

当然,这不代表我们可以在飞机上毫无顾虑地使用手机,无论是 5G 或者 4G 都不行,乘坐飞机时,还需遵守民航法典规定,在起飞、降落时关闭手机或打开飞行模式

这次争议能否早日结束,全看事件双方是否愿意各退一步。

对于运营商而言,他们可以采取与法国相似的举措:围绕机场和进近空域设立 2 公里缓冲地带,尽量减少 5G 信号对飞机的干扰。

对于 FAA 而言,他们一边呼吁运营商推迟 5G 铺设计划,一边排查机上配备不受 C 波干扰,更先进高度计的飞机,并恢复这部分航班的飞行计划。

截至 1 月 20 日,FAA 已经允许 90% 的美国商业机队在部署了 C 波频段的机场进行低能见度着陆,其中包括波音 737、747、787、空客 319、320、330、380 等机型,希望这事最终能迎来各方都满意的结局吧。

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