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多家美國航空公司聯名上書，為何唯獨美國5G會干擾航空高度計?

點擊：3369  作者：網優雇傭軍    來源：藍血研究 微信號  發布時間:2022-01-27 10:24:03

 

 

美國航空公司：你們5G信號干擾了我們的航空高度計。

 

美國運營商：兄弟，200多MHz保護帶寬呢，怎么會呢！

 

美國航空公司：航空高度計的接收靈敏度要求極高，老舊設備可能會受到干擾...

 

美國運營商：我們的通信設備都是嚴格按照指標要求設計的，不存在干擾。

 

美國航空公司：嗯…很難說…

 

美國運營商：那我暫時不在機場附近建5G基站，先一起做理論分析和檢測，總可以了吧？

 

美國航空公司：因擔心5G干擾，已有多家航空公司取消部分飛往美國的航班了！

 

美國運營商：我...

 

近日，美國電信業與航空業之間關于“5G信號或影響飛行安全”的內訌越演越烈。1月17日，多家美國航空公司聯名上書，以“5G可能威脅航空安全”的理由，要求推遲在機場部署5G網絡。1月18日，來自美國之外的多家國際航空公司受此消息影響，取消了當日40%以上飛往美國的航班。在此壓力下，FCC和AT&T等美國運營商，直接宣布推遲開通某些機場周圍的5G網絡服務。1月20日，美國聯邦航空局（FAA）在對其執下波音和空客的多個機型的飛行高度器進行檢測后，公布了16種以上機型航班可以繼續正常執飛，該風波暫時得以平息。但是關于5G與航空安全的討論并未停止。

 

為何在歐洲和亞洲一些機場廣泛應用的5G服務，在美國引起這么大爭議？我們普遍使用的5G網絡服務，到底與航空安全是否存在沖突？本篇將從通信專業技術的角度為大家進行分析。

 

一、從技術分析來看，5G與航空高度計不會存在干擾

 

首先，2G/3G/4G/5G等每一代移動通信技術都工作在專屬的頻段上，而頻段在分配和使用之前， 3GPP作為全球移動通信技術標準規范組織，會通過制定嚴格的頻譜雜散規范，來確保移動通信業務與其他相鄰頻段上的衛星、雷達、業余無線電等服務進行共存。

 

從頻段劃分來看，歐洲、亞太和中東國家一般采用3400~3800MHz進行5G部署，美國5G當前采用3700~3980MHz用于5G部署，日本采用3800~4100MHz用于5G部署。全球飛機敏感儀器如高度計使用的頻段均在4200~4400MHz。

 

 

 

3GPP 38.104協議明確指出，1GHz-12.75GHz頻段的帶外雜散功率不應超過-30dBm(如下圖)。這個指標意味著，所有的國家和運營商在進行5G網絡部署時，必須遵循3GPP指標或者提出更嚴格的指標，即頻譜雜散發射功率要求必須小于或者等于-30dBM/MHz，這也意味著所有經過認證的5G設備，其所采用的濾波器指標都會優于3GPP雜散指標。

 

 

 

關于帶外雜散和濾波器的原理，可以將5G濾波器比做一個燈罩，使信號或者光線盡量聚集在目標輻射范圍，而使帶外（工作頻段之外）的雜散信號急劇走向衰落，避免對其他業務產生影響。

 

 

 

回到在C-band與航空高度計的問題上，我們選取日本的案例來說明。因為日本分配了 3800~4100 MHz頻段來進行5G網絡建設，比美國的頻段更接近航空高度計的工作頻段。為了確保5G網絡服務與航空雷達服務的安全共存，日本總務省制定了詳細的5G部署規范（可以參考 第5世代移動通信システム（5G）の技術的條件 https://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/01kiban14_02000340.html） ：

 

①設定100MHz作為航空高度計的保護頻帶（即4100~4200 MHz 以及 4400~4500 MHz），5G設備帶外雜散要求需符合3GPP規范；

②機場1km以內區域只允許5G小站部署，發射功率不超過 5 dBm/MHz。

 

截至目前，日本已經在該頻段上部署超過9萬5G基站，日本航空業并未報告5G對航空高度計的干擾。

 

鑒于日本的5G工作頻段更接近航空高度計的頻段，且5G已批量部署，那么其5G部署規范和指標，將對我們針對其他區域的5G與航空高度計的干擾分析，具有重要參考意義。

 

日本的5G部署規范，本質上可以解讀為，日本通過在帶外設置100MHz的保護帶以達到3GPP對帶外雜散規范（-30 dBm/MHz）、帶內限制1km以內最高5 dBm/MHz的發射功率，來確保5G網絡與航空安全互不干擾。

 

再來對比看一看中國的情況。中國的5G網絡工作于3400-3600MHz頻段，與航空高度計實際工作的4200-4400MHz存在600MHz的間隔帶寬。同時，3800-4100MHz對于中國的5G網絡部署來說，已經屬于帶外（即3600MHz以外）。這意味著，每一個部署在中國土地上的5G設備，在帶外包括3800-4100MHz區間，其信號強度已經衰減到了3GPP規范中的-30dBm/MHz或更低，這個值遠遠低于日本對3800-4100MHz頻段的功率約束（5dBm/MHz），意味著安全系數要遠高于日本。

 

 

 

除了中國之外，歐洲、亞太和中東等國家的5G 網絡也大部分部署在C-band上，其主要使用的頻段為3400~3800MHz。對于這部分工作在3400~3800MHz 的5G設備來說，都必須遵守3GPP的帶外雜散規范（<-30dBm/MHz）或者更為嚴格的歐盟ECC的帶外雜散規范（<-43dBm/MHz）。因此，凡是已經部署在這些商用網絡的5G設備，在帶外即3800~4100MHz頻段區間上，其信號強度已經衰減到了-30dBm/MHz或 -43dBm/MHz以下，這個值也遠遠低于日本提供的3800-4100MHz帶內頻段的參考值5dBm，部署在 3400~3800MHz上的5G網絡也不會對航空高度計產生干擾。

 

 

 

二，全球使用C-Band部署5G的國家均未發現航空干擾事例

 

從2019年全球第一個5G商用網絡在韓國部署以來，當前全球已經部署了100多個5G C-band商用網絡中，均未發生5G干擾航空安全的事例。同時，來自歐洲、英國的航空機構，以及挪威、芬蘭、科威特、阿聯酋等國家的管制機構也分別發表聲明，稱未發現5G網絡與航空高度計之間干擾的事實。

 

1) 管轄范圍包括歐洲31個經濟體的歐洲航空安全局于2021年12月17日發表聲明說，所謂“5G頻段干擾”的爭議僅限于美國航空界，“目前階段，歐洲未曾發現任何不安全的干擾風險”。2022年1月14日，歐洲、英國航空管理機構聲明，5G未干擾航空安全。

 

2) 挪威、芬蘭管制機構對航空測高頻段與 3400~3800MHz頻段做了相關的干擾測試，證明沒有干擾，并向歐洲頻譜組織CEPT提交了正式報告。芬蘭在報告中指出，在5G部署開始之前幾年，就有航空測高干擾的報告，很明顯干擾不是來自5G。測試中甚至發現，有些航空測高雷達設備沒有任何濾波器，導致其內部產生諧波干擾。

 

3) 在亞洲，2022年1月3日，韓國科學與信息通信技術部表示，由于韓國5G工作頻段為3420~3700MHz，與航空雷達高度計頻段（4200~4400MHz）相距甚遠，目前未發現5G服務對航空雷達高度計造成干擾；1月19日，日本國土交通省接受媒體采訪時表示，日本5G不存在影響航空的風險。

 

4) 2022年1月19日科威特CITRA（通信和信息技術監管機構）及本地運營商官方消息證實，本國移動通信系統頻段與4200~4400MHz之間頻率間隔充足，與航空雷達高度計之間無頻率干擾 。

 

5) 2022年1月20日阿聯酋TRDA（電信和數字政府監管局）聲明這一問題完全與美國相關機場有關，阿聯酋5G網絡與航空導航系統之間并沒有因此中斷或產生干擾。

 

6) 美國通信協會CTIA向FCC提交的材料中指出：全球40多個國家在C-band（3400~3800MHz） 部署了5G商用網絡，但未見任何航空器受其干擾的報道，并且該信息得到了美國聯邦航空管理局FAA證實。

 

總結來看，當前已經部署的主流5G商用網絡，從基于雜散規范的技術分析，以及全球5G商用部署事實來看，并不會對航空安全造成影響。

 

三，為何唯獨美國5G會干擾航空高度計?

 

美國政治新聞網站（politico.com）報道稱，造成這一混亂局面的原因是“政府功能失調”，文中指出，與大多數其他國家不同，美國沒有單一的機構做出頻譜決策。

 

也有美國媒體認為，航空高度計自上個世紀70年代引入到民用飛機上以來，有些設備面臨升級，而航空業不愿意為昂貴的升級成本買單。

 

作者 | 網優雇傭軍

來源 | 藍血研究（lanxueyanjiu)