Comment le service sans fil 5G met les avions en danger – Un ingénieur électricien explique

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Jetliner Airplane Flying
Avion de ligne à réaction en vol

La FAA a soulevé des inquiétudes quant au fait que les nouveaux services de téléphonie cellulaire 5G à pleine vitesse près des aéroports pourraient interférer avec les opérations des avions.

Les nouveaux services de téléphonie cellulaire à haut débit ont suscité des inquiétudes quant aux interférences avec les opérations aériennes, en particulier lorsque les avions atterrissent dans les aéroports. L’Administration fédérale de l’aviation a assuré aux Américains que la plupart des avions commerciaux sont sûrs.et AT&T et Verizon ont accepté de .de retarder l’installation de leurs nouvelles antennes de téléphonie mobile. près des aéroports pendant six mois. Mais le problème n’est pas entièrement résolu.

Les inquiétudes ont commencé lorsque le gouvernement américain… a mis aux enchères une partie de la spectre de la bande C aux opérateurs de téléphonie mobile en 2021 pour 81 milliards de dollars US. Les opérateurs utilisent le spectre de la bande C pour fournir la 5G service à pleine vitesse, soit 10 fois la vitesse des réseaux 4G.

Le spectre de la bande C est proche des fréquences utilisées par l’électronique clé dont dépendent les avions pour atterrir en toute sécurité. Voici pourquoi cela peut être un problème.

Maintenir l’ordre sur le spectre

Les signaux sans fil sont transportés par des ondes radio. Le spectre radioélectrique s’étend de 3 hertz à 3 000 gigahertz et fait partie du spectre électromagnétique. La partie du spectre radio qui transporte les signaux de votre téléphone et d’autres appareils sans fil est la suivante 20 kilohertz à 300 gigahertz.

Si deux signaux sans fil situés dans la même zone utilisent la même fréquence, vous obtenez des bruits parasites. Vous entendez ce phénomène lorsque vous vous trouvez à mi-chemin entre deux stations de radio qui utilisent les mêmes bandes de fréquences ou des bandes similaires pour envoyer leurs informations. Les signaux sont brouillés et vous entendez parfois une station, parfois l’autre, le tout mélangé à une bonne dose de bruit.

Par conséquent, aux États-Unis, l’utilisation de ces bandes de fréquences est étroitement réglementée par la Commission fédérale des communications afin de garantir que les stations de radio, les entreprises de télécommunications sans fil et d’autres organisations se voient attribuer des “voies”, ou spectres de fréquences, à utiliser de manière ordonnée.

Faire rebondir les ondes radio sur le sol

Les avions modernes utilisent des altimètres, qui calculent le temps que met un signal à rebondir sur le sol pour déterminer l’altitude de l’avion. Ces altimètres sont une partie essentielle des systèmes d’atterrissage automatique qui sont particulièrement utiles en cas de faible visibilité.

Altimètre d'hélicoptère

Le radioaltimètre d’un avion indique au pilote à quelle distance du sol se trouve l’avion.

Ainsi, si un altimètre interprète un signal provenant d’une porteuse sans fil comme le signal rebondi du sol, il peut penser que le sol est plus proche qu’il ne l’est et essayer prématurément de sortir le train d’atterrissage et d’effectuer les autres manœuvres nécessaires pour faire atterrir un avion. Si des interférences avec les signaux de la porteuse sans fil corrompent et brouillent les signaux radio de l’altimètre, ce dernier peut ne pas reconnaître le signal rebondi et donc être incapable de déterminer la proximité du sol de l’avion.

Les portions du spectre des fréquences radio utilisées par les avions et les opérateurs de téléphonie mobile sont différentes. Le problème est que les altimètres d’avion utilisent la plage de 4,2 à 4,4 gigahertz, alors que le spectre de la bande C récemment vendu – et jusqu’alors inutilisé – pour les opérateurs de téléphonie mobile va de 3,7 à 3,98 gigahertz. Il s’avère que la différence de 0,22 gigahertz entre les signaux n’est peut-être pas suffisante pour être absolument sûr que le signal d’un opérateur de téléphonie mobile ne sera pas confondu avec le signal d’un altimètre ou ne le corrompra pas.

Éviter les problèmes – pour l’instant

L’industrie des télécommunications a fait valoir que l’écart de 0,22 gigahertz est suffisant et qu’il est possible d’éviter les problèmes. il n’y aura pas d’interférence. L’industrie du transport aérien a été plus prudent. Même si le risque est très faible, je pense que les conséquences d’un accident d’avion sont énormes.

Antennes de service de téléphonie cellulaire sans fil

Les signaux 5G à pleine vitesse comme ceux des services que les opérateurs de téléphonie mobile déploient actuellement pourraient interférer avec les altimètres des avions.

Qui a raison ? Les chances d’une telle interférence sont très faibles, mais la vérité est qu’il n’y a pas beaucoup de données pour dire que cette interférence ne se produira jamais. L’existence d’interférences dépend des récepteurs des altimètres et de leur sensibilité. A mon avis, il n’y a aucun moyen de garantir que de tels signaux parasites n’atteindront jamais les altimètres.

Si les altimètres peuvent enregistrer les signaux parasites comme du bruit et les filtrer, ils peuvent alors fonctionner correctement. Amélioration des altimètres d’avion est une opération coûteusepropositionCependant, il n’est pas clair qui en paierait le coût.

La FAA a testé les altimètres et les alarmes. de dégager ceux qui peuvent être fiables dans un avenir proche. AT&T et Verizon ont accepté de ne pas installer d’émetteurs et de récepteurs 5G près des 50 plus grands aéroports pendant six mois, le temps de trouver une solution. Cela a permis d’éviter une crise majeure à court terme, mais ce n’est pas une solution permanente.

De plus, les compagnies aériennes régionales et les aéroports ruraux restent à risque d’interférence.

Écrit par Prasenjit Mitra, professeur de sciences et technologies de l’information, Penn State.

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