5G sidetehnoloogia ja selle kasutuselevõtmine ei ole praegu enam teema, mis ületaks uudiskünnist – linnades on kiire 5G ühendus juba paljudele kättesaadav. Eesti Lennuakadeemia CNS projektijuht ja seiresüsteemide õppejõud Viljar Vooremäe selgitab artiklis, kas 5G võib mõjutada õhusõidukeid ja õhuliiklust.
Mis on 5G?
5G on viienda generatsiooni mobiilsidetehnoloogia. See on edasiarendus eelmistest sidetehnoloogiatest. Uusim generatsioon võimaldab luua kiiremaid ühendusi, vahendada rohkem infot ning tagada väga väike latentsus ehk viiteaeg. 5G võrk on eelkõige vajalik seadmetele, mis üha kasvava andmemahu edastamiseks vajavad usaldusväärset ja kiiret internetti.
5G-sidetehnoloogia baseerub elektromagnetlainete kasutamisel, millest planeeritakse ülemaailmselt kasutada sagedusvahemikke 410 MHz kuni 7,125 GHz ning 24,25 GHz kuni 52,6 GHz. Oluline on teada, et 5G puhul tähistab nimetuses täht “G” generatsiooni ja sel pole mingit seost gigahertsidega ehk sagedusega.
Elektromagnetlainete spekter on piiratud ressurss. Lihtsustatult öeldes tähendab see, et samale raadiosagedusele ei ole võimalik asetada erinevaid teenuseid, kuna need võivad seal teineteist segada.
Kas 5G võib mõjutada õhusõidukeid?
2020. aastal avaldas RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics) Ameerikas raporti, mille tulemustest selgus, et on olemas risk inteferentsi tekkeks tsiviillennunduses kasutatava raadioaltimeetri ning 5G-sidetehnoloogia vahel, mida edastatakse sagedusel 3,7–3,98 GHz.
Raportis leiti, et nimetatud sagedustel töötavad 5G süsteemid häirivad kõiki tsiviilõhusõidukeid, mis kasutavad radaraltimeetreid, ja ilma ohtu maandavate meetmeteta võivad 5G tugijaama tekitatud häiringud põhjustada isegi surmaga lõppevaid lennuõnnetusi. Seejuures ei tööta raadioaltimeetrid täpselt samal sagedusel, vaid töötavad vahemikus 4,2–4,4 GHz. Kuid 5G süsteemidel võib esineda ka kõrvalkiirgust, mis kattub raadioaltimeetrite sagedustega.
Altimeeter ehk kõrgusmõõtur on õhusõidukis paiknevatest seadmetest üks olulisemaid, sest see annab lennumeeskonnale ning pardaarvutitele infot õhusõiduki kõrguse kohta.
Enamikes õhusõidukites on kasutusel peamiselt kaht tüüpi altimeetrid: baromeetriline kõrgusmõõtur, mis määrab õhusõiduki kõrguse õhurõhu mõõtmise teel, ning raadioaltimeeter, mis mõõdab lennuki kõrgust maapinnast.
Raadioaltimeeter on väikese võimsusega radartehnoloogial põhinev süsteem töösagedusvahemikuga 4,2–4,4 GHz. Võrreldes teiste kõrgusmõõturitega on see kõige täpsem kõrgust mõõtev seade, tüüpilise mõõteveaga ±30 cm, mida kasutatakse tsiviillennunduses peamiselt madalatel kõrgustel.
Raadioaltimeeter on õhusõiduki kõhu all ning kiirgab maapinna suunas, et selle suhtes õhusõiduki kõrgust määrata. Raadioaltimeetri peamine eesmärk on tagada piisavalt turvaline kõrgusvahe õhusõiduki ja maapinna vahel. Seda eriti mägistes piirkondades ja maandumisel halva nähtavuse korral.
Võimalikud ohud 5G ja raadioaltimeetri koostoimimisel
Kuna raadioaltimeeter asub õhusõiduki kõhu all, seda kasutatakse maapinna lähedal ning selle töösagedus on lähedal 5G sagedustele, siis on süsteem potentsiaalselt mõjutatud 5G süsteemide toimimisest.
Mobiilside tugijaamad on reeglina suunatud maapinna poole ning probleeme pole, kui õhusõiduk on trassil näiteks 10 km kõrgusel. Oht võib tekkida juhul, kui 5G tugijaamad on lennujaama vahetus läheduses, õhusõiduki maandumiskoridori juures. Nii võib neist tulenev kiirgus sattuda raadioaltimeetri vastuvõtjasse ning tekitada erinevaid probleeme.
5G süsteemidest tulenev kiirgus võib raadioaltimeetris põhjustada vale kõrgusnäidu või olukorra, kus altimeeter ei suuda kõrgust kuvada. Lennunduses on eriti suur probleem just valeinfo. Kui kõrgust ei kuvata, siis teab piloot olukorraga arvestada ning võtab kasutusele muud meetmed ohutuse tagamiseks. Kui aga raadioaltimeeter arvab, et ta töötab korrektselt ning kuvab piloodile tegelikust kõrgusest suuremat näitu, siis nii piloot kui automaatjuhtimissüsteemid usaldavad seda infot ning tagajärjed võivad olla fataalsed.
Mida on maailmas riskide maandamiseks ette võetud?
Eelnevalt mainitud RTCA raport andis sisendi Prantsusmaa lennuametile DGAC teema süvitsi uurimiseks. Infot koguti nii riigi telekommunikatsiooniettevõtetelt kui ka antennide ja raadioaltimeetrite tootjatelt ning jõuti järeldusele, et vajalik on võtta kasutusele riski maandavad meetmed.
2020. aastal kehtestati Prantsusmaal mitu esialgset piirangut 5G süsteemide ja raadioaltimeetrite omavahelise interferentsi tekkimise vältimiseks.
- Tugijaamad peavad eranditult olema suunatud allapoole.
- Sideoperaatorid peavad rakendama meetmeid, et minimeerida antennide poolt tekitatud soovimatut kiirgust.
- Kasutusse võeti teatud kaitsetsoonid lennujaamade läheduses, kuhu ei tohi 5G jaamadega kiirata.
Kuna USAs edastatakse 5G sidet veidi teistsuguste parameetritega, siis Prantsusmaa kõike RTCA raportis kajastatut arvesse ei võtnud. Prantsusmaa lennuamet kutsus aga üles teemat ka mujal maailmas uurima ja võimalikku mõju hindama.
Kuidas on olukord Eestis?
Eestis pole praegu telekommunikatsiooniettevõtetele lennujaama lähistele 5G tugijaamade paigaldamiseks piiranguid ette nähtud. 5G-sidetehnoloogia võimalikku mõju lennukite raadioaltimeetrite tööle Tallinna lennuvälja lähedal uuris aga oma lõputöös Eesti Lennuakadeemia tudeng Patrik Sebastian Unt.
Töö käigus simuleeriti telekommunikatsiooniettevõtetelt saadud info põhjal kavandatavate 5G tugijaamade kohta teoreetilist olukorda, kus 5G jaam kiirgab otse raadioaltimeetri vastuvõtjasse. Viidi läbi ka füüsilised mõõtmised spektrianalüsaatoriga. Saadud tulemuste põhjal analüüsiti 5G-sidetehnoloogia mõju lennukite raadioaltimeetrite tööle. Analüüsi tulemusel ei tuvastatud olukorda, kus raadioaltimeetri vastuvõtja sisendis võiks kõrvalkiirguse tase ületada seadme tundlikkuse läve ehk seda segada.
Lõputöös vaadeldi näitena ühte altimeetri tüüpi ning seetõttu ei saa hinnangut laiendada kõikidele tüüpidele ega pidada seda ammendavaks. Järelduste põhjal võib anda eelhinnangu, et suure tõenäosusega Tallinna lennuväljale idast lähenevate õhusõidukite raadioaltimeetrite tööd kavandatav 5G tugivõrgustik ei häiri.
Teema on lennuohutuse ja 5G sidevõrgu arenemise seisukohast aktuaalne ja võimalike mõjude uurimisega tegeletakse erinevates asutustes üle maailma.
Eesti Lennuakadeemia tudengi lõputöö on hea alus edasiarendusteks, et uurida ka teist tüüpi raadioaltimeetrite töötamist koos 5G süsteemidega. Põhjalikumad uuringud võiksid hõlmata ka mõõtmisi reaalsete testlendude abil, kui 5G tugivõrgustik Tallinna lennujaama lähistel on valminud. Testlennud ja mõõtmised annaksid kindluse, et 5G võrgu areng ei tuleks lennuohutuse arvelt.
Artikkel on valminud Lennuakadeemia tudengi Patrik Sebastian Undi lõputöö “5G-
sidetehnoloogia mõju lennukite raadioaltimeetrite tööle Tallinna lennuvälja lennuraja 26
instrumentaallähenemissektori näitel” põhjal.
