​5G將干擾天氣預報,造成難以估量的損失?

2019-05-27 12:18:12

有媒體報道,5G網路將會干擾天氣預報,災害性寒潮等極端天氣現象將難以預測,給人類造成巨大損失。這種擔心有必要嗎?

文/記者 趙天宇 圖文編輯 陳永傑

新媒體編輯/陳炫之

近日,美國眾議院一名議員在要求美國聯邦委員會(FCC)推遲下一代5G無線通訊頻譜拍賣,理由是干擾通訊威脅公共安全。例如美國聯邦通訊委員會已經開始將接近23.8GHz(千兆赫,1GHz=1000MHz兆赫=1000000KHz千赫)的頻率拍賣給5G網路供應商。這一頻率正是水蒸氣發出微弱訊號的頻率。

除了23.8GHz的頻段,用於研究雨雪天氣的36-37GHz頻段、測量大氣溫度的50GHz頻段,以及分析雲和冰的86-92GHz頻段都在拍賣行列當中。

​5G將干擾天氣預報,造成難以估量的損失?

據《自然》雜誌報道,這些拍賣的頻段與與氣象衛星監測氣象資訊的頻段接近。這樣一來,當5G網路被大規模普及之時,5G傳輸將干擾氣象資料採集,進而威脅全球天氣預報能力,造成難以估量的生命財產損失。

如今氣象衛星已經成為開展氣象觀測預報的重要工具,並且發揮的作用越來越大,例如我國的風雲四號氣象衛星,就配備有912個光譜探測通道的干涉式大氣垂直探測儀,可在垂直方向上對大氣結構實現高精度定量探測。這種觀測是“自上而下”的,並研究水蒸汽、雨雪、雲量和含冰量等多種可能影響天氣的變數資料。

​5G將干擾天氣預報,造成難以估量的損失?

▲美國頻譜分佈圖(圖片來自網路)

眾所周知,氣象觀測最重要的就是資料,對於氣象預報學來說,缺乏資料就意味著建模失敗,預報的精度和準度都會大大下降。因此有人認為,假如有關部門不採取措施降低頻段干擾的風險,未來5G使用的頻段與氣象衛星監測預報使用的頻段完全相同,屆時一些訊號接收端就會收到兩個相同的訊號,根本無法分辨到底是“天氣預報資料”還是“5G通訊資料。”。這和我們每天無形中所經歷的同頻 / 鄰頻干擾是相同的道理。

上述擔心真的會發生嗎?答案當然是否定的。通訊網路訊號與衛星通訊訊號本身就存在著衝突的可能,杜絕頻率干擾也並非太困難的操作,不少企業以影響天氣預報為幌子,主要目的還是為佔用電磁波頻段資源造勢。

我國氣象衛星頻段與5G相差甚遠

5G是第5代行動通訊的簡稱,與4G、3G、2G的區別,最簡單來說,就是資料傳輸能力和速度的不同。無線通訊依賴的介質是電磁波,它包括電波和光波。電波雖然無形,但並不意味著它可以“到處亂走”,相反頻率是有限定的。

北方工業大學通訊工程學院副教授郭書軍告訴記者,5G頻段可分為低、中、高頻段。頻段大致分佈在450MHz到6GHz,以及24.25GHz到52.6GHz之間。

據瞭解,與美國即將拍賣的5G頻段相比,我國目前使用的頻段還比較低。2018年年底,工信部向發放了5G系統中低頻段試驗頻率使用許可。其中,中國電信和中國聯通獲得3.5GHz頻段試驗頻率使用許可,中國移動獲得的則是2.6GHz和4.9GHz頻段試驗頻率使用許可。

​5G將干擾天氣預報,造成難以估量的損失?

公共氣象服務中心氣象分析師信欣說,但對於我國而言,目前風雲氣象衛星使用的頻段是137GHz和1700GHz,與5G訊號的2.6GHz到4.9GHz相比,差距還比較明顯,相互之間暫時不會產生干擾。但這並不意味著不會與其他衛星通訊訊號衝突,例如中國移動的頻段就可能與北斗衛星的通訊頻段產生衝突,後期必須採取相應的隔離措施。

信欣表示,氣象預報當中的衛星探測原理就是接受不同波長的電磁波,然後再根據電磁波的差異,對雲、地表等進行區分,達到氣象探測或者監測預報的目的。但如果5G的電磁波混入到地表或者雲的電磁波當中,的確有可能產生干擾。

頻率真的“撞車”也能補救

俗話說,兵馬未動糧草先行,儘管全球範圍內的5G時代還沒有真正到來,但關於5G資源的爭奪戰卻已經悄然開始,其中關於“頻段”的劃分就是最為重要的一環。對於而言,確定5G頻率劃分十分重要,越早確定,就越能更好的瞭解組網的成本,進行有針對性的部署。

​5G將干擾天氣預報,造成難以估量的損失?

▲頻譜複用導致臨小區同頻干擾(圖片來自網路)

北京郵電大學網路技術研究院教授、資訊網路中心主任馬嚴表示,“實際情況並沒有外媒報道的那樣嚴重,因為每個國家使用的5G頻率都不一樣。”

其他業內人士也指出,之所以會出現“5G影響天氣預報”的新聞,有可能是西方相關企業利用媒體輿論對政府進行施壓的表現,以影響天氣預報為幌子,主要目的還是為了更多的佔用電磁波頻段資源。

杜絕頻率干擾並不是什麼難事,這與我們平常聽的頻道是一個道理,控制一下合理分配就可以了。

信欣表示,衛星頻段相對都是固定好的,選擇的頻段可以在剩下空著的頻段當中進行,有關部門合理分配就可以了,也就不至於“撞車”了。

退一萬步講,即便頻率真的“撞車”了,也有補救的辦法,“濾波器”和“隔離帶”都是很好的手段;前者安裝在接收終端,可以有效過濾,增加接收端的“定向性”,就會遮蔽掉“雜音”,獲得想要的訊號和其承載的資訊。後者縮減了頻寬,也就保留了相互之間不重疊干擾的安全距離。

5G對天氣預報精度有幫助

實際上,當人們都在討論5G訊號可能對氣象衛星造成干擾時,卻忽視了5G對於氣象資料採集的的幫助。未來5G不僅不會對氣象衛星產生干擾,相反還可能極大的提升預報的準確性——在真正的5G時代,密集分佈的微基站只要搭載一些儀器載荷,就能夠轉變為採集基本氣象要素的自動氣象站。

據報道,目前多地氣象部門與負責搭建通訊基站的鐵塔公司都有密切的合作關係。未來,如果每一個5G微基站都能成為一個自動氣象站,這將極大的豐富城市氣象資料,由於5G網路的快速性,站點間的資料也可以實現高速交換和本地運算,這將極大提升小尺度、局地性天氣現象的監測預報水平,到時候天氣預報的精細化程度和準確率又將有一個很大的提升空間。

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出品:科普中央廚房

監製:北京科技報 | 科學加客戶端

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