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美國拍賣5G頻段,影響地球科學數據?
2019-05-30 08:11:14 來源: 科技日報
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美國國家海洋和大氣管理局的衛星圖,顯示了美國大陸上空的水蒸氣。圖片來源:《自然》網站

  一個全球性的問題出現了。

  美國政府已經開始拍賣下一代通信網絡——5G網絡的無線電頻段,但其中部分頻譜,與一些主要測地衛星的工作頻譜非常接近。這讓氣象學家非常擔憂,他們認為5G信號傳輸很可能會幹擾正常的數據採集工作,進而影響全球天氣預報的準確性。

  而據英國《自然》新聞一篇報道稱,鑒于美國的通信市場規模龐大,美國政府如何部署5G網絡的決定,亦可能影響其他國家的後續監管政策。

  共享頻譜,“鄰居很吵”怎麼辦?

  其實,天文學家、氣象學家和其他科學家早就開始與其他用戶共享觀測頻譜,也會通過轉到不同頻段的方式來防止幹擾。但這次卻是“有史以來第一次受到威脅”,供職于歐洲中等尺度天氣預報中心的氣象學家史蒂芬·英格列説,現在他們開始想方設法“捍衛”這些頻段。

  這些極為重要的頻段包含了23.8GHz(千兆赫)——大氣中的水蒸氣會在這一頻率釋放微弱的信號,而歐洲MetOp探測器等衛星專職負責監測這一頻率的地球輻射能量,並以此評估地球上大氣的濕度。這些測量日以繼夜地進行著,氣象研究員們會將測量數據輸入大氣模型,預測暴風雨和其他天氣係統在接下來幾小時至幾天內的變化。

  現在的問題是,傳輸頻率幾乎相同的5G基站,會産生與水蒸氣釋放的信號非常類似的信號,造成一定混淆。美國威斯康星大學麥迪遜分校的氣象學家喬丹·戈爾斯表示:“我們無法判斷信號是否有人工成分。”而數據的混淆會讓天氣預報不再準確。

  喬丹·戈爾斯把這種情況比喻成家隔壁住了一個很吵的鄰居。如果鄰居用超大音量放音樂,噪聲也會幹擾你的房間,只能希望鄰居把音量調低。

  開會商討,FCC拿出誠意了嗎?

  《自然》文章表示,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)以及美國國家航空航天局(NASA)正在與掌管美國無線網絡分配的聯邦通信委員會(FCC)進行一場重要的談判。NOAA和NASA希望,FCC能一起參與保護地球觀測的頻段,使其不受5G信號幹擾。

  不過,FCC上個月剛完成首輪5G頻譜的拍賣,人們幾乎沒看到什麼保護措施。

  這場拍賣會于4月中旬落下帷幕,中標的總金額約20億美元。而在距拍賣會開始不到一周之際,FCC主席帕伊甚至對地球科學界的持續擔憂和修改美國政府立場的請求表達了他的不耐煩——在寫給商務部長羅斯和NASA局長布裏登斯廷的信中,帕伊強調特朗普政府應盡快推出5G並為其騰出頻譜。

  已經結束的拍賣會涉及兩個頻段:24.25—24.45GHz,另一個是24.75—25.25GHz。如果監管機構、電信公司不採取措施降低幹擾風險,那麼經由美國5G無線信號覆蓋區上空的測地衛星,將無法準確檢測大氣中的水蒸氣濃度。這一參數失效可能會影響全球天氣預報。

  通常,監管機構都會設定允許的噪聲上限,數字越負表明噪聲控制越嚴格。此前FCC拍賣將美國5G網絡信號的噪聲上限設定在-20分貝瓦,這幾乎比所有國家正在考慮的5G噪聲都要高——歐盟委員會設定5G基站噪聲上限為-42分貝瓦,世界氣象組織(WMO)推薦上限為-55分貝瓦。

  下半年埃及將召開一次相關會議,來自世界各地的監管機構齊聚,共同確定可商用的5G頻段,以及測地信號幹擾水平。但法國氣象局專家、領導WMO無線電頻率協調指導小組的埃裏克·阿萊克斯表示,由于噪聲測量標準的不同,美國提案所允許的噪聲可能是歐洲提案的150多倍,更是WMO的3000多倍。

  氣象不準,還可能是連鎖反應?

  這不是美國一家的問題。美國當地的氣象學者當然需要準確的數據作為模型參數,但實際上,參數的失效可能會影響全球的天氣預報。

  據悉,NOAA和NASA已經完成了對不同噪聲幹擾水平所産生影響的研究。在美國國會可能不止一次的正式要求下,該研究至今尚未公諸于眾。而據2010年一份來自美國國家科學、工程和醫學院的報告得出的結論,如果科學家們無法獲得23.8GHz頻段傳輸的信號,就會失去30%的微波頻率數據——這些有用數據對全球天氣預報來説至關重要。

  史蒂芬·英格列表示,如果缺失美國的大氣數據,歐洲的天氣預報就會受到嚴重影響,因為歐洲的天氣模式往往取決于之前三四天美國的天氣情況。

  NOAA隸屬的美國商務部則表示:將堅定支持美國政府鞏固其5G領導地位的相關政策,同時持續推進政府和科研層面的重大項目。

  NASA局長布裏登斯廷拒絕發表評論,但在4月的一次會議上他表達了自己對此事的憂慮,“這問題關係重大”,他説。

  FCC的下一輪5G拍賣計劃將于今年12月啟動,這也將是美國史上最大規模的一次拍賣。新一輪的拍賣還將增加三個頻段帶——其中依然包括了衛星工作頻段,科學家們一直用它來觀測降水、海冰和雲層。

 

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【糾錯】 責任編輯: 趙秋玥
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