Sind 5G-Geräte möglicherweise störend im Flugbetrieb?

[FalconJockey]

Gerade aufgeschnappt:

Zitat

Is 5G interfering with aircraft instrumentation?

Recently, The French DGAC (Direction Générale de l’Aviation Civile) has decided to stop the deployment and activation of 5G cellular towers in the vicinity of French airports due to possible interference with aircraft radio altimeter systems. 5G technology features “beamforming” technology that creates a radio beam connecting 5G PEDs to 5G cellular antennas and intelligently adjusting the power so that the beam is just strong enough to reach the PED.

Thus, if a 5G PED located inside an aircraft is switched on, the ground based 5G cellular antenna will beam the aircraft with an unknown effect at this stage on the radio altimeter system.

Therefore, pending the result of further studies in the industry and authorities to confirm the effect, Dassault recommends Falcon Operators to enforce setting all 5G PEDs either in Airplane mode or in Wi-Fi mode during flight.

 

Davon lese ich gerade zum ersten Mal, weiss hier jemand mehr?

[cosy]

4 hours ago, FalconJockey said:

Gerade aufgeschnappt:

 

Davon lese ich gerade zum ersten Mal, weiss hier jemand mehr?

Erlaube mir hier eine kurze Stellungnahme, obwohl ich die genauen Typisierungen der heute gebräuchlichen Radio-Altimeter nicht wirklich kenne. Bei den von mir erwähnten Frequenzen für R-Alitmeter beziehe ich mich auf die Geräte, welche in den amerikanischen Kampflugzeugen der Schweizer Armee verbaut sind. 

(Ich bin von Beruf Eletkro-Ing. und habe Berufserfahrung in Daten-Kommunikations-Technologie)

 

Vorbemerkung:

Aus physikalischen Naturgesetzen heraus gibt es einen stringenten Zusammenhang zwischen Datenübertragungsgeschwindigkeit und Frequenz des Daten tragenden Basisignals (das ist die Nennfrequenz, also z.B. bei VHF 121.5 Millionen Sinusschwingunen in der Sekunde)= 121.5 MHz. Es gilt: Je höher die Trägerfrequenz, desto mehr Bits können pro Sekunde auf einem bestimmten Träger übertragen werden.

Man nutzt dann gleichzeitig viele 'Kanäle' innerhalb eines Bandes (Kanäle = Radiosender). Das Ganze ist viel komplexer in der Realität, da in der Mobilfunktechnologie nicht wie in VHF COM jede Trägerfrequenz = Übertragungskanal ist, sondern es wird mit verschiedenen Verfahren 'überlagert' und zerhackte Teile von n Kanälen(oft 1024) mit je ihrem eigenen Verschlüsselungsfaktor 'multipliziert' und dann zum übertragenen Datenbrei verarbeitet und am anderen Ende wieder entschlüsselt / 'entwirrt')

Die Frequenz eines Trägers ist eine fixe Funktion der Wellenlänge. Diese hat einen wichtigen Einfluss auf die Verträglichkeite der Mikrowellenstrahlung für lebendes Gewebe. Dazu weiter unten mehr.

Allen Sendefrequenzen im Mikrowellenbereich ist gemein: Sie lassen sich nur in direkter Linie übertragen - also wie das Licht.

Das gilt auch für Transpondersignale oder FLARM (die sind auch im unteren Mikrowellenbereich). Zudem werden sie stark gefiltert von Metall oder Wasserhaltigen Strukturen, z.B. Bäume, Holzwände oder Menschen (-Ansammlungen).

 

5G Mobiltechnik - Frequenzbereiche

Die fünfte Generation der Mobilfunkstandards wird in drei Gruppen unterteilt:

Low Band 5G

Diese benutzt die gleichen Frequenzen, welche bisher von 4G benutzt wurden , also:

600 bis 850 MHz. Vorteil: die Reichweite der Sender ist am Grössten (weniger Sender pro Versorgungsfläche)

Durchsatzraten: bis 250 Mbit/s (also das, was vor 20 Jahren oberste Geschwindigkeit in drahtgebundenen Computernetzwerken war)

 

Mid Band 5G

Besetzt Frequenzen von 2.5 - 3.7 GHz. Damit ist man mittendrinn im Mikrowellenbereich.

Durchsatzrate: im Moment 100 bis 900 Mbit/s, es besteht die Absicht, diese in nächster Zeit noch zu erhöhen.

Solche Installationen haben schon eine starke Reduktion der Reichweite.

 

High Band 5G

25 bis 39 GHz. Da sind wir in den Frequenzbereichen von militärischen Radarantennen (Feindortung) oder auch von Richtstrahl-Datenverbindungen der Swisscom kreuz und quer in der Schweiz.

Bandbreite (5G) bis 1 Gigabit pro Sekunde.  Diese Mikrowellen haben eine Wellenlänge von etwa 1.5 ..1mm.

 

Radar-Altimeter Frequenzbereiche

Es gibt zwei verschiedene Klassen:

1) S-Band und E-Band (NATO):

diese arbeiten bei 2 bis 4.6 GHz / 2 bis 3.95 GHz, z.Z. auch im Band 3.3 bis 4.9 GHz (Mil?) also ungefähr 7.5 mm Wellenlänge

2) Ka-Band (IEEE)

diese arbeiten im Bereich um 30 GHz (das Ka-Band ist definiert als 26.5 .. 40 GHz

 

Fazit

 

Siehe dazu auch diese Mitteilung von Orange (F).

Nun kann man sehen, dass die LowBand 5G Antennen die Radaraltimeter im S- und E-Band stören können.

und die  High-Band 5G Antennen die Ka-Band Altimeter stören.

 

Ich persönlich finde die High-Band 5G Technologie höchst fragwürdig, weil die Wirkung auf lebendes Gewebe überhaupt nicht untersucht ist und man da enorme Risiken eingeht.

Siehe

Feldverteilung (Simulation) eines 2.4 GHz Mikrowellenfeldes (im Innern eines Mikrowellenofens während der ersten 8 Nanosekunden.

 

(Gewebe, Moleküle welche Wasser oder Fett oder Zucker enthalten sowie alle Salzlösungen (also alle Moleküle von allen Körperflüssigkeiten erhitzen sich im Feld durch heftigste energiereiche Bewegungen)

 

Studie der Auswirkung von schwachen 2.4 GHz Mikrowellenstrahlung auf Lebewesen (Labormäuse) [Frei, Berger et al. 1998]

 

Zudem: Die Forscher/Entwickler der 5G Technologie hatten grosse Mühe mit höheren 5G-Frequenzen, weil die abgestrahlte Energie enorm stark von lebenden Körpern absorbiert wird und dadurch die Datendurchsatzrate in Menschenansammlungen regelrecht zusammenbricht.

 

Kurz und bündig gesagt: Die Handystrahlung grillt die Epidermis (und besonders die ersten Fettschichten) beim Menschen. Es gibt besonders auch Bedenken für ungeschützte Bereiche (Auge).

 

Cosy a.k. Bruno

Bearbeitet 16. Januar 2021 von cosy
nicht micro, sondern Nanosekunden!

[Mike Rider]

Was Cosy schreibt ist richtig. Einfach noch als Ergänzende Informationen: für die Wirkung auf Gewebe muss aber auch die Feldstärke / Sendeleistung berücksichtigt werden; da gibt es für den Mobilfunkbereich Grenzwerte von der WHO und solche von den Schweizer Behörden - die Schweizer haben 10x tiefere Grenzwerte als von der WHO empfohlen. 

Die intensivste Strahlung geht auch nicht von den Antennen aus - sondern vom Mobilfunkgerät selber (man muss sich das etwas vorstellen, wie eine Menschenmenge in einem Saal, wobei die Menschen jeweils ein Mobilfunkgerät repräsentieren: sind viele Menschen miteinander im Saal am durcheinanderrufen, müssen alle lauter werden, um bis zum Empfänger durchdringen zu können und gehört zu werden. Sind wenige Menschen im Saal, müssen alle auch weniger schreien.)

 

Zudem - und das ist ganz ganz wichtig - bis auf Weiteres ist der 5G Ausbau in der Schweiz auf Low Band und Mid Band eingeschränkt. High Band ist bis auf Weiteres  in der Schweiz nicht erlaubt. Der Grund ist wie von Cosy erwähnt: es braucht im High Band Bereich noch mehr Forschung um die Auswirkungen auf lebende Organismen. Low/Mid Band benutzt Frequenzbereiche, die gut erforscht sind und mit grosser Wahrscheinlichkeit keinen schädigenden Einfluss auf lebende Organismen haben (nach jetzigem Kenntnisstand der Wissenschaft). Diese Frequenzbereiche decken die bisherigen 4G oder WLAN Technologien ab. 

 

@Cosy: Weisst du das evtl.? Bei WLAN im 5GHz Bereich (n-Standard) gibt es ja die Radar Detection, wo ein WiFi Access Point die Frequenz automatisch wechseln muss, sobald er Radar Signale empfängt, eben um Störungen zu vermeiden. Gibt es beim 5G Mobilfunk allenfalls etwas ähnliches? 

[cosy]

19 hours ago, Mike Rider said:

@Cosy: Weisst du das evtl.? Bei WLAN im 5GHz Bereich (n-Standard) gibt es ja die Radar Detection, wo ein WiFi Access Point die Frequenz automatisch wechseln muss, sobald er Radar Signale empfängt, eben um Störungen zu vermeiden. Gibt es beim 5G Mobilfunk allenfalls etwas ähnliches? 

Versuche hier etwas zu schreiben, obwohl meine Laborzeit schon einiges zurückliegt.

Keine einfache Frage.

 

Vorbemerkung:
bei Kommunikationsprotokollen und deren Implemenation (in Software 'giessen') unterscheidet man:

PHY: Physical Layer, also Modulationsverfahren und die Steuerung der Zustände und Ereignisse ..

MAC: Medium-Access- Control Medienzugriffsschicht. Mit Medium ist der Komuniationskanal gemeint, also das Handling und die Steuerung um den  Datenstrom 'artgerecht' in die vorhandenen Methoden, zu übertragen.

Ein allseits Bekannter aus dieser Schicht ist die MAC-Adresse , also die Türglocke des MAC-PDU für das Betriebssystem... Dann  auch Kryptographie (Verschlüsselung des Payloads- in Zusammenarbeit mit PHY)

DataLink Layer: Detektieren und recovern von Kolisionen, (konkurrenzierende) verwendung der Ressourcen, , also quasi der "Dorfpolizist auf 802.11 PDU-Ebene.

Darüber sind dann Betriebssystem und Anwendungen /Applikationen/Apps (und dahinter den ganzen bekannten Rest wie IP, UDP, TCP und so fort)

 

Antwort-Versuch:

(Zu Industriestandards des WIFI hier eine gute Übersicht)

802.11d: Worldwide compliance with regulations for use of wireless signal spectrum (2001)

Dort müsste eigentlich was zu finden sein, denn dieser Anhang regelt die «zusätzlichen regulatorischen Auflagen»- der WIFI implementation.

Es werden Anforderungen definiert – Immer im Bezug auf den Physical Layer- von

- Kanalbildung

- Sequenzen für die Frequenzabfolge der Modulation des Signals (WIFI wird mittels FSSH moduliert- Frequenz-hüpfverfahren)

- MIB-Attribute (oder sollte ich die eher Methoden nennen ?). Wer Computernetzwerke ein wenig kennt, der hat vielleicht schon von SNMP gehört*- die Signalisierung unter Systemteilnehmern. Das ist sehr ähnlich in WIFI integriert worden. (Find ich übrigens eine absolut geniale Idee, extrem simpel einfach und unglaublich «extendable») *uralt

 

802.11h: Enhanced version of 802.11a to support European regulatory requirements (2003)

Compliance für den Physical Layer.

Behandelt die erlaubten Leistungsspektren der WIFI Signale und damit auch die Art wie die erlaubte Maximalleistung (senden) eingesetzt werden darf.

Hier ist die sog. DFS auch definiert : die dynamische Auswahl und den automatischen Wechsel der Kanäle in Funktion der Aktivität und des Hintergrundsignals (Rauschen).

Das ist schon lange Bestandteil der Minimalstandards aller WIFI-Varianten.

 

802.11s: ESS mesh networking for access points

https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11s

Erweiterung des ursprünglichen MAC-Protocolls (Medium-Access) (etwa ab 2013 eingeführt)

«Medium» ist der innerhalb der erlaubten Frequenzbereiche bereitgestellte Kanal (also ein Teilstück des gesammten Frequenzbereichs). Ziel war, innerhalb von WIFI-Netzteilnehmern die Verbindung untereinander zu nutzen, damit so die Reichweite steigt und die Fehlerrate sinkt.

Vergleich mit Flugfunk VHF COM :

Also wie wenn im Flugfunk die Verkehrsmaschine ein Relay macht für eine Maschine, die unten in einem Tal keine direkte Verbindung mit der FIS-Frequenz zustande bringt.- Nur automatisch und mit rasender Geschwindigkeit (es werden nur die nicht verschlüsselten Teile der Protokollköpfe verändert, und dann die ‘Payload’ ungesehen weitergereicht)

 

Durch Einführung dieses Zusatzes musste WIFI auch Routingfähigkeiten implementieren (in den Mesh- Nodes), was vorher nicht nötig war [entweder war es der richtige Empfänger, oder er verhielt sich stumm]

 

Und das Ganze wird erst recht kompliziert, weil man dies noch absichern muss- sonst könnten Eindringlinge mit Sniffertools ja den gesamten Netzverkehr bei sich durchleiten lassen und – weil sie brav alles korrekt routen- ‘quasi unerkannt’ den ganzen Payload backupen ...

802.21

Dann gibt es noch die 802.21 für das Handshaking zwischen Nodes, also etwas das man immer machen muss (in älteren WIFI Std nur zwischen Basistation und Teilnehmer). Da wird bestimmt was drinnstehen über Limits bei entsprechenden Signalstörungen.

 

Andere Ammendments die vielleicht Hinweise geben:

802.11bf: im Forschungsstadium ein ganz verrückter Vorschlag zur Einführung von WIFI-Technologie im Frequenzbereich 1..7 GHZ sowie ab 45 GHZ und höher. Abänderung des bisherigen MAC-Layers (sieh. 802.11ad)

In diesem Normengremium ist dein Thema ein ganz wichtiger Brocken. Aber ich habe keinen Zugang zur Doku..

 

Damit sollen in Zukunft (der Standard soll 2024 Herbst publiziert werden) lokal WIFI-Netze aller Art aufgespürt und automatisch an 802.11bf angedockt werden.

Dieser Standard würde dann ein Handy-Netz wie wir es heute kennen überflüssig machen. Oder andersrum- das Handynetz wird dannzumal mit den Technologiegrundlagen des WIFI betrieben.

Massive Evolution: sobald die "Handyteilnehmer" weder eine SIM-Karte noch eine spezifische Identifikation benötigen, wird es möglich sein, alle WIFI-fähigen Geräte (und warum nicht auch Bluetooth?) in das GAN-Mobilnetz zu integrieren. Dann wird z.B. meine Katze mein "Handy" anrufen , weil sie angefahren wurde (oder eher deren Chip unter der Haut), oder mein Auto meldet sich direkt beim Hersteller, um die Ausfallstatistik zu erweitern.. Mein Computer oder Fernseher ist automatisch auch Telefondevice, sobald ich ihn zuhause einschalte usw.

 

802.11y: Contention-Based Protocol for interference avoidance

High power WIFI (basiert auf der Technologie von 802.11a, aber mit 20W Sendeleistung. Ist bewilligungspflichtig und nicht erlaubt, dies in der Nähe von Sattellitenkommunikationsanlagen zu betreiben. Arbeitet in einem freien Band um 3.7 GHz.

Für diese Technologie hat man das ECSA-Handshaking eingeführt, wo die Station, die ‘on the air’ gehen will, einen Token anfordern muss von einem Tokenprovider (regional/kontinental) und dann auf Sendung gehen darf. Dieser;Mechanismus wird mittels Abovertrag entschädigt. Die Technik selbst ist aber lizenzfrei einzusetzen.

Solche Systeme können von TELCO, MIL und Andern jederzeit blockiert werden, wenn es zu störungen kommen sollte.

 

802.11ad: 6.7 Gbps standard, 60 GHz signaling (2012)

Hyperschnelles WIFI , welches das V-Band nutzt (57..71 GHZ) , manchmal auch WiGig genannt.

Die USA und China haben unterschiedliche Physikalische Definitionen gewählt zum Rest der Welt.

Siehe hier (runterscrollen, um die von der IUT zugewiesenenen Frequenzen und Kanäle zu sehen)
Siehe auch 802.11ad.

[FalconJockey]

Mir schwirrt der Kopf

[HB-JAN]

vor 9 Stunden schrieb FalconJockey:

Mir schwirrt der Kopf

Die Flight Safety Foundation hat einen Artikel um das Thema publiziert: 
RTCA Sees ‘Widespread’ Risks to Aviation in Plan for Shared Radio Frequency Spectrum - Flight Safety Foundation

 

Dieser Artikel basiert auf einem --> 230-seitigen Bericht <-- der RTCA, Radio Technical Commission for Aeronautics. 

 

Zumindest der Artikel der Flight Safety Foundation ist gut verständlich, derjenige der RTCA eher für die Daniel Düsentrieb Fraktion. 

 

Gruss Jan