Środowisko

Czy 5G wpłynie na prognozy pogody?

Według niektórych amerykańskich naukowców najnowsza generacja sieci komórkowej może zmniejszyć skuteczność prognoz pogody nawet o 30%. Specjaliści z NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), zajmującej się prognozowaniem pogody, nie obwiniają za to samej sieci 5G, a potencjalnie nakładające się na siebie zakresy częstotliwości oraz wykorzystanie części pasma na potrzeby 5G, a przeznaczonej do tej pory dla radarów. Kwestia ewentualnych zakłóceń jednych systemów przez inne nie jest nowa i towarzyszy łączności bezprzewodowej od jej początków. Dotyczy to zresztą nie tylko radarów pogodowych, lecz także np. styku telekomunikacji i telewizji, czy różnych systemów telefonii komórkowych działających w sąsiednich pasmach. 

Wydaje się, że jeśli systemy telekomunikacji bezprzewodowej można zaprojektować i zbudować tak, aby wykorzystywały dowolne pasmo częstotliwości (choć to bardzo daleko idące uproszczenie), to radary meteorologiczne są ustawione na konkretne częstotliwości charakterystyczne dla zjawisk pogodowych (wilgotność powietrza, śnieg, lód, itp.) i nie da się ich zmienić, ponieważ musielibyśmy zmienić własności natury. W związku z tym, projektanci obecnych i przyszłych systemów 5G, które będą wykorzystywać częstotliwości sąsiednie do tych wykorzystywanych przez radary meteo, będą musieli wziąć na siebie odpowiedzialność za pełną kompatybilność z systemami pracującymi „po sąsiedzku”. 

W tym celu organizacja 3GPP już wiele miesięcy temu opracowała specyfikację systemu 5G m.in. pod kątem kształtowania sygnałów używanych w transmisji radiowej oraz ich kompatybilności z systemami pracującymi w sąsiednich pasmach (szczegóły dotyczące tego aspektu można znaleźć w specyfikacji nr 38.104 dla stacji bazowych oraz 38.101-1 dla terminali.

Na obecnym etapie wdrożenia systemów 5G obawy meteorologów na pierwszy rzut oka wydają się zasadne, zwłaszcza biorąc pod uwagę potencjalny wiek urządzeń używanych do prognozowania pogody. Starsze radary nie muszą być mocno „selektywne” i potencjalnie mogą „przepuszczać” zakłócenia pochodzące z zewnątrz, degradując w ten sposób odczyty wykorzystywane przy sporządzaniu prognoz. Mimo to, po bliższym przyjrzeniu się nowym technologiom bezprzewodowym obawy te się rozwiewają. 

Największe obawy budzi wykorzystanie na potrzeby systemów 5G pasma w okolicach 24 GHz, ponieważ pasmo to znajduje się w bezpośredniej bliskości do tego wykorzystywanego w detekcji pary wodnej w atmosferze. W istocie, czujniki mające być wykorzystywane do tego zadania (ang. Conical Microwave Imager/Sounder – CMIS) zostały zaprojektowane tak, aby pracować w paśmie 23,6 GHz, a więc bardzo blisko systemów 5G, jednak ich wdrożenie nigdy nie miało miejsca, a prace nad ich rozwojem zatrzymano w 2006 roku .

To jednak nie zamyka sprawy, ponieważ czujniki CMIS zastąpiono czujnikami ATMS (ang. Advanced Technology Microwave Sounder), pracującymi jeszcze „bliżej” pasma 5G, bo na częstotliwości 23,8 GHz, jednak ich konstrukcja jest odporniejsza na potencjalne zakłócenia ze strony systemów 5G. Idąc krok dalej – kolejne pasma, o których się mówi w kontekście wykorzystania przez 5G to okolice 37-40 GHz (36-37 GHz to detekcja deszczu i śniegu) oraz 47-52 GHz (50 GHz to częstotliwość wykorzystywana do określania temperatury atmosfery).

Oczywiście ze względów bezpieczeństwa należy przyjąć zawsze najgorszy scenariusz, więc każda implementacja technologii 5G w paśmie częstotliwości zbliżonym do pasm wykorzystywanych przez inne systemy będzie musiała być szczególnie wzięta pod lupę i sprawdzana pod kątem stwarzania ewentualnych problemów, tym bardziej we wczesnym etapie jej rozwoju. Najbliższa okazja do dyskusji nad współistnieniem technologii 5G w pasmach milimetrowych i systemów meteorologicznych będzie miała miejsce już niedługo, bo w październiku tego roku, kiedy to odbędzie się Światowa Konferencja Radiokomunikacyjna (WRC-19), na której właśnie takie kwestie są poruszane przez wszystkie kraje biorące w niej udział.

Jak widać wyzwanie zarówno przed twórcami systemów 5G jak i systemów wykorzystywanych w meteorologii jest niebagatelne, jednak warto być w tym przypadku optymistą, postęp technologiczny pozwala nam już dziś w sposób niezmiernie efektywny wykorzystywać systemy pracujące obok siebie bez ich wzajemnego zakłócania. Przykłady z życia można mnożyć, a wszystko na to wskazuje, że w niedalekiej przyszłości może być tylko lepiej.