Nei, 5G vil ikke forstyrre værsatellitter. Her er hvorfor

5G vil endre helt veien vi bruker mobiltelefonene våre, og tilbyr superhøye hastigheter som ikke bare betyr at du laster ned favorittprogrammene dine raskere. Men 5G kommer med en rekke bekymringer, fra begrenset rekkevidde og dårlig bygningspenetrasjon til bekymringer for uheldige helseeffekter.

Men nå er det et nytt problem: værsatellitter. En aprilartikkel i Nature satte det meteorologiske samfunnet i opprør, da det beskrev det potensielle nedfallet fra en nylig auksjon fra Federal Communications Commission fra 24.25 til 24.45 og 24.75 til 25.25 gigahertz (GHz) spektrum. Det er ett problem: det er nær frekvensen meteorologer bruker for å oppdage vanndamp i luften.

Forstyrre været?

Vanndamp sender ut et svakt radiosignal med en frekvens på 23,8 GHz, som satellitter oppdager. Vanndampbilder har blitt en viktig del av værvarslingen, siden det hjelper meteorologer bedre å forstå bevegelse i atmosfæren, og gir datamodeller viktige data for bedre å forutsi utviklingen av stormer.

"Frykten er realistisk, ettersom en reduksjon i evnen til å oppdage vanndamp anslås å returnere vår prognosenøyaktighet til nivåer sist sett rundt 1980,» Kevin McMahon, administrerende direktør for mobil og fremvoksende teknologier ved Chicago-basert digital rådgivning SPR, fortalte Digital Trends. «Vi støter mot naturen. Det er følgeavveininger å overveie."

Det tilsynelatende angrepet på fjernføling av været er heller ikke over. Fremtidige planlagte auksjoner kan påvirke deteksjonen av nedbør (36 til 37 GHz), temperatur (50,2 til 50,4 GHz), og til og med tradisjonell skyføling av værsatellitter (80 til 90 GHz).

Men er all denne frykten og avskyen bare en høyteknologisk versjon av Chicken Little? Sannsynligvis, og her er hvorfor.

Alt handler om forplantning

For å forstå hvorfor, må vi først kjenne vitenskapen bak hvordan radiofrekvens fungerer, viktigst av alt i hvordan det fungerer forplanter seg. Den beste måten å forstå dette på er kanskje å bruke radioene i hjemmene våre og bilene våre som eksempel.

Ved svært lave frekvenser reiser radiobølger lenger fordi de har lengre bølgelengder. De kan også enkelt reise gjennom gjenstander. Tenk på en kortbølgeradio: sendinger kan reise verden rundt om natten med relativt lite strøm (det er også i en forplantende "sweet spot" også). På samme måte kan AM-radiosendinger, som har frekvenser like under kortbølgefrekvensen, også reise lange avstander om natten, men ikke så langt som kortbølget.

Sammenlign nå dette med et FM-signal, som bruker mye høyere frekvens. Med en mye kortere bølgelengde reiser FM-radiosignaler sjelden mer enn 100 miles eller så i beste fall. For å sende over en betydelig avstand er strømbehovet ditt mye høyere enn kortbølge- eller AM-båndene.

Tradisjonelle mobiltelefoner opererer på frekvenser godt over FM-radio. Som du vil gjette, er bølgelengdene mye kortere, slik at rekkevidden reduseres ytterligere, og dens evne til å håndtere hindringer er langt mindre robust. Dette er grunnen til at de tidlige neste generasjons trådløse nettverkene i USA var så dårlige: med frekvenser på 1700 og 2100MHz, rekkevidden til tårnene var betydelig mindre, og innendørsmottaket var ustabilt.

Det har blitt enormt bedre, men bare takket være et ekspansivt (og ganske tett plassert) nettverk av mobiltårn. Men det er ikke mulig overalt, og trådløse selskaper - T-Mobile spesielt — har lagret lavere frekvensspekter etter hvert som det blir tilgjengelig. Men selv der, det er ikke helt klart ennå hvordan man får de superhøye hastighetene som 5G forventes å gi — siden båndbredden fortsatt er stram.

Så hvorfor bruke gigahertz-spektrum i 5G, da?

En enkel grunn: overbelastning. Frekvensspekteret på de nedre båndene deles av dusinvis om ikke hundrevis av bruksområder. Som et resultat tjener små deler av spekteret en hel masse enheter. Når du kommer inn i multi-GHz-delen av radiospekteret, er det langt færre som bruker det. Så lite at de små slangene med båndbredde til trådløst lavere bånd blir store rør ved disse superhøye frekvensene, eller millimeterbølge (mmWave).

mmWave dekker frekvenser omtrent 30 til 300GHz, selv om frekvenser så lave som 24GHz også regnes som mmWave. Mengden båndbredde som er tilgjengelig i mmWave er enorm: eksperter mener mmWave har potensialet til å øke nedlastingshastigheter på opptil 10 Gbps — gjør alle typer applikasjoner mulig, inkludert live virtuell og utvidet virkelighet, smarte autonome kjøretøy og mer. Enhver av disse applikasjonene krever gigantisk mengder båndbredde, og spekteret er bare ikke der på de nedre båndene for å gjøre det.

Men la oss gå tilbake til diskusjonen om forplantning. Allerede ved frekvenser på 1700 og 2100MHz der de fleste nåværende nettverk opererer, er det mottaksproblemer innendørs og sterkt blokkerte områder. Dette forsterkes etter hvert som du går enda høyere i frekvens.

«[5G] er avhengig av millimeterbølgespekteret for å levere topphastighetene, og det er et vanskelig faktum fysikk at disse høyere frekvensene degraderes lettere, og ikke kan forplante seg like godt som lavere enere» Bredbånd nå policyekspert Tyler Cooper forklarte til Digital Trends. "Dette betyr at 5Gs største potensial mest sannsynlig vil bli henvist til ekstremt tette urbane "lommer."

Verizon finner ut av dette når de ruller ut 5G-nettverket sitt over hele USA. For å dekke byer, selskapet er tvunget til å plassere et minitårn på bokstavelig talt hvert hjørne av hver blokk, slik vi fant ut i april testing av Verizon 5G-nettverket og igjen i mai ved å bruke Galaxy S10 5G. Gå et kvartal unna en sender, og du er tilbake på LTE-nettverket.

Satellitter er trygge

Realitetene til mmWave, og god gammeldags fysikk, er årsakene til at værsatellitter og enhver annen potensiell bruker av multi-GHz-frekvenser sannsynligvis er trygge i overskuelig fremtid. Ingen ny teknologi kommer til å endre dette. Mens auksjoner kan ha åpnet opp for frekvensene i nærheten av der disse satellittene opererer frekvenser som selges er av tvilsom verdi for trådløse operatører gitt deres dårlige utbredelse opptreden.

Videre er det ikke helt klart at en trådløs operatør enten vil trenge eller ønske å bruke den lille delen av båndene som nylig er solgt som kan forstyrre satellittbilder. Spektrumlisensinnehavere forventes å holde forstyrrelser på et minimum som en betingelse for lisensen. For det meste har transportører vært gode forvaltere av nettverkene deres, og det er egentlig ingen grunn til å forvente at de ikke ville være det nå.

Kan det være problemer på veien? Sikker. Men vi kan være år om ikke tiår unna det - og da kan vi ha gått videre til enda en neste generasjons teknologi. Men foreløpig har meteorologen din ingenting å frykte.

Redaktørenes anbefalinger

• T-Mobiles store forsprang på 5G-hastigheter kommer ingen vei
• Verizon-planen din har nettopp fått en større overhaling – her er det nye
• Hvis du liker billige telefoner, vil du elske disse 2 nye Moto G-alternativene
• T-Mobiles nyeste planer er spennende for nye (og gamle) kunder
• T-Mobiles 5G er fortsatt uovertruffen - men har hastighetene platået?

Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.