A Autoridade Federal de Aviação (FAA) destacou os riscos de segurança entre o 5G e os instrumentos das aeronaves, e a implementação da tecnologia causou uma interrupção momentânea nos voos internacionais, à medida que as transportadoras de longa distância lidavam com as preocupações da mudança de tecnologia. Embora o 5G tenha recursos capazes de suportar comunicações para aviões, aeroportos e controle de tráfego aéreo por drones, é a interferência entre os sinais de rádio usados pela nova tecnologia (5G) e a tecnologia mais antiga (altímetros de radar) que é vista como a fonte desses riscos.
Neste artigo, detalhamos os riscos, o impacto potencial de segurança e proteção das preocupações e recomendações para essas tecnologias em termos de manutenção da eficiência para segurança e atualizações no setor de aviação.
A preocupação
Após a atualização dos sistemas de telecomunicações dos EUA para o uso de redes 5G, a FAA emitiu várias declarações sobre os riscos de segurança e destacou que dois modelos de altímetro instalados em vários modelos de aviões Boeing e Airbus são afetados pela interferência de rádio da banda C 5G. A Boeing até solicitou que as transportadoras com 777 e 747-8 não pousassem em aeroportos sem avisos de 5G. A banda C é uma frequência de rádio entre 3,7 e 4,2 GHz, com 5G utilizando uma faixa de 3,5 a 3,98 GHz. Os altímetros de radar (RA) operam em frequências de 4,2-4,4 GHz, portanto, a proximidade é a causa prevista para uma possível interferência. Isso pode causar problemas para os aviões ao pousar em condições de baixa visibilidade. Estima-se que 48 dos 88 aeroportos serão afetados pela atualização para a banda 5G C. A Federal Communications Commission (FCC) inicialmente aprovou apenas a extremidade inferior da banda para minimizar o impacto potencial.
Esses riscos de segurança e proteção se concentram na sobreposição entre dois tipos de padrões de gerenciamento de rádio no altímetro de radar: rádio celular 5G usado em dispositivos celulares móveis e sistema de detecção e alcance de rádio (radar) usado em aeronaves. Radar é um tipo de rádio que aeronaves e aeroportos usam para determinar a distância. Os RAs são usados por aeronaves comerciais durante a aproximação e pouso para determinar a distância vertical entre o avião e o solo e a distância lateral do avião à pista. Outros tipos de dispositivos de radar também são usados entre aviões, em sinalizadores de pista e por torres de controle de tráfego aéreo.
Discutimos os conceitos básicos associados às tecnologias em questão e integramos o uso e os riscos potenciais para o controle de tráfego aéreo, aeronaves, aeroportos e passageiros.
O que é ruído de rádio?
O rádio pode ser descrito como os movimentos da água. É composto de ondas de eletricidade de transmissão que se espalham para fora da antena da torre de celular, assim como as ondas se espalham para fora do ponto de impacto quando um objeto toca a superfície da água. Uma grande quantidade de potência de transmissão de rádio pode ser pensada como grandes ondulações feitas por uma grande pedra lançada em um lago. O quão perto as ondulações estão umas das outras pode ser pensado como a frequência de rádio (em que muitas ondulações = alta frequência). O trabalho de um dispositivo de rádio é contar o número, o tempo e o tamanho dessas ondulações e transformá-las em dados. Esses dados se tornam uma chamada de telefone celular, um vídeo baixado ou um sinal de radar.
Quando há muita comunicação (muitas fontes de ondas de rádio), os dispositivos de rádio de baixa qualidade têm dificuldade em distinguir entre as diferentes ondas. Frequências de rádio muito próximas umas das outras podem causar interferência mútua. Este sinal confuso e bagunçado é chamado de ruído de rádio. Quando há ruído suficiente, um dispositivo pode não funcionar como pretendido. Os dispositivos são separados por frequência, mas com ruído suficiente até que pode se tornar imprevisível. É claro que muitos fatores, como direção do feixe de rádio, intensidade do sinal emitido e localização das antenas, podem afetar a qualidade do sinal.
Segurança e riscos de segurança de ruído de rádio
Isso nos leva a exemplos de dois tipos de dispositivos que podem interferir entre si e serem “confundidos” pelo ruído de rádio resultante. Um deles considerado relevante nesta discussão são os RAs de banda C em aviões a jato modernos. Esses dispositivos usam a faixa C de frequências de rádio para emitir um feixe de rádio e receber o sinal refletido. Este dispositivo altímetro calcula os dados de distância. Esses dados podem ser usados pelos instrumentos de navegação da aeronave, reconhecimento do terreno e sistemas de prevenção de colisões. Uma leitura incorreta do sinal refletido pode levar a informações incorretas fornecidas pelo altímetro. Tais erros podem ser catastróficos para a aeronave, especialmente em condições de baixa visibilidade.
As torres e dispositivos de rádio 5G compõem o segundo tipo. Quando essas duas tecnologias interagem durante a decolagem e o pouso, existe o risco de causar RAs de leituras de altitude incorretas e fazer com que o avião e seus sistemas altamente automatizados percam o controle do solo. Isso aumenta a chance de colisão com o solo (um acidente de avião).
Um método conveniente e direto de resolver isso é garantir que haja uma zona de buffer física (ou um círculo de lacuna de cobertura 5G ao redor do aeroporto). Deve ser grande o suficiente para que um piloto humano tenha tempo suficiente para assumir o controle da função de pouso em uma emergência relacionada ao 5G. Atualmente, essa quantidade de tempo é geralmente inferior a dois minutos em todo o mundo e entre zero segundos (nenhum anel de segurança) e 20 segundos em todos os EUA.
Recomendações
Do ponto de vista da segurança, esses riscos são bastante preocupantes. As respostas do governo europeu e dos EUA assumem o reconhecimento de uma vulnerabilidade de rádio 5G capaz de derrubar um avião, observando as discrepâncias das implantações 5G de diferentes países nos aeroportos e nas proximidades. Em todos, exceto em 50 aeroportos dos EUA, o tempo permitido para um piloto responder é de zero segundos se, por exemplo, um dispositivo de classe 5G interagir com o radar de maneira maliciosa.
Uma abordagem de mitigação defendida do ponto de vista 5G é tratar as aeronaves como se fossem dispositivos 5G. O 5G terrestre é gerenciado por torres de celular, enquanto os satélites lidam com 5G aéreo e transoceânico. Como o 5G tem uma capacidade de posicionamento de precisão extremamente alta, pode ser um excelente substituto para o radar em áreas 5G sem afetar outros serviços e criar “círculos de interrupção 5G” (zonas de buffer 5G). O próprio aeroporto poderia usar 5G de forma semelhante aos atuais portos oceânicos 5G, como o Porto de Antuérpia, na Bélgica, que usa uma rede de campus 5G gerenciada pelo próprio porto. O campus 5G deste porto é cada vez mais capaz de suportar o tráfego de transporte de veículos 5G autônomos. Isso também foi apoiado por vários testemunhos na GSMA Future Networks sobre o papel crescente do 5G no suporte à comunicação, transporte, aviação e segurança, devido à considerável agilidade, velocidade, latência reduzida e exigência de precisão do 5G.
O 5G possui vários recursos de gerenciamento de interferência, anti-jamming e anti-spoofing que o radar não possui. As preocupações levantadas pela FAA são abordadas confiando no 5G ou usando-o em conjunto com o radar tradicional. Ao usar ambos em conjunto, poderia resolver as preocupações com a modernização de radares de aeronaves caras, já que muitos padrões de aviação ainda exigem radar.
Aviões, telefones e drones voadores usando esse modelo de segurança dependeriam do padrão 5G em oposição ao uso exclusivo de radar. Cada dispositivo pode usar software de detecção e soluções de segurança: à medida que o malware ataca o avião, o aeroporto ou os dispositivos dos passageiros, essas soluções podem identificar o ataque antes que ele tenha efeito por meio da análise da superfície de ataque da cadeia de suprimentos do avião, reforçar isso com o conhecimento das ameaças emergentes e fazer melhorias contínuas na segurança geral postura. Essas respostas a ameaças seriam coordenadas por meio de um Centro de Operações de Segurança (Security Operations Center ou SOC), que pode usar a telemetria de ataque de uma parte da companhia aérea ou da infraestrutura do cliente para prever ataques contra outra.
Conclusão
Nem tudo está perdido. Um fato desse risco é que o radar e o 5G interagem de maneiras imprevisíveis. Uma maneira de lidar com essa vulnerabilidade é tornar o risco previsível e, portanto, gerenciável. Ao fazer isso, a exploração e o impacto deste risco podem ser mitigados.
