Мобилната безжична индустрия се подготвя за внедряване 5G в цялата страна и 6G вече се разработва, но милиони хора в Съединените щати дори нямат достъп до домашен интернет.
Съдържание
- Авиационната индустрия говори
- Докладът на RTCA
- Групата за мобилна индустрия оспорва констатациите
- Авиационната индустрия подкрепя доклада на RTCA
- Не всички ли използват C-лента?
- По-малко намеса, повече сътрудничество
- И така, къде ни оставя това?
Тази разлика в достъпа се нарича „дигитално разделение“ и Федералната комисия по комуникациите (FCC) се опитва да го преодолее.
Препоръчани видеоклипове
Част от неговия план е да позволи на мобилните безжични компании да използват спектър за излъчване в честотната лента 3,7-3,98 GHz, обикновено наричана „C-лента.” С лиценз за използване на C-лента, безжичните компании могат да предоставят 5G обслужване чрез относително малки базови станции. Това би улеснило въвеждането на 5G в селските райони, където предоставянето на интернет чрез оптични влакна изисква обширна, скъпа инфраструктура за сравнително малко клиенти. Verizon, AT&T и T-Mobile похарчиха над 80 милиарда долара на търг, за да получат тези лицензи за C-лента.
Свързани
- Състезанието за скорост на 5G приключи и T-Mobile спечели
- Живеете в селски район? Verizon 5G е на път да стане по-добър за вас
- Moto G Power 5G добавя водеща функция към бюджетен телефон
FCC официално издаде промените в политиката през март 2020 г. The отчет и поръчка (R&O) беше резултат от почти три години разглеждане, по време на които представители на обществеността бяха поканени да коментират въпроса. Имаше широк кръг от заинтересовани страни, от NPR до Мормонската църква, но групите от авиационната индустрия бяха сред най-замесените.
Авиационната индустрия говори
Загрижеността на авиационната индустрия се върти около част от оборудването, наречено радарен алтиметър (или радиовисотомер). Радарният алтиметър се използва от всички видове самолети за измерване на надморска височина, разстоянието между самолета и земята. Той работи, като предава сигнал към земята, след което определя надморската височина въз основа на времето, необходимо на сигнала да се отрази от земята и обратно към самолета.
Та какъв е проблема? Радарните висотомери работят в честотната лента 4,2-4,4 GHz. R&O ще постави 5G услуги, включително устройства, които рутинно се носят на борда от пътниците (като мобилни телефони и таблети), в съседната лента. През август 2021 г. групите от авиационната индустрия предупреди FCC че ако услугите в C-обхвата пречат на радарните висотомери, можем да очакваме „големи прекъсвания на пътническия въздушен транспорт, търговския транспорт и критичните хеликоптерни услуги“.
Групите от авиационната индустрия са наясно колко податливи са на смущения радарните висотомери. В 2017 писмо на FCC, Институтът за аерокосмически превозни средства (AVSI) обясни, че предишните планове за използване на C-лентата за телекомуникации беше премахната, тъй като по-ранни проучвания установиха, че смущенията са такива непредсказуем.
„Възражението на авиационната индустрия е разбираемо“, Techsponential анализаторът Ави Грийнгарт каза в имейл. „Тъй като правителството вече е разпределило честоти в C-лента за 5G, ако има проблеми, особено с по-стари или извън спецификациите радарни системи, това ще наложи разходи на авиационната индустрия за подобряване производителност."
R&O установи ограничения за мощност и емисии за 5G базови станции, за да предотврати смущения. Буферът от 220 мегахерца между обхвата 3,7-3,98 GHz и обхвата 4,2-4,4 GHz, използван от радарните висотомери, е двойно повече от буфера, споменат в Писмо от Boeing за 2018 г. Дори и с тези предпазни мерки, R&O се съгласи с AVSI, че е необходимо допълнително проучване. Групите от авиационната и мобилната индустрия бяха насърчени да създадат група от много заинтересовани страни, за да разберат как да процедират безопасно.
Както се оказа, повече проучване само би усложнило въпроса.
Докладът на RTCA
Актуализирането на радарните висотомери вече беше приоритет за авиационната индустрия. През декември 2019 г. базирана в САЩ организация с нестопанска цел, RTCA, сформира Специален комитет 239 (SC-239), за да проучи въпроса. RTCA разработва стандарти и технически насоки за държавните регулатори. Членовете на RTCA идват от правителствени и частни организации от цял свят и имат опит в авиационната индустрия.
В отговор на призива на FCC за формиране на групи от много заинтересовани страни, SC-239 стана SC-239 5G Task Force. Всеки със съответния опит може да допринесе, включително представители на безжичната индустрия. Целта му беше да проучи потенциалната намеса на
Смесени сигнали
Преди да разгледате резултатите, си струва да разберете основите на проблема. Радарните висотомери работят на ниско ниво на мощност и получават относително слаби сигнали. На крейсерска височина сигналът ще е изминал най-малко 30 000 фута до земята и обратно.
Що се отнася до 5G базовите станции и мобилните устройства, те обикновено излъчват сигнали в обхвата 3,7-3,98 GHz. Те се наричат „фундаментални емисии“ и са извън нормалната честотна лента за радиовисотомерите, така че могат да бъдат филтрирани. Но дори и с филтър е възможно силен сигнал да заглуши приемника на радарния висотомер, което се нарича „блокираща интерференция“.
Мислете за тези силни сигнали като за пикантна храна. Когато ядете нещо пикантно, вкусовите ви рецептори започват да изтръпват. Няма да опитате следващата хапка. Ето какво причинява блокиращата интерференция на радарните висотомери. По-слабият сигнал се отмива от по-силния.
Тези 5G източници също могат да създават „фалшиви емисии“. Това са нежелани сигнали в обхвата 4,2-4,4 GHz. Тъй като тези сигнали са в рамките на същата честотна лента, която радарните висотомери трябва да приемат, те не могат да бъдат филтрирани. Радарният висотомер няма начин да ги разграничи от обратния сигнал, така че може да определи надморската височина неправилно.
По-слабият сигнал се отмива от по-силния.
Фалшив доклад за надморска височина е сериозна грешка, която може да накара няколко други системи да реагират неподходящо. Радарните висотомери работят през целия полет и данните не се показват само на пилота. Данните за надморската височина се подават във важни системи, като системата за избягване на сблъсъци и автоматичната система за наблюдение и излъчване, които монитори въздушното пространство за предотвратяване на сблъсъци във въздуха. През октомври 2020 г., Доклад на RTCA хвърли малко светлина върху опасността от фалшиви доклади за надморска височина по време на кацане.
Хюстън имаме проблем
Докладът на RTCA използва два сценария за моделиране на тяхната оценка. Тези сценарии използват реални траектории на полета, за да видят как смущенията от близките LTE базови станции могат да повлияят на самолета по време на кацане, ако тези станции са надстроени до 5G. Единият сценарий моделира хеликоптери, летящи в Тексаския медицински център в Хюстън, а другият моделира подхода към писта 27L на международното летище O'Hare в Чикаго.
За по-голяма простота, нека започнем с хеликоптери. Тексаският медицински център в Хюстън е пълен. Има 21 болници на площ от две квадратни мили и много от тях имат хеликоптери на покрива. Медицинският комплекс разполага и с мобилни базови станции в целия район.
Хипотетичните базови станции причиняват вредни смущения при всеки подход на всяко хеликоптерно летище. Смущението беше достатъчно, за да направи радарните висотомери неработещи в някои случаи. Освен базовите станции, потребителско оборудване като мобилни телефони причинява „значителен риск от вредни смущения“ на радарните висотомери на хеликоптери. Накратко, внедряването на 5G може сериозно да повлияе на способността на хеликоптерите да навигират в градовете, където те трябва да се движат внимателно в близост до различни препятствия, включително други самолети.
Другият сценарий включва самолети, приближаващи се до писта 27L на O’Hare. Смущенията от базите бяха над безопасния праг за малки самолети (Категория 2) по време на голяма част от подхода, но намаляха, когато самолетите паднаха във височина. Това може да причини няколко проблема по време на кацане, но всъщност не е най-тревожната част от доклада.
Потенциал за катастрофа
По-големите самолети в категория 1, като търговските или пътническите самолети, имат по-висок безопасен праг за смущения. В диаграмата по-долу плътната линия е прагът, а границата на безопасност е в червено. Един тип 5G базова станция причини достатъчно смущения, за да премине прага, и то само в определени ситуации – но тези редки случаи са особено опасни.
Обърнете внимание на големия пик на смущението на около 275 фута. Повечето пътнически самолети имат два радарни висотомера и смущенията над прага могат да причинят повреда и на двата. Тъй като те може да не функционират по същия начин, докладът очертава четири резултата:
- И двата радарни висотомера спират да работят;
- Единият спира да работи, а другият отчита неточно надморска височина;
- И двете предоставят неточни показания за надморска височина, но показанията са различни;
- И двете предоставят неточни показания за надморска височина, които са еднакви.
В първия случай екипажът трябва да реши дали е безопасно да приземи самолета. Пикът на смущенията се случи на около 275 фута, оставяйки на хипотетичния екипаж около 20 секунди до докосване. Ако видимостта е ниска, пилотът може да не успее да види нищо близо до пистата, което да му помогне да прецени действителната си височина над земята. Тази ситуация е рискована, независимо дали кацнат или не - и това всъщност е най-добрият сценарий.
Вторият случай е по-сложен. Наличието на два радарни висотомера не е важно само в случай, че някой се повреди. Също така е полезно за определяне дали някой е счупен. Ако системите на автопилота и екипажът на полета получат две различни показания, ясно е, че поне едно от тях не е правилно. В някои от тези самолети „тази ситуация може да не доведе до предупреждение на пилота да прекрати кацането“. При неправилна надморска височина, екипажът вероятно ще се конфигурира за кацане или твърде рано, или твърде късно, което ще доведе до твърдо кацане или до „катастрофален удар с земята.”
Сега за третия случай. Когато радарните висотомери отчитат две различни височини, системите на автопилота ще идентифицират несъответствието. По принцип това е същото като първия случай, при който пилотът трябва да реши дали може безопасно да приземи самолета без радарен висотомер. В доклада обаче се посочва, че на някои самолети системата за автопилот ще продължи да използва неправилни данни. Ако пилотът не осъзнае това навреме, резултатите вероятно ще бъдат катастрофални. Това е причината за катастрофата на полет 1951 на Turkish Airlines през 2009 г.
Четвъртият случай е най-опасният досега. Когато и двата радарни висотомера предоставят едни и същи показания за надморска височина, системата за автопилот и екипажът на полета няма да могат да разберат, че са грешни. Това ще доведе до „системата за автоматично кацане, която изпълнява маневрата на факела и забавянето на автоматичната газ в неправилния момент“. Ако самолетът е твърде нисък, той ще се разбие директно в земята. Ако самолетът наистина е по-висок от очакваното, той все още ще се разбие в земята, но първо ще спре.
Това е причината за катастрофата на полет 1951 на Turkish Airlines през 2009 г.
Докладът подчертава, че макар да не е много вероятно тази ситуация да се случи, тя е особено опасна, тъй като радарните висотомери рядко се провалят по време на кацане. Сега внедряването на 5G може да въведе още един риск за стресиращия процес на кацане при условия на ниска видимост. Смущенията, които засегнаха пътническите самолети, бяха причинени от фундаментални емисии, които могат да бъдат блокирани от филтри. Инсталирането на лентови байпасни филтри на всеки самолет би отнело години, но те не могат да бъдат единственото решение. Филтрите не могат да блокират фалшиви емисии, които са над безопасната граница за самолети и хеликоптери от категория 2. Според RTCA, авиационната индустрия и мобилната безжична индустрия трябва да работят заедно за решения.
Групата за мобилна индустрия оспорва констатациите
CTIA е търговска асоциация за членове на индустрията за безжични комуникации. Малко след подаването на доклада на RTCA, CTIA спорен много от техническите аспекти на доклада, включително нивата на 5G мощност, използвани в модела, границата на безопасност и най-лошия сценарий за кацане. CTIA също така твърди, че „безжичната индустрия не е имала представа за развитието на доклада RTCA“, оставяйки ги „без възможността да прегледат и разберат данните“.
Целта на доклада на RTCA беше да предостави на FCC „техническа позиция в авиационната индустрия,“ но представители на безжичната индустрия предоставиха някои данни. Докладът включва обмен на информация с Техническа работна група 3 (TWG-3). RTCA и CTIA бяха представени в TWG-3, която беше сформирана от C-Band Multi-Stakeholder Group. Техният обмен на информация се състои от въпроси и отговори от 12 юни 2020 г. до 16 август 2020 г. и е достъпен изцяло в Приложение Б. TWG-3 разпуснати през ноември 2020 г., тъй като членовете не успяха да постигнат консенсус.
Приложение C (по-горе) включва всички коментари, направени по време на процеса на публично коментиране преди публикуването на доклада. Някои от 30-те коментара на CTIA бяха включени в доклада, но не всички. SC-239 предоставя конкретна причина всеки път, когато отхвърля препоръка, независимо дали е от CTIA или от друга страна.
CTIA също не е съгласна с констатациите на доклада на RTCA поради това, което смята за разумна причина: 5G се внедрява по целия свят без видими проблеми със смущенията. В своята 4 март 2021 г., писмоCTIA предполага, че в Япония 90 000
Други са съгласни с тази точка. „Не е ясно дали ще има широко разпространен проблем“, казва Грийнгарт. „Американската армия е работила близо до тези честоти в продължение на десетилетия без инциденти, както и други страни вече работи с 5G мрежи в близки честотни ленти, отново без ясни проблеми със смущенията авионика."
„Нямаме представа дали тези проблеми са реални или не“, казва Саша Сеган, водещият анализатор на PCMag. „Едната страна казва, че са, другата казва, че не са. Но ще отбележа, че превозвачите тестват C-обхвата от няколко месеца и нито един истински хеликоптер не е паднал от небето.
Сеган остава оптимист за плановете на мобилната индустрия. „Ако има проблеми, те могат да бъдат коригирани като част от изграждането на мрежата – например поставяне на забранени зони около летищата и насочване на антенните панели надолу. Единственият начин, по който мога да видя това забавяне на 5G, включва използването на по-малко големи макро-сайтове (големите клетъчни кули) и повече малки сайтове в сградите.“
През април CTIA и представители на AT&T, T-Mobile, U.S. Cellular и Verizon повторен че „комисията правилно определи, че C-Band 5G може да работи без да причинява смущения, да не говорим вредни смущения за съседни услуги в близките ленти.“ Те „призоваха комисията да пренебрегне RTCA Докладвай.
Авиационната индустрия подкрепя доклада на RTCA
През май 20 авиационни групи подаде отговор на опита на CTIA да дискредитира доклада на RTCA. Тези групи („Организации, подкрепящи авиационната безопасност или OSAS“) включват търговски асоциации, най-големият съюз на пилоти, компании като Garmin и Honeywell, които произвеждат оборудване за авиацията, и други. Организациите твърдят, че твърденията на CTIA „показват липса на разбиране по отношение на авиацията и космонавтиката проектиране, сертифициране, производство и операции, включително основите на анализа на безопасността на въздухоплаването.“
След като прочетете някои от корекциите, е трудно да не се съглася с това. Като само един пример, CTIA заяви, че резултатите се намаляват от радарен алтиметър, който „не може да бъде сертифициран от комисионна през последните 40 години.“ OSAS посочи, че въпросният радарен алтиметър е произведен през 2020 г. и че моделът е широко разпространен използвани. Очевидно CTIA е объркала датата на разрешение на модела за възрастта на това устройство.
Като оставим настрана техническите аспекти на критиката на CTIA, OSAS направи две точки, които си струва да се отбележат. Първият е, че CTIA не оспорва констатациите относно 5G фалшиви емисии, които са причинили най-значителните смущения за самолети и хеликоптери от категория 2. Второ, аргументът на CTIA, че „липсата на доклади за широко разпространени смущения на висотомера“ опровергава доклада на RTCA, по дефиниция е аргумент без доказателства. Липсата на доклади не е доказателство, че няма да има намеса.
Не всички ли използват C-лента?
В САЩ C-обхватът все още не се използва за 5G. Повече базови станции ще предоставят повече тестови случаи в реалния свят и повече потенциал за опасни смущения. И погледнете за кои честотни ленти се използват
Това е в съответствие с информацията, предоставена от FCC. Лицензите в по-голямата част от Европа следват указанията на Групата за политика на радиочестотния спектър на Европейската комисия, която налага 3,4-3,8 GHz да бъде първата основна лента за 5G. Докато Австралия проучва възможността за използване на спектъра 3,7-4,2 GHz за
Графиката по-горе е от доклад подготвени за CTIA. Ако САЩ продължат с плана си да издават лицензи над горните граници на други страни, тогава разпределението на спектъра на други държави не може да се използва, за да се твърди, че няма риск от намеса. И в двата случая предупреждения от страни като Франция и на Обединени арабски емирства предполагат, че доверието, основано на липсата на проблеми с интерференцията досега, може да е неоправдано.
По-малко намеса, повече сътрудничество
CTIA казва, че „единствен доклад с недостатъци“ не е достатъчен, за да докаже, че C-band 5G ще причини вредни смущения на близките ленти. Това може да е вярно, но същото е мнението на авиационната индустрия, че докладът на RTCA е „единственото задълбочено проучване на безопасността, подкрепено от авиацията експертиза по предмета.“ Тъй като индустриите се движат в две различни посоки, единственото нещо, което е ясно, е необходимостта от повече информация.
Когато групи от авиационната индустрия разговаряха с FCC през август, те повториха своето предупреждение: радарните висотомери предоставят много критични услуги и смущенията могат да имат каскадни последици. Има мерки, които авиационната индустрия може да предприеме сама, като инсталиране на байпасни филтри, но завършването на този проект преди 5G услугата в C-обхватът започва през декември е „практическа невъзможност“. С други думи, безжичната индустрия също трябва да вземе някои предпазни мерки, за да затвори „смекчаването празнина.”
Как би изглеждало затварянето на „пропастта за смекчаване“? Посегнахме към Майк Дано, редакционен директор на 5G and Mobile Strategies for Light Reading, издание за професионалисти в телекомуникационната индустрия. „Ако се сметне за необходимо,
Дано казва, че друго решение би било замяната на радарните висотомери с модели, които не са толкова податливи на смущения. „Това очевидно би отнело време и би било скъпо. Но търгът за спектър в C-обхват събра 81 милиарда долара в печеливши оферти. И подозирам, че авиоиндустрията е много наясно с тази сума.
Представители на авиационната индустрия настояват, че споделят целта за напредък на 5G.
Авиационната индустрия поиска от FCC да се присъедини към FAA и да работи за прилагане на решения. Представители на авиационната индустрия настояват, че споделят целта за напредък на 5G. В крайна сметка те също използват безжични услуги.
Но Сеган от PCMag смята, че това е опит за прехвърляне на вината. „FCC вече промени плана за C-обхвата, за да отговори на проблемите на авиационната индустрия; проблемът е, че според мнението на авиационната индустрия не е променен достатъчно. Цялата линия „работа с FAA“ е просто опит да се измести дискусията към това, което те възприемат като по-благоприятен съд за тях.“ Той отива за да добавите: „Това е много шум и скептикът в мен наистина се чуди дали въздушната индустрия се опитва да накара превозвачите да плащат за нови висотомери."
И така, къде ни оставя това?
RTCA създава стандарти и насоки, които формират основата на разпоредбите на FAA и правят всеки полет възможно най-безопасен. Когато се качите на полет, имате всички основания да вярвате, че самолетът ще ви достави безопасно. Но както казва Дано: „Трудно е да се знае дали 5G ще засегне самолетите. Това е въпрос, който ще бъде обсъден от хардкор RF инженери. FAA, FCC и NTIA ще бъдат арбитри на този дебат. Ще кажа, че като пътешественик със сигурност не искам
Дебатът вече се провежда. Авиационната индустрия твърди, че има сериозни рискове, а безжичната индустрия казва, че предпазните мерки са достатъчни. Най-малкото трябва да очакваме FAA и FCC да постигнат консенсус.
Препоръки на редакторите
- Огромната преднина на T-Mobile в скоростите на 5G не отива никъде
- Новият рутер M6 Pro на Netgear ви позволява да използвате бърз 5G навсякъде, където отидете
- 5G на T-Mobile все още е несравним – но дали скоростите са стабилни?
- Ето колко бърз е всъщност 5G на вашия Samsung Galaxy S23
- Snapdragon X75 на Qualcomm въвежда следващата ера на 5G свързаност
