5G-udrulning har været en katastrofe i USA. Her er grunden

Efter flere uger med falske starter og alvorlige advarsler fra luftfartsindustrien, i dag er dagen det AT&T og Verizon går live med deres nye C-band 5G-spektrum.

Dagens udrulning markerer kulminationen på mere end et års arbejde fra Federal Communications Commission (FCC) og luftfartsselskaber til at allokere og bortauktionere det nye spektrum, efter at både AT&T og Verizon vandt rekordstore bud for at sikre store bidder af det.

Det har dog også været et år med skænderier mellem Federal Aviation Administration (FAA), US Department of Transportation og embedsmænd fra luftfartsindustrien, hvoraf mange har forudsagt næsten katastrofale konsekvenser for flyrejser, hvis det nye spektrum gå live.

Historien indtil videre

Havde det været op til FAA og det amerikanske transportministerium, ville der aldrig have været en C-bånd-spektrumauktion overhovedet. Så langt tilbage som i december 2020 advarede luftfartseksperter fra både civile og militære sider om "katastrofale" konsekvenser på grund af potentiel interferens mellem de nye 5G frekvenser og almindelige flyinstrumenter som radarhøjdemålere.

En rapport fra december 2020 af Forsvarets nyheder var den første til at sætte fokus på interne diskussioner mellem chefen for FAA og nummer to i Transportministeriet. Disse to højtstående embedsmænd sendte et fælles notat til den daværende FCC-formand Ajit Pai, hvor de opfordrede FCC til at standse salget af det nye C-båndspektrum, så spørgsmålet kunne studeres nærmere.

FCC svarede ved at sige, at det havde udført sine egne tekniske undersøgelser, der viste, at der var ringe eller ingen risiko involveret. Det nægtede at forsinke spektrumauktionen, idet det erklærede, at det havde til hensigt at fortsætte som planlagt.

Efter FCC's beslutning begyndte det amerikanske forsvarsministerium og Department of Homeland Security krybende for at sikre, at det foreslåede spektrum ikke ville have nogen negative virkninger på militæret fly. På det tidspunkt bemærkede Defense News, at Pentagon ikke havde undersøgt virkningerne og derfor ikke havde etableret en formel holdning til salget.

Det bedste scenario var ifølge embedsmænd, at afdelingen skulle "bruge millioner af dollars og tusindvis af mandetimer til at designe, anskaffe og installere nye radarhøjdemålere på tværs af militærets luftbårne flåde systemer."

Det værste tilfælde, som en højtstående embedsmand udtrykte det, var, at "der vil ske ulykker, ejendom vil blive ødelagt, og folk vil dø."

Et civilt anliggende

Interessant nok, selvom den civile luftfartsindustri har slået alarm i de sidste par måneder, har den militære side været bemærkelsesværdig stille. Mens den mest velgørende fortolkning ville være, at Pentagon studerede spørgsmålet og fastslog, at det ikke var en big deal, er det lige så muligt, at forsvarsministeriet simpelthen dyppede ned i sine relativt dybe lommer og stille og roligt opgraderede sin hardware bag scener.

Flyindustrien har ikke nødvendigvis den samme mulighed. For én ting er det ansvarligt for sikkerheden for civile passagerer, og for det andet er disse for-profit virksomheder, der har betydeligt mere begrænsede budgetter, og velsagtens større og mere forskelligartede flåder af fly.

Der har været diskussioner mellem flyselskaberne, FAA og det amerikanske transportministerium om tildeling af ressourcer at hjælpe med at opgradere eller udskifte potentielt berørt udstyr, men det er stadig en massiv opgave, både logistisk og politisk.

Til dato har flyselskaberne i stedet krævet, at AT&T og Verizon skal vente med at implementere det nye spektrum. I november blev de to luftfartsselskaber enige om at udskyde deres udrulninger fra 5. december 2021 til 5. januar 2022 for at give FAA og andre eksperter mere tid til at studere virkningerne.

I december blev luftfartsselskaberne også enige om at begrænse C-bånds 5G-effektniveauer omkring lufthavne i de første seks måneder for at hjælpe med at undgå interferens, og ved den nye år, var de gået et skridt videre og blev enige om at oprette udelukkelseszoner, hvor de nye C-bånds frekvenser slet ikke ville blive implementeret i mindst seks måneder.

Ved at insistere på, at disse indrømmelser burde være mere end nok til at dæmpe frygten hos luftfartstjenestemænd, afviste AT&T og Verizons administrerende direktører oprindeligt en anmodning tidligere på måneden for endnu en to-ugers forlængelse, som kun gav efter efter en dag med intense samtaler mellem Det Hvide Hus, FAA, FCC og anden industri interessenter.

I sidste ende gik rederierne modvilligt med til at give FAA sine to uger i bytte for, hvad der så ud som en fast erklæring fra præsident Joe Biden selv om, at udrulningen ville fortsætte som planlagt i januar 19.

Båndbredde forurening

Det ser dog ud til, at denne indrømmelse ikke har beroliget flyindustrien. Embedsmænd og ledere fortsætter med at advare om katastrofale konsekvenser, hvis det nye spektrum forsvinder online som planlagt - selvom både AT&T og Verizon er blevet enige om at give lufthavne en bred kaj til nu.

Grunden til bekymringen er, at frekvenserne i det nye C-bånd 5G-spektrum er tæt på dem, der bruges af kritiske flyinstrumenter.

Det kontroversielle C-båndsspektrum, der ligger i 3,7-3,98 GHz-området, ligger lige under de 4,2-4,4 GHz-frekvenser, der bruges af radarhøjdemålere. Moderne militære, kommercielle og civile fly, og endda mange ubemandede luftsystemer og avancerede droner, bruger alle disse instrumenter. De er afgørende for at måle, hvor langt et fly er over jorden, når det håndterer den slags dårlige vejrforhold, der forhindrer traditionelle barometriske højdemålere i at fungere korrekt.

Det er dette, der gør radarhøjdemålere til et så vigtigt stykke sikkerhedsudstyr. Under ideelle vejrforhold kan piloter stole på andre instrumenter, og endda deres egne øjne, til at måle afstande, når de lander i en lufthavn. Ved dårlig sigtbarhed er radarhøjdemåleren dog alt, hvad de har, og hvis den ikke virker, eller viser en højde, der er for høj, så har piloten ingen mulighed for at vide, hvornår de er ved at ramme jorden.

Teknisk set er 4,2GHz, som er den nederste ende af radarhøjdemålerens frekvenser, stadig over 200MHz væk fra de højeste C-bånds spektrumfrekvenser, som top ud ved 3,98GHz. Så du tror måske, at det er en sund sikkerhedsmargin for at forhindre interferens, og det er netop det punkt, som FCC og luftfartsselskaberne er fremstilling.

Desværre er andre eksperter uenige og citerer et fænomen kendt som båndbreddeforurening. Som Interessant teknik forklarer, at det er muligt for en stærk koncentration af signaler i et givet frekvensområde at "bløde igennem" i højere frekvenser, hvilket i det mindste forårsager en vis interferens.

Dette er analogt med problemet med lysforurening, der gør det svært at se stjernerne om natten, når du er tæt på en by. Du kan være 20 miles uden for en større by, men koncentrationen af ​​millioner af lys, der kommer fra den, vil stadig gøre det svært at se meget af noget på nattehimlen.

Mens FCC insisterer på, at det har undersøgt problemet og fastslået, at dette ikke vil ske, har luftfartsindustrien sine egne undersøgelser, der er blevet en kilde til bekymring. EN Forskningspapir 2020 af Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA), en uafhængig teknologistandardgruppe, der repræsenterer lufttransportindustrien, viste bevis for, at 5G telekommunikation i C-båndsspektret har potentialet til at forårsage "skadelig interferens" til radarhøjdemålere.

Selvom AT&T og Verizon fortsat insisterer på, at der ikke er noget problem, er de også blevet enige om at oprette en udelukkelseszone omkring en FAA-designet liste over lufthavne, svarende til hvad der gøres i andre lande som f.eks Frankrig. Men de har også kun forpligtet sig til at gøre dette i seks måneder, hvorefter alle væddemål er slået fra.

Flyselskaber er sat på grund

Det er svært at sige, hvad luftfartsmyndighederne håbede på, da alle sider så ud til at acceptere en to-ugers forsinkelse. Efter alle rapporter virkede tingene hyggelige for to uger siden, men nogle antog måske simpelthen, at tidslinjen ville ende med at blive forlænget yderligere.

Da dagens udrulning dukkede op i horisonten, blev flyselskaberne dog betydeligt mere ophidsede. Et fælles brev udsendt tidligere på ugen af ​​administrerende direktører for alle de store amerikanske flyselskaber og luftfragtselskaber advarede om, at tænding af de nye C-bånds radiofrekvenser "kunne potentielt strander titusindvis af amerikanere i udlandet" og forårsager "kaos" for indenrigsflyvninger inden for USA. "Nationens handel vil gå i stå," brevet advaret.

Flere udenlandske flyselskaber meddelte den 18. januar, at de ville aflyse flyvninger til USA som følge af den nye spektrumudrulning. Eksplicit citerer den nye 5G-udrulning, Emirates suspenderede på ubestemt tid alle flyvninger til Boston, Chicago, Dallas-Fort Worth, Houston, Miami, San Francisco og Seattle, samt Newark, New Jersey og Orlando, Florida.

I mellemtiden, Japan Airlines (JAL) aflyste amerikanske fly for Boeing 777'er til Chicago, Los Angeles og New Yorks JFK-lufthavn, med henvisning til potentiel interferens med radiohøjdemålere fra 5G-udrulningen på de specifikke fly. Japans Air Nippon Airlines (ANA) kom også med en lignende meddelelse, og det samme gjorde Air India.

De pågældende flyselskaber gav senere efter, i det mindste delvist, sandsynligvis som et resultat af, at Det Hvide Hus præciserede, at 5G ville blive forsinket nær "nøglelufthavne." EN udtalelse fra Biden sent i går takkede Verizon og AT&T for "at acceptere at forsinke 5G indsættelse omkring vigtige lufthavne og for at fortsætte samarbejdet med Transportministeriet om sikker 5G udrulning på dette begrænsede sæt af lokationer."

JUST IN: Emirates præsident siger til CNN, at flyselskabet ikke var klar over nogle af de potentielle 5G-udrulningsproblemer før i går morges og kaldte det "en af ​​de mest kriminelle, fuldstændig uansvarlige" situationer, han har set i sin luftfart karriere https://t.co/Z3a4gTQ6Fo

— CNN (@CNN) 19. januar 2022

Efter denne erklæring meddelte Japans JAL og ANA begge, at de ville genindsætte deres normale amerikanske tidsplaner fra den 20. januar og fremefter, mens Emirates gik med til at genoptage udvalgte flyvninger til Boston, Houston og San Francisco, selvom de andre forbliver suspenderet indtil videre, på trods af at disse lufthavne også er på FAA's udelukkelse liste.

"Denne aftale beskytter flyvesikkerheden og tillader luftfartsoperationer at fortsætte uden væsentlige afbrydelser og vil bringe flere muligheder for højhastighedsinternet til millioner af amerikanere," sagde Biden.

Hvordan vi kom hertil

Der er klare politiske faktorer på spil her, især presset på FCC fra den nuværende og tidligere administration for hurtigt at udvide 5G teknologi På tværs af USA har implementeringen af ​​5G af de fleste amerikanske luftfartsselskaber været noget af et rod fra begyndelsen, og FCC kan bestemt ikke tage hele skylden for det.

I modsætning til de cellulære teknologier, der er kommet før, bruger 5G en meget bredere række af frekvensområder, og der er afvejninger på tværs af hele spektret.

I den ene ende har du det ultra-højfrekvente mmWave-spektrum, som løber i den nederste kant af Extremely High Frequency (EHF)-området: 26GHz og derover. Dette er et godt stykke uden for rækkevidden af ​​frekvenser, der bruges af civil luftfart, eller stort set alt andet, som normale mennesker sandsynligvis vil være bekymrede over.

En af grundene til dette er, at frekvenserne i EHF-spektret er ekstremt kort rækkevidde. Andet udstyr, der opererer i dette område, omfatter avancerede telekommunikationssystemer, satellit-atmosfærisk overvågning systemer, militær våbenradar, sikkerhedsskærmsystemer ved lufthavnskontrolposter, politiets hastighedsradar og noget medicinsk applikationer.

I den anden ende af spektret er 600MHz 5G-implementeringerne, som har stor rækkevidde, men ikke tilbyder hastigheder, der er meget af en forbedring i forhold til nuværende 4G/LTE-teknologier.

Da de amerikanske luftfartsselskaber begyndte at udrulle 5G for et par år siden, tog de alle dramatisk forskellige tilgange. Verizon gik efter hastighed over dækning og implementerede mmWave-transceivere i større bycentre over hele landet. Dette gjorde det muligt for dem at prale af hastigheder i området 500 Mbps til 2 Gbps, men problemet er, at 99 procent af Verizon-kunder ikke får 5G overhovedet.

T-Mobile tog den modsatte tilgang med det mål at udrulle dækning vidt og bredt, udlejning dets kunder får "5G"-indikatoren på deres enheder, selvom hastighedsforbedringerne kun var marginal. T-Mobile brugte primært 600MHz-spektret til at udføre dette, så det hurtigt kunne udvide 5G-dækningen uden at bygge for mange flere tårne. Resultatet var, at T-Mobile blev det første amerikanske luftfartsselskab til at prale 5G dækning i alle 50 stater.

AT&T tog mellemvejen og valgte at forpligte sig til ingen af ​​tilgangene. Måske lære sin lektie af 5G Evolution-debaclet, besluttede den at forblive mere stille med hensyn til at promovere 5G, idet den tog en langsom og stabil tilgang til at rulle ting ud i hele landet ved at bruge en blanding af mmWave og sub-6GHz teknologier.

Hvorfor C-Band er vigtigt

Den største udfordring med at få 5G korrekt implementeret i USA er, at FCC regulerer de fleste af de trådløse frekvenser i USA behøver vi ikke se meget længere end den nuværende kontrovers med luftfartsindustrien for at se, hvorfor dette er nødvendig.

Det søde sted for 5G-teknologi - den løsning, der giver den bedste balance mellem ydeevne og dækning - er i det, der almindeligvis kaldes mellembåndsspektret. Mens mmWave giver fantastisk ydeevne, der kun strækker sig over en afstand på omkring en byblok, går 600MHz langt, men kan ikke håndtere meget mere data, end 4G/LTE allerede kan.

Lige midt i den frekvenssuppe sidder 2GHz til 4 GHz-frekvenserne. Disse giver nok båndbredde til at levere de hastigheder, som brugerne forventer af 5G, samtidig med at de sikrer, at udbydere ikke behøver at sætte millioner af mobiltårne ​​op bare for at få 5G til alle deres kunder.

Desværre bruger mange andre teknologier og enheder også dette mellembåndsspektrum. For eksempel er du sikkert allerede klar over, at 2,4 GHz ofte er, hvor Wi-Fi-routere, trådløse telefoner, babyer skærme, og garageportåbnere live. Selv mikrobølgeovne udsender signaler i dette frekvensområde. Dette er i et område kendt som "S-båndet."

Pre-5G cellulære teknologier lever for det meste under S-båndet, generelt i området fra 600MHz op til omkring 2,3GHz, med de fleste koncentreret omkring 800MHz og 1,9GHz.

Over dette er C-båndsspektret, der almindeligvis bruges af amatørradiotjenester, faste satellittjenester, maritim radio og radiolokaliseringstjenester.

I 2018 fandt FCC imidlertid ud af en måde at frigøre en lille del af 500MHz C-båndsspektrum, i intervallet 3,7 GHz til 4,2 GHz, til brug for "næste generations trådløse netværk" tjenester.” Selvom der havde været satellittjenester i dette bånd, reviderede kommissionen alle licenserne for at frigøre så meget plads som muligt til brug af ny 5G indsættelser.

To år senere, da støvet havde lagt sig, fik FCC udbudte 280 MHz af dette spektrum til auktion til de cellulære bærere. Dette er intervallet 3,7 til 3,98 GHz, hvor nye 5G-tjenester lanceres i dag.

Det nye spektrum lover at blive en game-changer for 5G-teknologi i USA, især fra Verizon og AT&T. Verizon har allerede pralet af, hvordan det vil give det mulighed for at nå millioner af yderligere kunder med "hastigheder op til 10 gange hurtigere end 4G LTE." Det nye spektrum vil udgøre en del af Verizons 5G Ultra Wideband-netværk, som tidligere var begrænset til dets 28GHz og 39GHz mmWave-frekvenser.

På samme måde har AT&T annonceret sine nye C-bånd-udrulninger i otte metroområder og lovet, at det vil dække 200 millioner mennesker ved udgangen af ​​2023.

Hvad med T-Mobile?

Du har måske bemærket, at T-Mobile har været påfaldende fraværende fra hele denne kamp, ​​selvom det faldt $9,3 milliarder på C-band-auktionen sidste år.

Dette skyldes sandsynligvis, at T-Mobile ikke har vist nogen hensigt om at begynde at bruge sit nye C-bånd spektrum på samme måde som sine rivaler.

Fra begyndelsen har T-Mobile haft et es i ærmet. Det ejede allerede licenser til en betydelig del af 2,5 GHz S-båndsspektrum, der kom ud af fusionen med Sprint for et par år siden.

Sprint brugte oprindeligt disse 2,5 GHz-frekvenser til 4G/LTE-tjenester, men efter fusionen blev den nye T-Mobile begyndte at lukke de ældre Sprint-tårne ​​ned og rydde vejen for at genbruge disse frekvenser til nyere 5G indsættelser.

Da T-Mobile også hentede noget nyt C-bånd spektrum sidste år, var det annonceret  dette var en "strategisk investering", der skulle "supplere dets meget bredere 2,5 GHz fodaftryk i udvalgte by- og forstæder hvor den allerede har et tæt netværk." Resultatet, sagde transportøren, ville være et "mere meningsfuldt præstationsboost for kunder.”

Det lavere frekvensspektrum giver også bedre rækkevidde end det nye C-bånd, mens det stadig leverer imponerende 5G ydeevne, så T-Mobile har virkelig ingen motivation til at begynde at udrulle C-båndsspektret på den måde, som AT&T og Verizon er. Det har sit mellembåndsspektrum, og det har rullet det ud som en del af dets Ultra Capacity 5G service, som allerede dækker mere end 200 millioner kunder.

Hvor skal vi hen herfra?

Nu hvor både AT&T og Verizon er begyndt at opfylde deres C-band visioner, bliver det interessant at se, hvad der sker næste gang. Mens begge selskaber arbejder på at indhente T-Mobile med dette nye C-bånd, kan der være en grænse for, hvor langt og hvor hurtigt de rent faktisk kan komme dertil.

Som PCMag'er Sascha Segan påpeger, at Verizon kan have lavet en taktisk fejl ved at satse for meget på C-båndet. Det købte helt sikkert den største del af det sidste år og brugte hele 45 milliarder dollars på at erhverve det.

Så her er hvorfor @ATT og @T Mobil måske vil hænge @Verizon ud til tørre på C-Band: Verizon har (1) problemer med overbelastning og (2) har lagt mange æg i C-Band-kurven. Med det nye Auktion 110-resultat ved udgangen af ​​dette år @ATT vil have 40MHz af

— Sascha Segan (@saschasegan) 18. januar 2022

Problemet er, at Verizon har brugt en formue på at investere i det mest omstridte stykke spektrum derude, og det er sandsynligt, at denne kontrovers ikke vil dø ned nogen tid snart. Det er muligt, at Verizon aldrig vil være i stand til at implementere sit nye spektrum i nærheden af ​​lufthavne, hvilket efterlader sine kunder enten med 4G/LTE-service eller et 5G-tilbud, der virkelig ikke er bedre end 4G/LTE.

På den anden side har AT&T afdækket sine indsatser lidt. For nylig valgte det 40MHz spektrum, som flyselskaberne ikke vil bekymre sig om, hvilket kunne forklare, hvorfor det tager en betydeligt mere reserveret tilgang til hele situationen. Som Segan antyder, kan AT&T meget vel spille begge sider mod midten og omfavne længere forsinkelser og større udelukkelseszoner for at give det en konkurrencefordel i forhold til Verizon, hvilket ville være meget mere hæmmet af sådanne flytter sig.

I mellemtiden sidder T-Mobile smukt og har ingen del i den aktuelle kontrovers, mens han har en ubestridt 100MHz en del af 2,5 GHz-spektrum, som det allerede var ved at rulle ud til kunder måneder før det nye C-bånd overhovedet kom op for auktion.

En ting, der stadig står klart, er, at T-Mobile har et betydeligt forspring i 5G-spillet, og konsekvent tjener højeste score af ethvert amerikansk luftfartsselskab for hastighed, dækning og pålidelighed - en kundeemne, der kun ser ud til at være stigende. Vi kan ikke tælle Verizon og AT&T ud endnu, men det er klart, at begge luftfartsselskaber har arbejdet for dem med at udskille nok C-bånd til at gøre sandt 5G en realitet for deres kunder.

Redaktørens anbefalinger

• T-Mobiles store forspring inden for 5G-hastigheder går ingen vegne
• Bor i et landområde? Verizon 5G er ved at blive bedre for dig
• Her er, hvor hurtigt 5G på din Samsung Galaxy S23 virkelig er
• T-Mobile efterlader AT&T og Verizon i 5G-støvet
• Verizons billigste 5G ubegrænsede plan er lige blevet endnu billigere