La industria inalámbrica móvil se está preparando para implementar 5G en todo el país y 6G ya está en desarrollo, pero millones de personas en Estados Unidos ni siquiera tienen acceso a Internet en sus hogares.
Contenido
- La industria aeronáutica habla
- El Informe RTCA
- El grupo de la industria móvil cuestiona las conclusiones
- La industria de la aviación apoya el informe RTCA
- ¿No todo el mundo usa la banda C?
- Menos interferencia, más cooperación
- Entonces, ¿dónde nos deja eso?
Esta diferencia en el acceso se denomina “brecha digital” y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) está tratando de cerrarla.
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Parte de su plan es permitir que las empresas de telefonía móvil utilicen el espectro de transmisión en la banda de 3,7-3,98 GHz, comúnmente conocida como “Banda C.” Con una licencia para utilizar la banda C, las empresas de servicios inalámbricos pueden proporcionar 5G servicio a través de estaciones base relativamente pequeñas. Esto facilitaría llevar 5G a las zonas rurales, donde ofrecer Internet a través de fibra requiere una infraestructura vasta y costosa para relativamente pocos clientes. Verizon, AT&T y T-Mobile gastaron más de 80 mil millones de dólares en subastas para obtener estas licencias de banda C.
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La FCC emitió formalmente los cambios de política en marzo de 2020. El informe y orden (R&O) fue el resultado de casi tres años de consideración, durante los cuales se invitó al público a comentar sobre el asunto. Hubo una amplia gama de partes interesadas, desde NPR hasta la Iglesia Mormona, pero los grupos de la industria de la aviación estuvieron entre los más involucrados.
La industria aeronáutica habla
Las preocupaciones de la industria de la aviación giran en torno a un equipo llamado radar altímetro (o radioaltímetro). El altímetro de radar es utilizado por todo tipo de aviones para medir la altitud, la distancia entre el avión y el suelo. Funciona transmitiendo una señal hacia el suelo y luego determina la altitud en función del tiempo que tarda la señal en reflejarse en el suelo y regresar al avión.
¿Entonces, cuál es el problema? Los altímetros de radar funcionan en la banda de frecuencia de 4,2-4,4 GHz. El R&O colocaría los servicios 5G, incluidos los dispositivos que los pasajeros llevan habitualmente a bordo (como teléfonos móviles y tabletas), en la banda adyacente. En agosto de 2021, los grupos de la industria de la aviación advirtió la FCC que si los servicios de banda C interfieren con los altímetros de radar, podemos esperar "importantes perturbaciones en los viajes aéreos de pasajeros, el transporte comercial y los servicios críticos de helicópteros".
Los grupos de la industria de la aviación son muy conscientes de lo susceptibles que son los altímetros de radar a las interferencias. en un carta 2017 a la FCC, el Instituto de Sistemas de Vehículos Aeroespaciales (AVSI) explicó que los planes anteriores para utilizar el La banda C para telecomunicaciones fue rechazada porque estudios anteriores encontraron que la interferencia era tan impredecible.
"La objeción de la industria de la aviación es comprensible", Tecnoesponcial dijo el analista Avi Greengart en un correo electrónico. “Dado que el gobierno ya ha asignado frecuencias de banda C a 5G, si hay problemas, particularmente con sistemas de radar más antiguos o fuera de especificaciones, impondrá costos a la industria de la aviación para mejorar actuación."
El R&O estableció límites de potencia y emisiones para las estaciones base 5G para evitar interferencias. El buffer de 220 megahercios entre la banda de 3,7-3,98 GHz y la banda de 4,2-4,4 GHz utilizada por los altímetros de radar es el doble del buffer mencionado en un Carta de 2018 de Boeing. Incluso con estas precauciones, el R&O coincidió con AVSI en que era necesario realizar más estudios. Se alentó a los grupos de la industria móvil y de la aviación a crear un grupo de múltiples partes interesadas para descubrir cómo proceder de manera segura.
Al final resultó que, más estudios sólo complicarían el asunto.
El Informe RTCA
La actualización de los altímetros de radar ya era una prioridad para la industria de la aviación. En diciembre de 2019, una organización sin fines de lucro con sede en Estados Unidos, RTCA, formó el Comité Especial 239 (SC-239) para estudiar el asunto. RTCA desarrolla estándares y orientación técnica para reguladores gubernamentales. Los miembros de RTCA provienen de organizaciones gubernamentales y privadas de todo el mundo y tienen experiencia en la industria de la aviación.
En respuesta al llamado de la FCC para formar grupos de múltiples partes interesadas, el SC-239 se convirtió en el Grupo de Trabajo 5G SC-239. Cualquier persona con experiencia relevante podría contribuir, incluidos representantes de la industria inalámbrica. Su objetivo era estudiar la posible interferencia de
Señales mezcladas
Antes de ver los resultados, vale la pena comprender los conceptos básicos del problema. Los altímetros de radar funcionan a un nivel de potencia bajo y reciben señales relativamente débiles. A una altitud de crucero, la señal habrá viajado al menos 30.000 pies hasta el suelo y de regreso.
En lo que respecta a las estaciones base y dispositivos móviles 5G, normalmente emitirán señales en la banda 3,7-3,98 GHz. Éstas se denominan “emisiones fundamentales” y están fuera del ancho de banda normal de los radioaltímetros, por lo que pueden filtrarse. Pero incluso con un filtro, es posible que una señal fuerte abrume al receptor del altímetro del radar, lo que se denomina "interferencia de bloqueo".
Piensa en estas fuertes señales como si fuera comida picante. Cuando comes algo picante, tus papilas gustativas empiezan a adormecerse. No probarás el siguiente bocado. Esto es lo que el bloqueo de interferencias hace en los altímetros de radar. La señal más débil es eliminada por la más fuerte.
Estas fuentes 5G también pueden crear “emisiones espurias”. Se trata de señales no deseadas en la banda 4,2-4,4 GHz. Dado que estas señales están dentro del mismo ancho de banda que se supone que deben recibir los altímetros de radar, no se pueden filtrar. El altímetro del radar no tiene forma de diferenciarlos de la señal de retorno, por lo que puede determinar la altitud incorrectamente.
La señal más débil es eliminada por la más fuerte.
Un informe de altitud falso es un error grave que puede provocar que otros sistemas respondan de forma inapropiada. Los altímetros de radar funcionan durante todo el vuelo y los datos no solo se muestran al piloto. Los datos de altitud se alimentan de sistemas importantes, como el sistema para evitar colisiones de tráfico y el sistema de transmisión y vigilancia dependiente automática, que monitores el espacio aéreo para evitar colisiones en el aire. En octubre de 2020, el Informe RTCA arrojar algo de luz sobre el peligro de los informes de altitud falsos durante el aterrizaje.
Houston, tenemos un problema
El Informe RTCA utilizó dos escenarios para modelar su evaluación. Estos escenarios utilizan rutas de vuelo reales para ver cómo la interferencia de las estaciones base LTE cercanas puede afectar a las aeronaves durante el aterrizaje si esas estaciones se actualizaran a 5G. Un escenario modela helicópteros que vuelan hacia el Centro Médico de Texas en Houston, y el otro modela la aproximación a la pista 27L en el Aeropuerto Internacional O'Hare de Chicago.
En aras de la simplicidad, comencemos con los helicópteros. El Centro Médico de Texas en Houston está lleno. Hay 21 hospitales en un área de dos millas cuadradas y muchos de ellos tienen helipuertos en la azotea. El complejo médico también cuenta con estaciones base móviles por toda la zona.
Las estaciones base hipotéticas causaron interferencias perjudiciales en cada aproximación a cada helipuerto. La interferencia fue suficiente para que en algunos casos los altímetros de radar quedaran inoperables. Aparte de las estaciones base, los equipos de los usuarios, como los teléfonos móviles, causaron “un riesgo significativo de interferencias perjudiciales” en los altímetros de radar de los helicópteros. En resumen, el despliegue de 5G podría afectar seriamente la capacidad de los helicópteros para navegar por las ciudades, donde tienen que moverse con cuidado cerca de una variedad de obstáculos, incluidos otros aviones.
El otro escenario involucra aviones que se acercan a la pista 27L de O'Hare. La interferencia de las bases estuvo por encima del umbral seguro para aviones pequeños (Categoría 2) durante gran parte de la aproximación, pero disminuyó a medida que los aviones bajaron de altitud. Esto podría causar varios problemas durante el aterrizaje, pero en realidad no es la parte más preocupante del informe.
Potencial de catástrofe
Los aviones más grandes de Categoría 1, como los aviones comerciales o de pasajeros, tienen un umbral de seguridad más alto para la interferencia. En el cuadro siguiente, la línea sólida es el umbral y el margen de seguridad está en rojo. Un tipo de estación base 5G causó suficiente interferencia como para cruzar el umbral, y sólo en determinadas situaciones, pero esos raros casos son particularmente peligrosos.
Tenga en cuenta el gran pico de interferencia a unos 275 pies. La mayoría de los aviones de pasajeros tienen dos altímetros de radar y una interferencia por encima del umbral podría provocar que ambos funcionen mal. Dado que es posible que no funcionen de la misma manera, el informe describe cuatro resultados:
- Ambos altímetros radar dejan de funcionar;
- Uno deja de funcionar y el otro informa la altitud de forma imprecisa;
- Ambos proporcionan lecturas de altitud inexactas, pero las lecturas son diferentes;
- Ambos proporcionan lecturas de altitud inexactas que son iguales.
En el primer caso, la tripulación de vuelo tiene que decidir si es seguro aterrizar el avión. El pico de interferencia se produjo a unos 275 pies, dejando a la hipotética tripulación de vuelo con unos 20 segundos hasta el aterrizaje. Si la visibilidad es baja, es posible que el piloto no pueda ver nada cerca de la pista que pueda ayudarle a estimar su altura real sobre el suelo. Esta situación es riesgosa, aterricen o no, y en realidad es el mejor de los casos.
El segundo caso es más complicado. Tener dos altímetros de radar no sólo es importante en caso de que uno se estropee. También es útil para determinar si uno está roto. Si los sistemas de piloto automático y la tripulación de vuelo reciben dos lecturas diferentes, está claro que al menos una de ellas no es correcta. En algunos de estos aviones, “esta situación puede no dar como resultado que el piloto sea alertado para abortar el aterrizaje”. Con una altitud incorrecta, el La tripulación probablemente se configurará para aterrizar demasiado pronto o demasiado tarde, lo que resultará en un aterrizaje forzoso o en “un impacto catastrófico con el suelo."
Pasemos ahora al tercer caso. Cuando los altímetros del radar informen de dos altitudes diferentes, los sistemas de piloto automático identificarán la discrepancia. Esto es básicamente lo mismo que en el primer caso, donde el piloto tiene que decidir si puede aterrizar el avión de forma segura sin un altímetro de radar. Sin embargo, el informe señala que en algunos aviones, el sistema de piloto automático seguirá utilizando datos incorrectos. Si el piloto no se da cuenta de esto a tiempo, es probable que los resultados sean catastróficos. Esto es lo que provocó el accidente del vuelo 1951 de Turkish Airlines en 2009.
El cuarto caso es con diferencia el más peligroso. Cuando ambos altímetros de radar proporcionan las mismas lecturas de altitud, el sistema de piloto automático y la tripulación de vuelo no tendrán forma de saber que son incorrectas. Esto dará como resultado que "el sistema de aterrizaje automático ejecute la maniobra de enderezamiento y el retardo del acelerador automático en el momento incorrecto". Si el avión está demasiado bajo, se estrellará directamente contra el suelo. Si el avión está realmente más alto de lo esperado, igualmente se estrellará contra el suelo, pero primero se detendrá.
Esto es lo que provocó el accidente del vuelo 1951 de Turkish Airlines en 2009.
El informe enfatiza que, si bien es poco probable que ocurra esta situación, es particularmente peligrosa porque los altímetros de radar rara vez fallan durante el aterrizaje. Ahora, el despliegue de 5G puede introducir un riesgo más al estresante proceso de aterrizaje en condiciones de baja visibilidad. Las interferencias que afectaron a los aviones de pasajeros fueron causadas por emisiones fundamentales, que pueden bloquearse mediante filtros. Instalar filtros de derivación de banda en todos los aviones llevaría años, pero no puede ser la única solución. Los filtros no pueden bloquear las emisiones espurias, que estaban por encima del límite seguro para aviones y helicópteros de categoría 2. Según RTCA, la industria de la aviación y la industria inalámbrica móvil deben trabajar juntas para encontrar soluciones.
El grupo de la industria móvil cuestiona las conclusiones
CTIA es una asociación comercial para miembros de la industria de las comunicaciones inalámbricas. Poco después de que se presentara el informe RTCA, CTIA cuestionado Muchos de los aspectos técnicos del informe, incluidos los niveles de potencia 5G utilizados en el modelo, el margen de seguridad y el peor escenario de aterrizaje. CTIA también argumenta que “la industria inalámbrica no tuvo conocimiento del desarrollo del Informe RTCA”, dejándolos “sin la capacidad de revisar y comprender los datos”.
El propósito del Informe RTCA fue proporcionar a la FCC la “puesto técnico de la industria aeronáutica” pero los representantes de la industria inalámbrica sí proporcionaron algunos datos. El informe incluye un intercambio de información con el Grupo de Trabajo Técnico 3 (GTT-3). RTCA y CTIA estuvieron representadas en el TWG-3, que fue formado por el Grupo de Múltiples Partes Interesadas de la Banda C. Su intercambio de información se compone de preguntas y respuestas con fecha del 12 de junio de 2020 al 16 de agosto de 2020 y está disponible en su totalidad en el Apéndice B. GTT-3 disuelto en noviembre de 2020 porque los miembros no pudieron llegar a un consenso.
El Apéndice C (arriba) incluye todos los comentarios realizados durante un proceso de comentarios públicos antes de la publicación del informe. Algunos de los 30 comentarios de la CTIA se incorporaron al informe, pero no todos. SC-239 proporcionó una razón específica cada vez que rechazaba una recomendación, ya fuera de la CTIA o de otra parte.
CTIA tampoco está de acuerdo con las conclusiones del Informe RTCA por lo que considera una razón de sentido común: 5G se está implementando en todo el mundo sin problemas aparentes de interferencia. En su Carta del 4 de marzo de 2021., CTIA sugiere que los 90.000 habitantes de Japón
Otros están de acuerdo con este punto. "No está claro que vaya a haber un problema generalizado", afirma Greengart. “El ejército estadounidense ha operado cerca de estas frecuencias durante décadas sin incidentes, y otros países lo han hecho. Ya hemos estado operando redes 5G en bandas de frecuencia cercanas, nuevamente sin problemas claros de interferencia. aviónica”.
"No tenemos idea de si estos problemas son reales o no", dice Sasha Segan, analista principal de PCMag. “Un lado dice que sí, el otro dice que no. Pero debo señalar que los portaaviones han estado probando la banda C durante algunos meses y ningún helicóptero ha caído del cielo”.
Segan sigue siendo optimista sobre los planes de la industria móvil. “Si hay problemas, se pueden solucionar como parte de la construcción de la red, por ejemplo colocando zonas de exclusión alrededor de los aeropuertos y apuntando paneles de antena hacia abajo. La única forma en que puedo ver esta desaceleración de 5G implica el uso de menos macrositios grandes (las grandes torres de telefonía celular) y más sitios pequeños en los edificios”.
En abril, CTIA y representantes de AT&T, T-Mobile, U.S. Cellular y Verizon reiterado que “la comisión determinó correctamente que la banda C 5G puede funcionar sin causar interferencias, y mucho menos interferencia perjudicial a servicios vecinos en bandas cercanas”. “Instaron a la comisión a desconocer la RTCA Informe."
La industria de la aviación apoya el informe RTCA
En mayo, 20 grupos de aviación presentó una respuesta al intento de la CTIA de desacreditar el Informe RTCA. Estos grupos (“Organizaciones que apoyan la seguridad de la aviación u OSAS”) incluyen asociaciones comerciales, sindicato de pilotos más grande, empresas como Garmin y Honeywell que fabrican equipos para la aviación, y otros. Las organizaciones argumentan que las afirmaciones de la CTIA “muestran una falta de comprensión sobre la aviación y el sector aeroespacial”. diseño, certificación, fabricación y operaciones, incluidos los fundamentos del análisis de seguridad de la aviación”.
Después de leer algunas de las correcciones, es difícil no estar de acuerdo con eso. A modo de ejemplo, CTIA afirmó que los resultados están siendo controlados por un altímetro de radar que “no podría haber sido certificado por el comisión en los últimos 40 años”. OSAS señaló que el altímetro radar en cuestión fue fabricado en 2020, y que el modelo es ampliamente usado. Al parecer, CTIA confundió la fecha de autorización del modelo con la antigüedad de esa unidad.
Dejando de lado los aspectos técnicos de la crítica de la CTIA, OSAS destacó dos puntos que vale la pena señalar. La primera es que la CTIA no cuestiona las conclusiones sobre las emisiones espurias de 5G, que causaron la interferencia más significativa para aviones y helicópteros de Categoría 2. En segundo lugar, el argumento de la CTIA de que “la falta de informes sobre interferencia generalizada de los altímetros” refuta el Informe RTCA es, por definición, un argumento sin pruebas. La falta de informes no es prueba de que no habrá interferencias.
¿No todo el mundo usa la banda C?
En EE. UU., la banda C aún no se utiliza para 5G. Más estaciones base proporcionarán más casos de prueba en el mundo real y más posibilidades de interferencias peligrosas. Y un vistazo a qué bandas de espectro se utilizan para
Esto es consistente con la información proporcionada por la FCC. Las licencias en la mayor parte de Europa siguen las directrices del Grupo de Política del Espectro Radioeléctrico de la Comisión Europea, que exige que 3,4-3,8 GHz sea la primera banda principal para 5G. Mientras Australia investiga la posibilidad de utilizar el espectro de 3,7-4,2 GHz para
El cuadro de arriba es de un informe preparado para la CTIA. Si Estados Unidos sigue adelante con su plan de emitir licencias por encima de los límites superiores de otros países, entonces La asignación de espectro de otros países no se puede utilizar para argumentar que no hay riesgo de interferencia. En cualquier caso, las advertencias de países como Francia y el Emiratos Árabes Unidos sugieren que la confianza basada en la falta de problemas de interferencia hasta el momento puede no estar justificada.
Menos interferencia, más cooperación
CTIA dice que “un único informe defectuoso” no es suficiente para demostrar que la banda C 5G causará interferencias dañinas en las bandas cercanas. Puede que sea cierto, pero también lo es el argumento de la industria de la aviación de que el Informe RTCA es “el único estudio de seguridad exhaustivo respaldado por la aviación”. experiencia en el tema." Con las industrias moviéndose en dos direcciones diferentes, lo único que está claro es la necesidad de más información.
Cuando los grupos de la industria de la aviación hablaron con la FCC en agosto, repitieron su advertencia: los altímetros de radar brindan muchos servicios críticos y la interferencia puede tener consecuencias en cascada. Hay medidas que la industria de la aviación puede tomar por sí sola, como instalar filtros de derivación de banda, pero terminar ese proyecto antes de que llegue el servicio 5G. El inicio de la banda C en diciembre es “una imposibilidad práctica”. En otras palabras, la industria inalámbrica también necesita tomar algunas precauciones para cerrar la "mitigación". brecha."
¿Cómo sería cerrar la “brecha de mitigación”? Nos acercamos a Mike Dano, director editorial de 5G and Mobile Strategies for Light Reading, una publicación para profesionales de la industria de las telecomunicaciones. “Si se considera necesario, el
Dano dice que otra solución sería reemplazar los altímetros de radar con modelos que no sean tan susceptibles a las interferencias. “Eso obviamente llevaría mucho tiempo y sería costoso. Pero la subasta de espectro de banda C recaudó 81 mil millones de dólares en ofertas ganadoras. Y sospecho que la industria aérea es muy consciente de esa cantidad”.
Los representantes de la industria de la aviación insisten en que comparten el objetivo de avanzar en 5G.
La industria de la aviación pidió a la FCC que se uniera a la FAA y trabajara para implementar soluciones. Los representantes de la industria de la aviación insisten en que comparten el objetivo de avanzar en 5G. Después de todo, también utilizan servicios inalámbricos.
Pero Segan de PCMag cree que esto es un intento de echarle la culpa. “La FCC ya cambió el plan de la banda C para dar cabida a las preocupaciones de la industria de la aviación; el problema es que, en opinión de la industria de la aviación, no se cambió lo suficiente. Toda la línea de “trabajar con la FAA” es sólo un intento de cambiar la discusión hacia lo que ellos perciben como un tribunal más favorable para ellos”. El va Y luego añade: “Hay mucho ruido, y el escéptico que hay en mí realmente se pregunta si la industria aérea está intentando que las compañías aéreas paguen por nuevos aviones. altímetros”.
Entonces, ¿dónde nos deja eso?
RTCA produce estándares y guías que forman la base de las regulaciones de la FAA y hacen que cada vuelo sea lo más seguro posible. Cuando aborda un vuelo, tiene todas las razones para creer que el avión lo llevará sano y salvo. Pero como dice Dano: “Es difícil saber si el 5G afectará a los aviones. Ésa es una cuestión que será debatida por los ingenieros de RF más experimentados. La FAA, la FCC y la NTIA serán los árbitros de ese debate. Diré que, como viajero, ciertamente no quiero
El debate ya está en marcha. La industria de la aviación dice que existen riesgos graves y la industria inalámbrica dice que las salvaguardias son suficientes. Como mínimo, deberíamos esperar que la FAA y la FCC lleguen a un consenso.
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