L'industrie du sans fil mobile se prépare à déployer 5G partout au pays, et 6G est déjà en développement – mais des millions de personnes aux États-Unis n’ont même pas accès à l’Internet domestique.
Contenu
- L'industrie aéronautique prend la parole
- Le rapport RTCA
- Un groupe de l'industrie mobile conteste les conclusions
- L'industrie aéronautique soutient le rapport RTCA
- Tout le monde n’utilise-t-il pas la bande C ?
- Moins d’interférences, plus de coopération
- Alors, où en sommes-nous?
Cette différence d’accès est appelée « fracture numérique » et la Commission fédérale des communications (FCC) tente de la combler.
Vidéos recommandées
Une partie de son plan consiste à permettre aux entreprises de téléphonie mobile d'utiliser le spectre de diffusion dans la bande 3,7-3,98 GHz, communément appelée « Bande C.» Avec une licence d'utilisation de la bande C, les entreprises de téléphonie sans fil peuvent fournir 5G service via des stations de base relativement petites. Cela faciliterait l’introduction de la 5G dans les zones rurales, où la fourniture d’Internet via la fibre nécessite une infrastructure vaste et coûteuse pour relativement peu de clients. Verizon, AT&T et T-Mobile ont dépensé plus de 80 milliards de dollars aux enchères pour obtenir ces licences en bande C.
En rapport
- La course à la vitesse 5G est terminée et T-Mobile a gagné
- Vous habitez en zone rurale? Verizon 5G est sur le point de s'améliorer pour vous
- Moto G Power 5G ajoute une fonctionnalité phare à un téléphone économique
La FCC a officiellement publié les changements de politique en mars 2020. Le rapport et commande (R&O) est le résultat de près de trois années de réflexion, au cours desquelles le public a été invité à s'exprimer sur le sujet. Il y avait un large éventail de parties intéressées, de NPR à l'Église mormone, mais les groupes de l'industrie aéronautique ont été parmi les plus impliqués.
L'industrie aéronautique prend la parole
Les préoccupations de l’industrie aéronautique tournent autour d’un équipement appelé radar altimètre (ou radioaltimètre). L'altimètre radar est utilisé par tous types d'avions pour mesurer l'altitude, la distance entre l'avion et le sol. Il fonctionne en transmettant un signal vers le sol, puis en déterminant l'altitude en fonction du temps nécessaire au signal pour se refléter sur le sol et revenir à l'avion.
Donc quel est le problème? Les altimètres radar fonctionnent dans la bande de fréquences 4,2-4,4 GHz. Le R&O placerait les services 5G, y compris les appareils habituellement transportés à bord par les passagers (comme les téléphones portables et les tablettes), sur la bande adjacente. En août 2021, les groupes de l'industrie aéronautique a prévenu la FCC que si les services en bande C interfèrent avec les altimètres radar, nous pouvons nous attendre à « des perturbations majeures du transport aérien de passagers, du transport commercial et des services d’hélicoptères critiques ».
Les groupes de l’industrie aéronautique sont parfaitement conscients de la vulnérabilité des altimètres radar aux interférences. Dans un lettre 2017 à la FCC, l'Aerospace Vehicle Systems Institute (AVSI) a expliqué que les projets antérieurs visant à utiliser le La bande C pour les télécommunications a été supprimée car des études antérieures ont révélé que les interférences étaient si importantes. imprévisible.
« L’objection de l’industrie aéronautique est compréhensible » Techponentiel » a déclaré l'analyste Avi Greengart dans un e-mail. « Puisque le gouvernement a déjà attribué des fréquences en bande C à la 5G, s'il y a des problèmes, notamment avec des systèmes radar plus anciens ou non conformes aux spécifications, cela imposera des coûts à l'industrie aéronautique pour améliorer performance."
Le R&O a établi des limites de puissance et d’émission pour les stations de base 5G afin d’éviter les interférences. La zone tampon de 220 mégahertz entre la bande 3,7-3,98 GHz et la bande 4,2-4,4 GHz utilisée par les altimètres radar est le double de la zone tampon mentionnée dans un Lettre de Boeing de 2018. Même avec ces précautions, le R&O a convenu avec l'AVSI qu'une étude plus approfondie était nécessaire. Les groupes de l'industrie aéronautique et mobile ont été encouragés à créer un groupe multipartite pour déterminer comment procéder en toute sécurité.
Il s’est avéré que des études plus approfondies ne feraient que compliquer la question.
Le rapport RTCA
La mise à jour des altimètres radar était déjà une priorité pour l’industrie aéronautique. En décembre 2019, une organisation à but non lucratif basée aux États-Unis, RTCA, a formé le Comité spécial 239 (SC-239) pour étudier la question. RTCA élabore des normes et des conseils techniques pour les régulateurs gouvernementaux. Les membres du RTCA proviennent d'organisations gouvernementales et privées du monde entier et possèdent une expertise dans l'industrie aéronautique.
En réponse à l'appel de la FCC visant à former des groupes multipartites, le SC-239 est devenu le groupe de travail SC-239 5G. Toute personne possédant une expertise pertinente pourrait contribuer, y compris des représentants de l'industrie du sans fil. Son objectif était d'étudier l'interférence potentielle de
Signaux mixtes
Avant d’examiner les résultats, il convient de comprendre les bases du problème. Les altimètres radar fonctionnent à un faible niveau de puissance et reçoivent des signaux relativement faibles. À l'altitude de croisière, le signal aura parcouru au moins 30 000 pieds jusqu'au sol et retour.
En ce qui concerne les stations de base et les appareils mobiles 5G, ils émettent généralement des signaux dans la bande 3,7-3,98 GHz. Celles-ci sont appelées « émissions fondamentales » et se situent en dehors de la bande passante normale des radioaltimètres, elles peuvent donc être filtrées. Mais même avec un filtre, il est possible qu’un signal fort submerge le récepteur de l’altimètre radar, ce que l’on appelle une « interférence bloquante ».
Pensez à ces signaux forts comme la nourriture épicée. Lorsque vous mangez quelque chose d’épicé, vos papilles gustatives commencent à s’engourdir. Vous n’allez pas goûter la prochaine bouchée. C'est ce que le blocage des interférences fait aux altimètres radar. Le signal le plus faible est effacé par le signal le plus fort.
Ces sources 5G peuvent également créer des « émissions parasites ». Il s'agit de signaux indésirables dans la bande 4,2-4,4 GHz. Étant donné que ces signaux se situent dans la même bande passante que les altimètres radar sont censés recevoir, ils ne peuvent pas être filtrés. L'altimètre radar n'a aucun moyen de les distinguer du signal renvoyé, il peut donc déterminer l'altitude de manière incorrecte.
Le signal le plus faible est effacé par le signal le plus fort.
Un faux rapport d'altitude est une erreur grave qui peut entraîner une réponse inappropriée de plusieurs autres systèmes. Les altimètres radar fonctionnent pendant tout le vol et les données ne sont pas seulement affichées au pilote. Les données d'altitude alimentent des systèmes importants, tels que le système d'évitement des collisions routières et le système de surveillance-diffusion dépendante automatique, qui moniteurs l'espace aérien pour éviter les collisions en vol. En octobre 2020, le Rapport RTCA ont fait la lumière sur le danger des faux rapports d'altitude lors de l'atterrissage.
Houston nous avons un problème
Le rapport RTCA a utilisé deux scénarios pour modéliser son évaluation. Ces scénarios utilisent des trajectoires de vol réelles pour voir comment les interférences des stations de base LTE à proximité peuvent affecter les avions lors de l'atterrissage si ces stations étaient mises à niveau vers la 5G. Un scénario modélise des hélicoptères volant vers le Texas Medical Center à Houston, et l’autre modélise l’approche de la piste 27L de l’aéroport international O’Hare de Chicago.
Par souci de simplicité, commençons par les hélicoptères. Le Texas Medical Center de Houston est bondé. Il y a 21 hôpitaux sur une superficie de deux milles carrés, et beaucoup d’entre eux disposent d’héliports sur le toit. Le complexe médical dispose également de stations de base mobiles dans toute la zone.
Des stations de base hypothétiques ont provoqué des interférences nuisibles à chaque approche de chaque héliport. Les interférences étaient suffisantes pour rendre les altimètres radar inutilisables dans certains cas. Outre les stations de base, les équipements des utilisateurs tels que les téléphones portables provoquaient « un risque important d’interférences nuisibles » aux radars altimétriques des hélicoptères. En bref, le déploiement de la 5G pourrait sérieusement affecter la capacité des hélicoptères à naviguer dans les villes, où ils doivent se déplacer prudemment à proximité de divers obstacles, notamment d’autres avions.
L’autre scénario implique des avions s’approchant de la piste 27L d’O’Hare. Les interférences provenant des bases étaient supérieures au seuil de sécurité pour les petits avions (catégorie 2) pendant une grande partie de l'approche, mais diminuaient à mesure que les avions perdaient de l'altitude. Cela pourrait causer plusieurs problèmes lors de l’atterrissage, mais ce n’est en réalité pas la partie la plus préoccupante du rapport.
Potentiel de catastrophe
Les avions plus gros de catégorie 1, comme les avions commerciaux ou de passagers, ont un seuil de sécurité plus élevé en matière d'interférence. Dans le graphique ci-dessous, la ligne continue représente le seuil et la marge de sécurité est en rouge. Un type de station de base 5G a provoqué suffisamment d’interférences pour franchir le seuil, et seulement dans certaines situations – mais ces rares cas sont particulièrement dangereux.
Notez le grand pic d’interférence à environ 275 pieds. La plupart des avions de passagers sont équipés de deux altimètres radar, et des interférences au-dessus de ce seuil pourraient entraîner un dysfonctionnement des deux. Puisqu’ils peuvent ne pas fonctionner de la même manière, le rapport décrit quatre résultats :
- Les deux altimètres radar cessent de fonctionner ;
- L'un cesse de fonctionner et l'autre indique l'altitude de manière inexacte ;
- Ils fournissent tous deux des lectures d’altitude inexactes, mais les lectures sont différentes ;
- Ils fournissent tous deux des lectures d’altitude inexactes et identiques.
Dans le premier cas, l’équipage de conduite doit décider s’il est sécuritaire de faire atterrir l’avion. Le pic d’interférence s’est produit à environ 275 pieds, laissant à l’équipage de conduite hypothétique environ 20 secondes avant l’atterrissage. Si la visibilité est faible, le pilote risque de ne pas voir quoi que ce soit à proximité de la piste qui puisse l'aider à estimer sa hauteur réelle au-dessus du sol. Cette situation est risquée, qu’ils atterrissent ou non – et c’est en fait le meilleur des cas.
Le deuxième cas est plus délicat. Avoir deux altimètres radar n’est pas seulement important en cas de panne de l’un d’entre eux. C’est également utile pour déterminer si l’un d’entre eux est cassé. Si les systèmes de pilotage automatique et l’équipage de conduite reçoivent deux lectures différentes, il est clair qu’au moins l’une d’entre elles n’est pas correcte. Dans certains de ces avions, « cette situation peut ne pas amener le pilote à être alerté pour interrompre l’atterrissage ». Avec une altitude incorrecte, le l'équipage se préparera probablement à l'atterrissage trop tôt ou trop tard, ce qui entraînera un atterrissage brutal ou « un impact catastrophique avec l'avion ». sol."
Passons maintenant au troisième cas. Lorsque les altimètres radar signalent deux altitudes différentes, les systèmes de pilotage automatique identifient la discordance. C'est fondamentalement la même chose que le premier cas, où le pilote doit décider s'il peut faire atterrir l'avion en toute sécurité sans altimètre radar. Cependant, le rapport souligne que sur certains avions, le système de pilote automatique continuera à utiliser des données incorrectes. Si le pilote ne s’en rend pas compte à temps, les résultats risquent d’être catastrophiques. C’est ce qui a provoqué le crash du vol Turkish Airlines 1951 en 2009.
Le quatrième cas est de loin le plus dangereux. Lorsque les deux altimètres radar fournissent les mêmes lectures d’altitude, le système de pilote automatique et l’équipage de conduite n’auront aucun moyen de savoir qu’ils se trompent. Cela aura pour conséquence que « le système d’atterrissage automatique exécutera la manœuvre d’arrondi et le ralentissement de l’automanette au mauvais moment ». Si l’avion est trop bas, il s’écrasera directement sur le sol. Si l’avion est réellement plus haut que prévu, il va quand même s’écraser au sol, mais il va d’abord décrocher.
C’est ce qui a provoqué le crash du vol Turkish Airlines 1951 en 2009.
Le rapport souligne que même si cette situation est peu probable, elle est particulièrement dangereuse car les altimètres radar tombent rarement en panne lors de l’atterrissage. Désormais, le déploiement de la 5G pourrait introduire un risque supplémentaire dans le processus stressant d’atterrissage dans des conditions de faible visibilité. Les interférences qui ont touché les avions de ligne étaient causées par des émissions fondamentales, qui peuvent être bloquées par des filtres. L’installation de filtres de dérivation de bande sur chaque avion prendrait des années, mais ils ne peuvent pas être la seule solution. Les filtres ne peuvent pas bloquer les émissions parasites, qui dépassaient la limite de sécurité pour les avions et hélicoptères de catégorie 2. Selon RTCA, l'industrie aéronautique et l'industrie du sans fil mobile doivent travailler ensemble pour trouver des solutions.
Un groupe de l'industrie mobile conteste les conclusions
CTIA est une association professionnelle regroupant les membres de l'industrie des communications sans fil. Peu de temps après le dépôt du rapport RTCA, la CTIA contesté de nombreux aspects techniques du rapport, notamment les niveaux de puissance 5G utilisés dans le modèle, la marge de sécurité et le pire scénario d'atterrissage. La CTIA affirme également que « l’industrie du sans fil n’a pas eu connaissance de l’élaboration du rapport RTCA », les laissant « sans la capacité d’examiner et de comprendre les données ».
L'objectif du rapport RTCA était de fournir à la FCC les « Position technique dans l'industrie aéronautique » mais les représentants de l'industrie du sans fil ont fourni certaines données. Le rapport comprend un échange d'informations avec le groupe de travail technique 3 (GTT-3). RTCA et CTIA étaient tous deux représentés au sein du TWG-3, qui a été formé par le groupe multipartite de la bande C. Leur échange d’informations est composé de questions et réponses datées du 12 juin 2020 au 16 août 2020 et est disponible dans son intégralité à l’annexe B. GTT-3 dissous en novembre 2020 parce que les membres n’ont pas réussi à parvenir à un consensus.
L’annexe C (ci-dessus) comprend tous les commentaires formulés lors d’un processus de commentaires publics avant la publication du rapport. Certains des 30 commentaires de la CTIA ont été intégrés au rapport, mais pas tous. SC-239 a fourni une raison spécifique chaque fois qu'il rejetait une recommandation, qu'elle émane de la CTIA ou d'une autre partie.
La CTIA est également en désaccord avec les conclusions du rapport RTCA pour ce qu’elle considère comme une raison de bon sens: la 5G est déployée partout dans le monde sans problème d’interférence apparent. Dans son 4 mars 2021, lettre, la CTIA suggère que les 90 000 habitants du Japon
D'autres sont d'accord avec ce point. "Il n'est pas certain qu'il y aura un problème généralisé", déclare Greengart. « L’armée américaine opère à proximité de ces fréquences depuis des décennies sans incident, et d’autres pays ont exploite déjà des réseaux 5G dans des bandes de fréquences proches, là encore sans problèmes d'interférence évidents. avionique.
« Nous ne savons pas si ces problèmes sont réels ou non », déclare Sacha Segan, l'analyste principal de PCMag. « Un côté dit qu’ils le sont, un autre dit qu’ils ne le sont pas. Mais je noterai que les transporteurs testent la bande C depuis quelques mois maintenant et qu’aucun hélicoptère n’est tombé du ciel.
Segan reste optimiste quant aux projets de l’industrie mobile. « S’il y a des problèmes, ils peuvent être résolus dans le cadre de la construction du réseau – en créant des zones d’exclusion autour des aéroports et en orientant les panneaux d’antenne vers le bas, par exemple. La seule façon pour moi de voir ce ralentissement de la 5G consiste à utiliser moins de grands macro-sites (les grandes tours de téléphonie cellulaire) et davantage de petits sites sur les bâtiments.
En avril, la CTIA et les représentants d'AT&T, T-Mobile, U.S. Cellular et Verizon réitéré que « la commission a correctement déterminé que la bande C 5G peut fonctionner sans provoquer d'interférences, et encore moins brouillage préjudiciable, aux services voisins dans les bandes voisines. Ils « ont exhorté la commission à ignorer le RTCA Rapport."
L'industrie aéronautique soutient le rapport RTCA
En mai, 20 groupes aéronautiques a déposé une réponse à la tentative de la CTIA de discréditer le rapport RTCA. Ces groupes (« Organisations soutenant la sécurité aérienne, ou OSAS ») comprennent des associations professionnelles, les le plus grand syndicat de pilotes, des sociétés comme Garmin et Honeywell qui fabriquent des équipements pour l'aviation, et autres. Les organisations affirment que les affirmations de la CTIA « démontrent un manque de compréhension concernant l’aviation et l’aérospatiale ». conception, certification, fabrication et opérations, y compris les principes fondamentaux de l’analyse de la sécurité aérienne.
Après avoir lu certaines corrections, il est difficile d’être en désaccord avec cela. À titre d’exemple, la CTIA a déclaré que les résultats sont altérés par un altimètre radar qui « n’aurait pas pu être certifié par le commission au cours des 40 dernières années. OSAS a souligné que l'altimètre radar en question a été fabriqué en 2020 et que le modèle est largement répandu. utilisé. Apparemment, la CTIA a confondu la date d’autorisation du modèle avec l’âge de cette unité.
Laissant de côté les aspects techniques de la critique de la CTIA, l’OSAS a souligné deux points qui méritent d’être notés. La première est que la CTIA ne conteste pas les conclusions concernant les émissions parasites de la 5G, qui ont causé les interférences les plus importantes pour les avions et hélicoptères de catégorie 2. Deuxièmement, l’argument de la CTIA selon lequel « l’absence de rapports faisant état d’interférences altimétriques généralisées » réfute le rapport RTCA est, par définition, un argument dépourvu de preuves. L’absence de rapports ne prouve pas qu’il n’y aura pas d’interférence.
Tout le monde n’utilise-t-il pas la bande C ?
Aux États-Unis, la bande C n’est pas encore utilisée pour la 5G. Un plus grand nombre de stations de base fourniront davantage de cas de test réels et davantage de risques d'interférences dangereuses. Et un aperçu des bandes de spectre utilisées pour
Ceci est conforme aux informations fournies par la FCC. Les licences dans la plupart des pays d'Europe suivent les directives du Groupe sur la politique du spectre radioélectrique de la Commission européenne, qui stipule que la bande 3,4-3,8 GHz sera la première bande principale pour la 5G. Alors que l'Australie étudie la possibilité d'utiliser le spectre 3,7-4,2 GHz pour
Le tableau ci-dessus est de un rapport préparé pour le CTIA. Si les États-Unis poursuivent leur projet de délivrer des licences au-delà des limites supérieures des autres pays, alors l’attribution du spectre à d’autres pays ne peut pas être utilisée pour affirmer qu’il n’y a aucun risque de ingérence. Dans les deux cas, les avertissements de pays comme France et le Emirats Arabes Unis suggèrent que la confiance fondée sur l’absence de problèmes d’interférence jusqu’à présent pourrait être injustifiée.
Moins d’interférences, plus de coopération
La CTIA affirme qu’« un seul rapport erroné » ne suffit pas à prouver que la bande C 5G provoquera des interférences nuisibles aux bandes voisines. C’est peut-être vrai, mais l’argument de l’industrie aéronautique selon lequel le rapport RTCA est « la seule étude approfondie sur la sécurité soutenue par l’aviation » l’est tout autant. expertise en la matière. » Alors que les industries tirent dans deux directions différentes, la seule chose qui est claire est la nécessité de davantage de information.
Quand les groupes de l’industrie aéronautique se sont entretenus avec la FCC en août, ils ont réitéré leur avertissement: les altimètres radar fournissent de nombreux services critiques, et les interférences peuvent avoir des conséquences en cascade. Il existe des mesures que l'industrie aéronautique peut prendre seule, comme installer des filtres de dérivation de bande, mais terminer ce projet avant le service 5G dans le Le lancement de la bande C en décembre est « une impossibilité pratique ». En d’autres termes, l’industrie du sans fil doit également prendre certaines précautions pour mettre un terme aux « mesures d’atténuation ». écart."
À quoi ressemblerait la réduction du « déficit d’atténuation »? Nous avons contacté Mike Dano, directeur éditorial de 5G and Mobile Strategies for Light Reading, une publication destinée aux professionnels de l'industrie des télécommunications. « Si cela est jugé nécessaire, le
Dano dit qu’une autre solution consisterait à remplacer les altimètres radar par des modèles moins sensibles aux interférences. « Cela prendrait évidemment beaucoup de temps et coûterait cher. Mais les enchères du spectre en bande C ont permis de récolter 81 milliards de dollars d’offres gagnantes. Et je soupçonne que l’industrie aérienne est très consciente de ce montant.
Les représentants de l’industrie aéronautique insistent sur le fait qu’ils partagent l’objectif de faire progresser la 5G.
L'industrie aéronautique a demandé à la FCC de se joindre à la FAA et de travailler à la mise en œuvre de solutions. Les représentants de l’industrie aéronautique insistent sur le fait qu’ils partagent l’objectif de faire progresser la 5G. Après tout, ils utilisent également les services sans fil.
Mais Segan de PCMag pense qu’il s’agit d’une tentative de rejeter la faute. « La FCC a déjà modifié le plan de la bande C pour répondre aux préoccupations de l'industrie aéronautique; le problème est que, de l’avis de l’industrie aéronautique, la situation n’a pas été suffisamment modifiée. Toute la ligne du « travail avec la FAA » n’est qu’une tentative de déplacer la discussion vers ce qu’ils perçoivent comme un tribunal plus favorable pour eux. » Il part pour ajouter: « Cela fait beaucoup de bruit, et le sceptique en moi se demande simplement si l'industrie aérienne essaie de convaincre les transporteurs de payer pour de nouveaux altimètres.
Alors, où en sommes-nous?
RTCA produit des normes et des directives qui constituent la base des réglementations de la FAA et rendent chaque vol aussi sûr que possible. Lorsque vous embarquez à bord d’un vol, vous avez toutes les raisons de croire que l’avion vous transportera en toute sécurité. Mais comme le dit Dano: « Il est difficile de savoir si la 5G affectera les avions. C’est une question qui sera débattue par les ingénieurs RF chevronnés. La FAA, la FCC et la NTIA seront les arbitres de ce débat. Je dirai qu’en tant que voyageur, je ne veux certainement pas
Le débat est déjà en cours. L'industrie aéronautique affirme qu'il existe de sérieux risques, et l'industrie du sans fil affirme que les mesures de protection sont suffisantes. À tout le moins, nous devrions nous attendre à ce que la FAA et la FCC parviennent à un consensus.
Recommandations des rédacteurs
- L’énorme avance de T-Mobile en matière de vitesses 5G ne va nulle part
- Le nouveau routeur M6 Pro de Netgear vous permet d'utiliser la 5G rapide partout où vous allez
- La 5G de T-Mobile est toujours inégalée, mais les vitesses ont-elles plafonné?
- Voici à quelle vitesse la 5G est réellement disponible sur votre Samsung Galaxy S23
- Le Snapdragon X75 de Qualcomm inaugure la prochaine ère de connectivité 5G
