Внедрение 5G в США обернулось катастрофой. Вот почему

После нескольких недель фальстартов и страшные предупреждения от авиационной промышленности, сегодня отмечается день, когда AT&T и Verizon запускают свой новый спектр 5G C-диапазона.

Сегодняшнее развертывание знаменует собой кульминацию более чем годовой работы Федеральной комиссии по связи (FCC) и операторам выделить и продать с аукциона новый спектр после того, как AT&T и Verizon выиграли рекордные ставки на получение куски его.

Однако это также был год споров между Федеральным авиационным управлением (FAA), Министерством транспорта США и представители авиационной отрасли, многие из которых предсказывали почти катастрофические последствия для авиаперевозок, если новый спектр живи.

История до сих пор

Если бы это зависело от FAA и Министерства транспорта США, то вообще никогда бы не было аукциона на использование спектра C-диапазона. Еще в декабре 2020 года авиационные эксперты как с гражданской, так и с военной стороны предупреждали о «катастрофических» последствиях из-за потенциального вмешательства между новыми 5G частоты и обычные авиационные приборы, такие как радиолокационные высотомеры.

Отчет за декабрь 2020 г. Новости обороны был первым, кто обратил внимание на внутренние дискуссии между главой FAA и вторым лицом в Министерстве транспорта. Эти два высокопоставленных чиновника направили совместный меморандум тогдашнему председателю FCC Аджиту Паю, в котором призвали FCC приостановить продажу нового спектра C-диапазона, чтобы можно было более внимательно изучить этот вопрос.

В ответ FCC заявила, что провела собственные технические исследования, показавшие, что риск практически отсутствует. Он отказался отложить аукцион спектра, заявив, что намерен продолжать двигаться вперед, как и планировалось.

После решения Федеральной комиссии по связи Министерство обороны США и Министерство внутренней безопасности США начали изо всех сил стараются гарантировать, что предлагаемый спектр не окажет негативного воздействия на военных самолет. В то время Defense News отметило, что Пентагон не изучал последствия и, следовательно, не выработал официальной позиции по поводу продажи.

В лучшем случае, по мнению чиновников, ведомству придется «потратить миллионы долларов и тысячи человеко-часов для разработки, закупки и установки новых радиолокационных высотомеров на военном флоте воздушно-десантных системы».

В худшем случае, как выразился один высокопоставленный правительственный чиновник, «произойдут несчастные случаи, имущество будет уничтожено, а люди погибнут».

Гражданское дело

Интересно, что, несмотря на то, что отрасль гражданской авиации в последние несколько месяцев бьет тревогу, военная сторона ведет себя на удивление тихо. Хотя наиболее снисходительной интерпретацией было бы то, что Пентагон изучил проблему и решил, что это не имеет большого значения, это в равной степени возможно, что министерство обороны просто залезло в свои относительно глубокие карманы и незаметно модернизировало свое оборудование за сцены.

Авиакомпания не обязательно имеет такой же выбор. С одной стороны отвечает за безопасность гражданских пассажиров, а с другой - это коммерческие компании со значительно более ограниченным бюджетом и, возможно, более крупным и разнообразным парком самолет.

Между авиакомпаниями, FAA и Министерством транспорта США ведутся переговоры о распределении ресурсов. чтобы помочь модернизировать или заменить потенциально затронутое оборудование, но это все еще масштабное мероприятие, как с точки зрения логистики, так и политически.

На сегодняшний день авиакомпании вместо этого требуют, чтобы AT&T и Verizon отложили развертывание нового спектра. В ноябре два перевозчика договорились отложить развертывание с 5 декабря 2021 года до 5 января 2022 года, чтобы дать FAA и другим экспертам больше времени для изучения последствий.

В декабре операторы связи также договорились ограничить уровни мощности 5G в диапазоне C вокруг аэропортов в течение первых шести месяцев, чтобы избежать помех, а к новым году они пошли еще дальше, согласившись установить зоны отчуждения, где новые частоты C-диапазона вообще не будут задействованы в течение как минимум шести лет. месяцы.

Настаивания на этих уступках должно быть более чем достаточно, чтобы подавить опасения авиационных чиновников, генеральные директора AT&T и Verizon изначально отклонили запрос. ранее в этом месяце на еще одно двухнедельное продление, уступившее только после дня интенсивных переговоров между Белым домом, FAA, FCC и другими представителями отрасли. заинтересованные стороны.

В конце концов, перевозчики неохотно согласились дать FAA две недели в обмен на то, что казалось твердое заявление самого президента Джо Байдена о том, что развертывание будет проходить в соответствии с графиком в январе 19.

Загрязнение полосы пропускания

Однако похоже, что эта уступка не успокоила авиаиндустрию. Чиновники и руководители продолжают предупреждать о катастрофических последствиях, если новый спектр исчезнет. онлайн в соответствии с графиком, хотя и AT&T, и Verizon согласились дать аэропортам широкое место для сейчас.

В основе беспокойства лежит близость частот в новом спектре C-диапазона 5G к частотам, используемым критически важными авиационными приборами.

Спорный спектр C-диапазона, расположенный в диапазоне 3,7–3,98 ГГц, находится чуть ниже частот 4,2–4,4 ГГц, используемых радиолокационными высотомерами. Эти инструменты используются в современных военных, коммерческих и гражданских самолетах и ​​даже во многих беспилотных авиационных системах и дронах высокого класса. Они имеют решающее значение для измерения того, насколько далеко самолет находится над землей при работе в неблагоприятных погодных условиях, которые не позволяют традиционным барометрическим высотомерам работать должным образом.

Именно это делает радиовысотомеры таким важным элементом оборудования для обеспечения безопасности. В идеальных погодных условиях пилоты могут полагаться на другие приборы и даже на собственные глаза, чтобы измерять расстояние при посадке в аэропорту. Однако в условиях плохой видимости радар-высотомер - это все, что у них есть, и если он не работает или показывает слишком большая высота, то пилот не может знать, когда он вот-вот упадет на землю.

С технической точки зрения, частота 4,2 ГГц, которая является нижней границей частот радиовысотомера, по-прежнему находится на расстоянии более 200 МГц от самых высоких частот спектра C-диапазона, которые достигает максимальной частоты 3,98 ГГц. Таким образом, вы можете подумать, что это достаточный запас прочности для предотвращения помех, и это именно то, что FCC и операторы связи изготовление.

К сожалению, другие эксперты не согласны, ссылаясь на явление, известное как загрязнение полосы пропускания. Как Интересная инженерия объясняет, что сильная концентрация сигналов в заданном частотном диапазоне может «просачиваться» на более высокие частоты, вызывая, по крайней мере, некоторые помехи.

Это аналогично проблеме светового загрязнения, из-за которого трудно увидеть звезды ночью, когда вы находитесь недалеко от города. Вы можете быть в 20 милях от крупного города, но концентрация миллионов огней, исходящих от него, по-прежнему будет мешать видеть что-либо в ночном небе.

В то время как FCC настаивает на том, что она изучила проблему и решила, что этого не произойдет, у авиационной отрасли есть свои собственные исследования, которые стали источником беспокойства. А исследовательская работа 2020 г. Радиотехнической комиссией по воздухоплаванию (RTCA), независимая группа по технологическим стандартам, представляющая авиатранспортную отрасль, представила доказательства того, что 5G телекоммуникации в спектре C-диапазона могут создавать «вредные помехи» для радиолокационных высотомеров.

Хотя AT&T и Verizon продолжают настаивать на том, что проблем нет, они также договорились создать зона отчуждения вокруг списка аэропортов, разработанного FAA, аналогично тому, что делается в других странах, таких как Франция. Тем не менее, они также обязались делать это только в течение шести месяцев, после чего все ставки сняты.

Авиакомпании приземлились

Трудно сказать, на что надеялись авиационные чиновники, когда все стороны согласились на двухнедельную отсрочку. По всем сообщениям, две недели назад все казалось благоприятным, но, возможно, некоторые просто предположили, что сроки в конечном итоге будут продлены.

Однако по мере того, как на горизонте маячило сегодняшнее развертывание, авиакомпании стали значительно более взволнованными. В совместном письме, разосланном ранее на этой неделе генеральными директорами всех крупных авиакомпаний США и компаний по грузовым авиаперевозкам, содержится предупреждение о том, что включение новых радиочастот C-диапазона «может потенциально может оставить десятки тысяч американцев за границей» и вызвать «хаос» на внутренних рейсах в США. «Торговля в стране остановится», — говорится в письме. предупредил.

18 января несколько иностранных авиакомпаний объявили об отмене рейсов в США в связи с внедрением нового спектра. Явно ссылаясь на развертывание нового 5G, Эмирейтс на неопределенный срок приостановила все рейсы в Бостон, Чикаго, Даллас-Форт-Уэрт, Хьюстон, Майами, Сан-Франциско и Сиэтл, а также Ньюарк, Нью-Джерси и Орландо, Флорида.

Между тем, Japan Airlines (JAL) отменены рейсы в США для самолетов Boeing 777 в Чикаго, Лос-Анджелес и аэропорт имени Джона Кеннеди в Нью-Йорке, ссылаясь на потенциальные помехи для радиовысотомеров из-за развертывания 5G на этих конкретных самолетах. Японская авиакомпания Air Nippon Airlines (ANA) также сделала аналогичное заявление, как и Air India.

Авиакомпании, о которых идет речь, позже уступили, по крайней мере, частично, вероятно, в результате того, что Белый дом пояснил, что 5G будет отложен возле «ключевых аэропортов». А заявление Байдена вчера поздно вечером поблагодарил Verizon и AT&T за «согласие отложить 5G развертывание вокруг ключевых аэропортов и продолжить работу с Министерством транспорта по безопасному 5G развертывание в этом ограниченном наборе мест».

ТОЛЬКО В: Президент Эмирейтс сообщает CNN, что авиакомпания не знала о некоторых потенциальных проблемах с развертыванием 5G до тех пор, пока вчера утром, назвав это "одной из самых безответственных и безответственных" ситуаций, которые он видел в своей авиации. карьера https://t.co/Z3a4gTQ6Fo

— CNN (@CNN) 19 января 2022 г.

После этого заявления японские JAL и ANA объявили, что с 20 января вернут свои обычные расписания в США, в то время как Эмирейтс согласилась возобновить некоторые рейсы в Бостон, Хьюстон и Сан-Франциско, хотя остальные пока приостановлены, несмотря на то, что эти аэропорты также находятся в исключении FAA. список.

«Это соглашение защищает безопасность полетов и позволяет авиационным операциям продолжаться без значительных сбоев и предоставит миллионам американцев больше возможностей для высокоскоростного интернета», — сказал Байден.

Как мы сюда попали

Здесь действуют явные политические факторы, в частности, давление на FCC со стороны нынешней и бывшей администрации с целью быстрого расширения. технология 5G по всей территории США. Однако развертывание 5G большинством американских операторов с самого начала было чем-то вроде беспорядка, и FCC, конечно, не может взять на себя всю вину за это.

В отличие от технологий сотовой связи, появившихся ранее, 5G использует гораздо более широкий диапазон частот, и во всем спектре есть компромиссы.

С одной стороны, у вас есть сверхвысокочастотный спектр mmWave, который находится на нижней границе диапазона сверхвысоких частот (EHF): 26 ГГц и выше. Это далеко за пределами диапазона любых частот, используемых гражданской авиацией, или чего-либо еще, что может интересовать обычных людей.

Одной из причин этого является то, что частоты в КВЧ-спектре имеют чрезвычайно малый диапазон. Другое оборудование, работающее в этом диапазоне, включает высококлассные телекоммуникационные системы, спутниковый мониторинг атмосферы. системы, радар военного оружия, системы безопасности на контрольно-пропускных пунктах в аэропортах, полицейский радар скорости и некоторые медицинские Приложения.

На другом конце спектра находятся развертывания 5G с частотой 600 МГц, которые имеют большой радиус действия, но не предлагают скорости, которые значительно улучшаются по сравнению с текущими технологиями 4G/LTE.

Когда несколько лет назад американские операторы начали внедрять 5G, все они использовали совершенно разные подходы. Verizon сделала ставку на скорость, а не на покрытие, развернув приемопередатчики mmWave в крупных городских центрах по всей стране. Это позволило им похвастаться скоростью в диапазоне от 500 Мбит/с до 2 Гбит/с, но проблема в том, что 99 процентов клиентов Verizon не получают 5G совсем.

T-Mobile выбрала противоположный подход, стремясь расширить зону покрытия повсюду, позволяя его клиенты получают индикатор «5G» на своих устройствах, даже если улучшения скорости были только маргинальный. Для этого T-Mobile в основном использовала полосу частот 600 МГц, поэтому она могла быстро расширить зону покрытия 5G, не строив слишком много вышек. В результате T-Mobile стала первым оператором связи в США, который может похвастаться 5G покрытие во всех 50 штатах.

AT&T заняла золотую середину, решив не придерживаться ни одного из подходов. Возможно, извлек урок из фиаско 5G Evolution, было решено молчать о продвижении 5G, применяя медленный и устойчивый подход к развертыванию по всей стране, используя смесь технологий mmWave и sub-6GHz.

Почему C-диапазон важен

Самая большая проблема с правильным развертыванием 5G в США заключается в том, что FCC регулирует большинство беспроводных частот. в США. Нам не нужно заглядывать намного дальше текущего противоречия с авиационной промышленностью, чтобы понять, почему это необходимый.

Лучшее место для технологии 5G — решение, обеспечивающее наилучший баланс между производительностью и покрытием — находится в так называемом среднем диапазоне частот. В то время как mmWave обеспечивает отличную производительность, которая распространяется только на расстояние примерно в городской квартал, 600 МГц — это далеко, но не может обрабатывать гораздо больше данных, чем уже может 4G/LTE.

Прямо посередине этого частотного бульона находятся частоты от 2 ГГц до 4 ГГц. Они обеспечивают достаточную пропускную способность для обеспечения скоростей, которые пользователи ожидают от 5G, а также гарантируют, что операторам связи не придется устанавливать миллионы вышек сотовой связи только для того, чтобы получить 5G всем своим клиентам.

К сожалению, многие другие технологии и устройства также используют этот среднеполосный спектр. Например, вы, вероятно, уже знаете, что частота 2,4 ГГц обычно используется для Wi-Fi-маршрутизаторов, беспроводных телефонов, детских мониторы, и открыватели гаражных ворот живут. Даже микроволновые печи излучают сигналы в этом диапазоне частот. Это находится в районе, известном как «диапазон S».

Сотовые технологии до 5G в основном работают ниже S-диапазона, обычно в диапазоне от 600 МГц до примерно 2,3 ГГц, с большей концентрацией в районе 800 МГц и 1,9 ГГц.

Выше находится спектр C-диапазона, который обычно используется любительскими радиослужбами, фиксированными спутниковыми службами, морской радиосвязью и службами радиолокации.

Однако в 2018 году FCC нашла способ освободить небольшой участок спектра C-диапазона с полосой 500 МГц в диапазоне от 3,7 до 4,2 ГГц для использования «беспроводными сетями следующего поколения». услуги." Хотя в этом диапазоне работали спутниковые службы, комиссия пересмотрела все лицензии, чтобы освободить как можно больше места для использования новым 5G. развертывания.

Два года спустя, когда пыль улеглась, FCC выставить на аукцион 280 МГц этого спектра к сотовым операторам. Это диапазон от 3,7 до 3,98 ГГц, где сегодня развертываются новые услуги 5G.

Новый спектр обещает изменить правила игры для технологии 5G в США, особенно от Verizon и AT&T. Verizon уже хвастался тем, как он позволит ей охватить миллионы дополнительных клиентов «скоростью до 10 раз быстрее, чем 4G LTE». Новый спектр станет частью сети Verizon. 5G Сверхширокополосная сеть, которая ранее была ограничена частотами миллиметрового диапазона 28 ГГц и 39 ГГц.

В том же духе AT&T объявила о развертывании нового диапазона C в восьми городских районах, пообещав, что к концу 2023 года он охватит 200 миллионов человек.

А Т-Мобайл?

Вы, возможно, заметили, что T-Mobile заметно отсутствовала во всей этой драке, хотя в прошлом году она потеряла 9,3 миллиарда долларов на аукционе C-диапазона.

Вероятно, это связано с тем, что T-Mobile не проявляет никакого намерения начать использовать свой новый спектр C-диапазона так же, как его конкуренты.

С самого начала у T-Mobile был туз в рукаве. Она уже владела лицензиями на значительную часть спектра S-диапазона 2,5 ГГц, полученную в результате слияния со Sprint несколько лет назад.

Изначально Sprint использовал эти частоты 2,5 ГГц для услуг 4G/LTE, но после слияния новая T-Mobile начали отключать эти старые башни Sprint, расчищая путь для повторного использования этих частот для более новых 5G. развертывания.

Когда в прошлом году T-Mobile также приобрел новый спектр C-диапазона, он объявил  это была «стратегическая инвестиция», предназначенная для «дополнения гораздо более широкой зоны обслуживания 2,5 ГГц в некоторых городских и пригородных районах». где у него уже есть плотная сеть». Результатом, по словам оператора связи, станет «более значимое повышение производительности для клиенты."

Низкочастотный спектр также обеспечивает больший радиус действия, чем новый C-диапазон, и в то же время обеспечивает впечатляющие возможности 5G. производительности, поэтому у T-Mobile действительно нет мотивации начинать развертывание спектра C-диапазона так, как AT&T и Веризон есть. У него есть свой среднеполосный спектр, и он внедряет его как часть своей сверхмощности. 5G сервис, который уже охватывает более 200 миллионов клиентов.

Куда мы идем отсюда?

Теперь, когда и AT&T, и Verizon приступили к реализации своего видения C-диапазона, будет интересно посмотреть, что будет дальше. В то время как оба оператора работают над тем, чтобы догнать T-Mobile с этим новым C-диапазоном, может быть предел тому, как далеко и как быстро они могут на самом деле добраться туда.

Как PCMag Саша Сеган отмечает, что Verizon, возможно, допустила тактическую ошибку, сделав слишком большую ставку на C-диапазон. Он, безусловно, купил самый большой кусок в прошлом году, потратив на это колоссальные 45 миллиардов долларов.

Так вот почему @АТТ и @T-Mobile может захотеть повеситься @Verizon на C-диапазоне: Verizon (1) имеет проблемы с перегрузкой и (2) положил много яиц в корзину C-диапазона. С новым результатом Аукциона 110 к концу этого года @АТТ будет иметь 40МГц

— Саша Сеган (@saschasegan) 18 января 2022 г.

Проблема в том, что Verizon потратила целое состояние, чтобы инвестировать в самый спорный участок спектра, и вполне вероятно, что этот спор не утихнет в ближайшее время. Вполне возможно, что Verizon никогда не сможет развернуть свой новый спектр рядом с аэропортами, оставив своих клиентов либо застрявшими на услугах 4G/LTE, либо на предложении 5G, которое на самом деле не лучше, чем 4G/LTE.

С другой стороны, AT&T немного подстраховалась. Совсем недавно он выбрал 40 МГц спектра, который не будет интересен авиакомпаниям, что может объяснить, почему он занимает значительно более сдержанный подход ко всей ситуации. Как предполагает Сеган, AT&T вполне может играть за обе стороны против середины, принимая более длительные задержки и более крупные запретные зоны, чтобы дать ему конкурентное преимущество перед Verizon, которому такие ограничения помешали бы в гораздо большей степени. движется.

Между тем, T-Mobile сидит хорошо, не участвуя в нынешних спорах, и в то же время удерживает неоспоримую частоту 100 МГц. кусок спектра 2,5 ГГц, который уже был предоставлен клиентам за несколько месяцев до появления нового C-диапазона аукцион.

Одна вещь, которая все еще ясна, это то, что T-Mobile имеет значительное преимущество в игре 5G, постоянно зарабатывая самые высокие оценки среди всех американских операторов связи по скорости, покрытию и надежности — лидерство, которое только кажется увеличение. Мы пока не можем счесть Verizon и AT&T, но ясно, что у обоих операторов есть своя работа по вырезанию достаточного количества C-диапазона, чтобы воплотить их в реальность. 5G реальность для своих клиентов.

Рекомендации редакции

• Огромный лидер T-Mobile в скорости 5G никуда не денется
• Жить в сельской местности? Verizon 5G скоро станет лучше для вас
• Вот насколько на самом деле быстр 5G на вашем Samsung Galaxy S23
• T-Mobile оставляет AT&T и Verizon в пыли 5G
• Самый дешевый безлимитный тарифный план 5G от Verizon стал еще дешевле