Uvedba 5G je bila v ZDA katastrofa. Tukaj je razlog

Po nekaj tednih napačnih začetkov in grozljiva opozorila letalske industrije, danes zaznamuje dan, ko se AT&T in Verizon začneta delovati s svojim novim C-pasovnim spektrom 5G.

Današnja uvedba označuje vrhunec več kot enoletnega dela Zvezne komisije za komunikacije (FCC) in operaterji za dodelitev in dražbo novega spektra, potem ko sta AT&T in Verizon zmagala z rekordnimi ponudbami za zagotovitev velikih kosi tega.

Vendar pa je bilo tudi leto prepirov med Zvezno upravo za letalstvo (FAA), Ministrstvom za promet ZDA in uradniki iz letalske industrije, od katerih so mnogi napovedali skoraj katastrofalne posledice za letalski promet, če bi novi spekter pojdi v živo.

Dosedanja zgodba

Če bi bilo odvisno od FAA in Ministrstva za promet ZDA, dražbe spektra C-pasu sploh ne bi bilo. Letalski strokovnjaki tako s civilne kot vojaške strani so že decembra 2020 opozarjali na »katastrofalne« posledice zaradi morebitnih motenj med novimi 5G frekvence in običajne letalske instrumente, kot so radarski višinomeri.

Poročilo iz decembra 2020 avtorja Obrambne novice je bil prvi, ki je osvetlil notranje razprave med vodjo FAA in številko dve na ministrstvu za promet. Ta dva višja uradnika sta takratnemu predsedujočemu FCC Ajitu Paiju poslala skupno sporočilo, v katerem sta FCC pozvala, naj začasno ustavi prodajo novega spektra C-pasu, da bi lahko to vprašanje podrobneje preučili.

FCC se je odzval z besedami, da je izvedel lastne tehnične študije, ki so pokazale, da je tveganje malo ali nič. Zavrnil je odložitev dražbe spektra in izjavil, da namerava nadaljevati po načrtih.

Po odločitvi FCC sta Ministrstvo za obrambo ZDA in Ministrstvo za domovinsko varnost začela poskušali zagotoviti, da predlagani spekter ne bi imel negativnih učinkov na vojsko letalo. Takrat je Defense News opozoril, da Pentagon ni preučil učinkov in zato ni oblikoval uradnega stališča o prodaji.

Najboljši možni scenarij je bil po mnenju uradnikov, da bi moralo ministrstvo »porabiti milijone dolarjev in na tisoče delovnih ur za načrtovanje, nabavo in namestitev novih radarskih višinomerov v vojaški letalski floti sistemi."

V najslabšem primeru, kot je rekel en višji vladni uradnik, je bilo, da "bo prišlo do nesreč, lastnina bo uničena in ljudje bodo umrli."

Civilna zadeva

Zanimivo je, da čeprav je industrija civilnega letalstva zadnjih nekaj mesecev oglašala alarm, je bila vojaška stran neverjetno tiha. Medtem ko bi bila najbolj dobrodelna razlaga, da je Pentagon preučil zadevo in ugotovil, da ni nič posebnega, je prav tako je možno, da je Ministrstvo za obrambo preprosto seglo v svoje relativno globoke žepe in tiho nadgradilo svojo strojno opremo za prizorov.

Ni nujno, da ima letalska industrija enake možnosti. Po eni strani je odgovoren za varnost civilnih potnikov, po drugi strani pa so ti profitni podjetja, ki imajo bistveno bolj omejene proračune in verjetno večje in bolj raznolike flote letalo.

Med letalskimi družbami, FAA in Ministrstvom za promet ZDA so potekale razprave o dodeljevanju sredstev za pomoč pri nadgradnji ali zamenjavi potencialno prizadete opreme, vendar je to še vedno ogromen podvig, tako logistično kot politično.

Do danes so letalske družbe namesto tega zahtevale, da AT&T in Verizon odložita uvedbo novega spektra. Novembra sta se prevoznika strinjala, da preložita svoje uvedbe s 5. decembra 2021 na 5. januar 2022, da bi FAA in drugim strokovnjakom dali več časa za preučevanje učinkov.

Decembra so se prevozniki tudi dogovorili, da bodo prvih šest mesecev omejili ravni moči 5G v C-pasu okoli letališč, da bi se izognili motnjam, z novim leta so šli še korak dlje in se dogovorili, da bodo postavili izključitvena območja, kjer nove frekvence C-pasu sploh ne bodo uporabljene vsaj šest let. mesecih.

Vztrajajoč, da bi morale biti te koncesije več kot dovolj za pomiritev strahov letalskih uradnikov, sta izvršna direktorja AT&T in Verizona prvotno zavrnila zahtevo v začetku tega meseca za še eno dvotedensko podaljšanje, ki je popustilo šele po dnevu intenzivnih pogovorov med Belo hišo, FAA, FCC in drugo industrijo deležniki.

Na koncu so prevozniki neradi privolili, da FAA dajo dva tedna v zameno za tisto, kar se je zdelo trdno izjavo samega predsednika Joeja Bidna, da bo uvedba potekala januarja, kot je bilo predvideno 19.

Onesnaženje pasovne širine

Vendar se zdi, da ta koncesija ni pomirila letalske industrije. Uradniki in vodstvo še naprej opozarjajo na katastrofalne posledice, če bi novi spekter izginil na spletu, kot je načrtovano – čeprav sta se tako AT&T kot Verizon strinjala, da bosta letališčem dala širok privez za zdaj.

Vzrok skrbi je bližina frekvenc v novem spektru C-pasu 5G s frekvencami, ki jih uporabljajo kritični letalski instrumenti.

Kontroverzni spekter pasu C, ki se nahaja v območju 3,7–3,98 GHz, je tik pod frekvencami 4,2–4,4 GHz, ki jih uporabljajo radarski višinomeri. Sodobna vojaška, komercialna in civilna letala ter celo številni brezpilotni zračni sistemi in vrhunski droni uporabljajo te instrumente. So ključnega pomena za merjenje, kako daleč je letalo nad tlemi, ko se soočamo s slabimi vremenskimi razmerami, ki tradicionalnim barometričnim višinomerom preprečujejo pravilno delovanje.

Zaradi tega so radarski višinomeri tako pomemben del varnostne opreme. V idealnih vremenskih razmerah se lahko piloti zanesejo na druge instrumente in celo na lastne oči pri merjenju razdalje pri pristajanju na letališču. Pri slabi vidljivosti pa je radarski višinomer vse, kar imajo, in če ne deluje, ali pokaže višine, ki je previsoka, potem pilot nikakor ne more vedeti, kdaj bosta padla na tla.

Tehnično gledano je 4,2 GHz, ki je spodnja meja frekvenc radarskega višinomera, še vedno več kot 200 MHz oddaljena od najvišjih frekvenc spektra C-pasu, ki največ pri 3,98 GHz. Torej, morda mislite, da je to zdrava varnostna meja za preprečevanje motenj, in prav to je bistvo, ki ga FCC in prevozniki izdelava.

Na žalost se drugi strokovnjaki ne strinjajo in navajajo pojav, znan kot onesnaženje pasovne širine. Kot Zanimiv inženiring pojasnjuje, da je možno, da močna koncentracija signalov v danem frekvenčnem območju "prodre" v višje frekvence, kar povzroči vsaj nekaj motenj.

To je podobno problemu svetlobnega onesnaženja, zaradi katerega ponoči, ko ste blizu mesta, težko vidite zvezde. Lahko ste 20 milj izven večjega mesta, vendar bo zaradi koncentracije milijonov luči, ki izhajajo iz njega, še vedno težko videti marsikaj na nočnem nebu.

Medtem ko FCC vztraja, da je preučila to težavo in ugotovila, da se to ne bo zgodilo, ima letalska industrija lastne študije, ki so postale vir zaskrbljenosti. A 2020 raziskovalna naloga Radiotehnična komisija za aeronavtiko (RTCA), neodvisna skupina za tehnološke standarde, ki predstavlja industrijo zračnega prometa, je pokazala dokaze, da 5G telekomunikacije v spektru C-pasu lahko povzročijo "škodljive motnje" radarskim višinomerom.

Čeprav AT&T in Verizon še naprej vztrajata, da ni problema, sta se tudi strinjala, da bosta ustvarila izključeno območje okoli seznama letališč, ki ga je oblikovala FAA, podobno kot v drugih državah Francija. Vendar so se tudi zavezali, da bodo to počeli le šest mesecev, potem pa so vse stave izključene.

Letalske družbe prizemljene

Težko je reči, na kaj so letalski uradniki upali, ko se je zdelo, da so se vse strani strinjale z dvotedensko zamudo. Po vseh poročilih so se pred dvema tednoma stvari zdele ugodne, toda morda so nekateri preprosto domnevali, da se bo časovnica na koncu še podaljšala.

Ko se je današnja uvedba zarisala na obzorju, so letalske družbe postale precej bolj vznemirjene. Skupno pismo, ki so ga v začetku tega tedna poslali izvršni direktorji vseh večjih ameriških letalskih prevoznikov in podjetij za letalski tovorni promet, je opozorilo, da bi vklop novih radijskih frekvenc C-pasu "lahko potencialno obtičal na desettisoče Američanov v tujini" in povzročil "kaos" za domače lete v ZDA. "Državna trgovina se bo ustavila," je pismo opozorili.

Več tujih letalskih družb je 18. januarja objavilo, da bodo zaradi uvedbe novega spektra odpovedale lete v ZDA. Emirates je izrecno navedel novo uvedbo 5G in za nedoločen čas prekinil vse lete v Boston, Chicago, Dallas-Fort Worth, Houston, Miami, San Francisco in Seattle, pa tudi Newark, New Jersey in Orlando, Florida.

Medtem je Japan Airlines (JAL) odpovedani leti v ZDA za Boeinge 777 v Chicago, Los Angeles in newyorško letališče JFK, pri čemer navaja morebitne motnje radijskih višinomerov zaradi uvedbe 5G na teh posebnih letalih. Japonski Air Nippon Airlines (ANA) sta prav tako objavila podobno napoved, prav tako Air India.

Zadevne letalske družbe so kasneje vsaj delno popustile, verjetno zaradi pojasnila Bele hiše, da bo 5G odložen v bližini "ključnih letališč". A izjava Bidna pozno včeraj se je zahvalil Verizonu in AT&T za »strinjanje z zamudo 5G razporeditev okoli ključnih letališč in nadaljevanje sodelovanja z ministrstvom za promet na varnem 5G uvedbo na tem omejenem naboru lokacij.«

TAKOJ: Predsednik družbe Emirates je za CNN povedal, da letalska družba ni bila seznanjena z nekaterimi morebitnimi težavami pri uvedbi 5G do včeraj zjutraj in jo označil za "eno najbolj prestopniških, skrajno neodgovornih" situacij, ki jih je videl v svojem letalstvu kariera https://t.co/Z3a4gTQ6Fo

— CNN (@CNN) 19. januar 2022

Po tej izjavi sta japonski JAL in ANA napovedala, da bosta od 20. januarja naprej ponovno vzpostavila svoje običajne vozne rede v ZDA, medtem ko so se Emirates strinjali z nadaljevanje izbranih letov v Boston, Houston in San Francisco, čeprav ostali zaenkrat ostajajo začasno ustavljeni, kljub temu, da so tudi ta letališča izključena s strani FAA seznam.

"Ta sporazum ščiti varnost letenja in omogoča nadaljevanje letalskih operacij brez večjih motenj ter bo milijonom Američanov prinesel več možnosti hitrega interneta," je dejal Biden.

Kako smo prišli sem

Tu so na delu jasni politični dejavniki, zlasti pritisk sedanje in nekdanje uprave na FCC, da se hitro razširi 5G tehnologija po ZDA Vendar pa je bila uvedba 5G pri večini ameriških operaterjev že od začetka nekakšna zmešnjava in FCC zagotovo ne more prevzeti vse krivde za to.

Za razliko od celičnih tehnologij, ki so se pojavile prej, 5G uporablja veliko širši obseg frekvenčnih razponov in obstajajo kompromisi v celotnem spektru.

Na eni strani imate ultravisokofrekvenčni mmWave spekter, ki poteka na spodnjem robu območja izjemno visokih frekvenc (EHF): 26 GHz in več. To je precej izven obsega frekvenc, ki jih uporablja civilno letalstvo, ali kar koli drugega, kar bi normalne ljudi verjetno zanimalo.

Eden od razlogov za to so frekvence v EHF spektru izjemno kratkega dosega. Druga oprema, ki deluje v tem območju, vključuje vrhunske telekomunikacijske sisteme, satelitsko spremljanje atmosfere sistemi, vojaški radar za orožje, sistemi varnostnih zaslonov na letaliških kontrolnih točkah, policijski hitrostni radar in nekateri medicinski aplikacije.

Na drugem koncu spektra so uvedbe 5G na 600 MHz, ki imajo velik doseg, vendar ne ponujajo hitrosti, ki bi bistveno izboljšale trenutne tehnologije 4G/LTE.

Ko so ameriški operaterji pred nekaj leti začeli uvajati 5G, so vsi ubrali dramatično različne pristope. Verizon se je odločil za hitrost nad pokritostjo in uvedel sprejemnike mmWave v večjih mestnih središčih po vsej državi. To jim je omogočilo, da se ponašajo s hitrostmi v razponu od 500 Mbps do 2 Gbps, vendar je težava v tem, da 99 odstotkov strank Verizona ne dobi 5G nasploh.

T-Mobile je ubral nasprotni pristop, s ciljem razširiti pokritost daleč naokoli, dajanje v najem njegove stranke dobijo indikator »5G« na svojih napravah, tudi če so bile izboljšave hitrosti le obrobni. T-Mobile je za izvedbo tega v prvi vrsti uporabil spekter 600 MHz, tako da je lahko hitro razširil pokritost 5G, ne da bi zgradil preveč stolpov. Rezultat je bil, da je T-Mobile postal prvi ameriški operater, ki se je lahko pohvalil 5G pokritost v vseh 50 državah.

AT&T je ubral srednjo pot in se odločil, da ne bo uporabil nobenega pristopa. Morda se je iz tega naučil debakel 5G Evolution, se je odločila, da bo ostala tiho glede promocije 5G, s počasnim in enakomernim pristopom k uvajanju stvari po vsej državi z uporabo mešanice tehnologij mmWave in pod 6GHz.

Zakaj je pas C pomemben

Največji izziv pri pravilni uvedbi 5G v ZDA je, da FCC ureja večino brezžičnih frekvenc. v ZDA Ni nam treba iskati veliko dlje od trenutne polemike z letalsko industrijo, da bi ugotovili, zakaj je tako potrebno.

Najboljša točka za tehnologijo 5G – rešitev, ki zagotavlja najboljše ravnovesje med zmogljivostjo in pokritostjo – je v tako imenovanem srednjepasovnem spektru. Medtem ko mmWave zagotavlja odlično zmogljivost, ki se razteza le na razdalji približno mestnega bloka, 600MHz doseže daleč, vendar ne zmore veliko več podatkov, kot jih že lahko 4G/LTE.

Prav sredi te frekvenčne juhe se nahajajo frekvence od 2 GHz do 4 GHz. Ti zagotavljajo dovolj pasovne širine za zagotavljanje hitrosti, ki jih uporabniki pričakujejo od 5G, obenem pa zagotavljajo, da operaterjem ni treba postaviti na milijone mobilnih stolpov, samo da bi dobili 5G vsem svojim strankam.

Na žalost tudi številne druge tehnologije in naprave uporabljajo ta srednjepasovni spekter. Verjetno se na primer že zavedate, da je 2,4 GHz običajno tam, kjer so Wi-Fi usmerjevalniki, brezžični telefoni, otroški monitorji, in odpirači garažnih vrat v živo. Tudi mikrovalovne pečice oddajajo signale v tem frekvenčnem območju. To je območje, znano kot "pas S".

Celične tehnologije pred 5G večinoma živijo pod pasom S, na splošno v območju od 600 MHz do približno 2,3 GHz, pri čemer je večina koncentrirana okoli 800 MHz in 1,9 GHz.

Nad tem je spekter pasu C, ki ga običajno uporabljajo amaterske radijske storitve, fiksne satelitske storitve, pomorski radio in radijske lokacijske storitve.

Leta 2018 pa je FCC odkril način, kako sprostiti majhen del 500 MHz spektra C-pasu v območju od 3,7 GHz do 4,2 GHz za uporabo »naslednje generacije brezžičnih storitev.” Čeprav so v tem pasu delovale satelitske storitve, je komisija pregledala vse licence, da bi sprostila čim več prostora za uporabo z novim 5G. uvajanja.

Dve leti pozneje, ko se je prah polegel, je FCC dal 280 MHz tega spektra na dražbo na mobilne operaterje. To je območje od 3,7 do 3,98 GHz, kjer se danes uvajajo nove storitve 5G.

Novi spekter obljublja, da bo spremenil igro za tehnologijo 5G v ZDA, zlasti od Verizona in AT&T. Verizon se je že pohvalil, kako mu bo omogočil, da doseže milijone dodatnih strank s "hitrostmi do 10x hitrejšimi od 4G LTE." Novi spekter bo del Verizonovega 5G Ultra širokopasovno omrežje, ki je bilo prej omejeno na frekvenci mmWave 28 GHz in 39 GHz.

V istem smislu je AT&T napovedal svoje nove uvedbe pasu C na osmih območjih metrojev in obljubil, da bo do konca leta 2023 pokril 200 milijonov ljudi.

Kaj pa T-Mobile?

Morda ste opazili, da je bil T-Mobile očitno odsoten iz celotnega boja, čeprav je lani na dražbi C-pasu izgubil 9,3 milijarde dolarjev.

To je verjetno zato, ker T-Mobile ni pokazal namena, da bi začel uporabljati svoj novi spekter C-pasu na enak način kot njegovi tekmeci.

Že od začetka je imel T-Mobile asa v rokavu. Imel je že licence za precejšen del spektra S-pasu 2,5 GHz, ki je izšel iz združitve s Sprintom pred nekaj leti.

Sprint je prvotno uporabljal te frekvence 2,5 GHz za storitev 4G/LTE, po združitvi pa je novi T-Mobile začeli zapirati te starejše stolpe Sprint, s čimer so odprli pot za ponovno uporabo teh frekvenc za novejši 5G uvajanja.

Ko je T-Mobile lani pridobil tudi nov spekter C-pasu, je napovedal  to je bila "strateška naložba", namenjena "dopolnitvi njegovega veliko širšega odtisa 2,5 GHz v izbranih mestnih in primestnih območjih kjer že ima gosto mrežo.« Prevoznik je dejal, da bi bil rezultat »bolj smiselno povečanje zmogljivosti za strank.”

Nižjefrekvenčni spekter zagotavlja tudi boljši doseg kot novi C-pas, hkrati pa še vedno zagotavlja impresivno 5G zmogljivosti, zato T-Mobile res nima motivacije, da bi začel uvajati spekter C-pasu na način, kot sta AT&T in Verizon so. Ima svoj srednjepasovni spekter in to uvaja kot del svoje Ultra Capacity 5G storitev, ki pokriva že več kot 200 milijonov strank.

Kam gremo od tukaj?

Zdaj, ko sta tako AT&T kot Verizon začela uresničevati svoje vizije C-pasu, bo zanimivo videti, kaj se bo zgodilo naslednje. Medtem ko si oba operaterja prizadevata dohiteti T-Mobile s tem novim C-pasom, morda obstaja omejitev, kako daleč in kako hitro lahko dejansko prideta tja.

Kot PCMag Sascha Segan poudarja, da je Verizon morda naredil taktično napako, ko je preveč stavil na pas C. Zagotovo je največji del tega kupil lani in za nakup porabil neverjetnih 45 milijard dolarjev.

Evo zakaj @ATT in @T Mobile bi morda želeli obesiti @Verizon na C-pasu: Verizon ima (1) težave z zastoji in (2) je dal veliko jajc v košarico C-pasu. Z novim rezultatom Auction 110 do konca letošnjega leta @ATT bo imela 40MHz

— Sascha Segan (@saschasegan) 18. januar 2022

Težava je v tem, da je Verizon porabil bogastvo za naložbe v najbolj sporen del spektra tam zunaj, in verjetno je, da ta polemika ne bo kmalu zamrla. Možno je, da Verizon morda nikoli ne bo mogel uvesti svojega novega spektra v bližini letališč, zaradi česar bodo njegove stranke obtičale s storitvijo 4G/LTE ali ponudbo 5G, ki v resnici ni nič boljša od 4G/LTE.

Po drugi strani pa je AT&T nekoliko zavaroval svoje stave. Pred kratkim je izbral 40MHz spekter, za katerega letalske družbe ne bodo skrbele, kar bi lahko pojasnilo, zakaj ima precej bolj zadržan pristop do celotne situacije. Kot nakazuje Segan, AT&T morda zelo dobro igra obe strani proti sredini, sprejema daljše zamude in večja izključena območja, da bi mu zagotovila konkurenčno prednost pred Verizonom, ki bi ga to veliko bolj oviralo premika.

Medtem T-Mobile lepo stoji, nima nobene vloge v trenutni polemiki, medtem ko drži nespornih 100MHz kos spektra 2,5 GHz, ki je bil že na voljo strankam mesece, preden se je sploh pojavil novi C-pas dražba.

Ena stvar, ki je še vedno jasna, je, da ima T-Mobile precejšnjo prednost v igri 5G in si nenehno zasluži najvišje ocene med vsemi prevozniki v ZDA za hitrost, pokritost in zanesljivost – prednost, ki se le zdi povečevanje. Verizona in AT&T še ne moremo šteti, vendar je jasno, da imata oba operaterja svoje delo pri izrezovanju dovolj C-pasu, da bo resnično 5G realnost za njihove stranke.

Priporočila urednikov

• Ogromna prednost T-Mobilea pri hitrostih 5G ne gre nikamor
• Živite na podeželju? Verizon 5G bo kmalu boljši za vas
• Evo, kako hiter je v resnici 5G na vašem Samsung Galaxy S23
• T-Mobile pušča AT&T in Verizon v prahu 5G
• Verizonov najcenejši neomejeni paket 5G je pravkar postal še cenejši