Авио-компаније упозоравају да 5Г на Ц-опсегу може изазвати велике сметње

Индустрија мобилних бежичних мрежа се припрема за примену 5Г широм земље, и 6Г је већ у развоју — али милиони људи у Сједињеним Државама немају чак ни приступ кућном интернету.

Ова разлика у приступу се назива „дигитални јаз“, а Федерална комисија за комуникације (ФЦЦ) покушава да је премости.

Део његовог плана је да омогући мобилним бежичним компанијама да користе радиодифузни спектар у опсегу 3,7-3,98 ГХз, који се обично назива „Ц-опсег.” Уз лиценцу за коришћење Ц-опсега, бежичне компаније могу да обезбеде 5Г сервис преко релативно малих базних станица. Ово би олакшало довођење 5Г у рурална подручја, где је за пружање интернета путем оптичких влакана потребна огромна, скупа инфраструктура за релативно мали број корисника. Веризон, АТ&Т и Т-Мобиле потрошили су преко 80 милијарди долара на аукцији да би добили ове лиценце за Ц-банд.

ФЦЦ је званично објавио промене политике у марту 2020. Тхе извештај и наређење (Р&О) је резултат скоро трогодишњег разматрања, током којег су чланови јавности били позвани да коментаришу ово питање. Постојао је широк спектар заинтересованих страна, од НПР-а до Мормонске цркве, али групе из ваздухопловне индустрије биле су међу најзаинтересованијим.

Ваздухопловна индустрија говори

Забринутост ваздухопловне индустрије се врти око комада опреме који се зове радарски висиномер (или радио висиномер). Радарски висиномер користе све врсте авиона за мерење висине, растојања између авиона и земље. Функционише тако што емитује сигнал према земљи, а затим одређује висину на основу времена које је потребно сигналу да се рефлектује од земље и назад до авиона.

Па шта је проблем? Радарски висиномери раде у фреквенцијском опсегу 4,2-4,4 ГХз. Р&О би ставио 5Г услуге, укључујући уређаје које путници рутински носе на броду (попут мобилних телефона и таблета), на суседни опсег. У августу 2021. групације ваздухопловне индустрије упозорио је ФЦЦ да ако услуге Ц-опсега ометају радарске висиномере, можемо очекивати „велике сметње у путничком ваздушном саобраћају, комерцијалном транспорту и критичним хеликоптерским услугама“.

Групе у ваздухопловној индустрији су веома свесне колико су радарски висиномери осетљиви на сметње. У а Писмо из 2017 ФЦЦ-у, Институт за системе ваздухопловних возила (АВСИ) је објаснио да су претходни планови за коришћење Ц-опсег за телекомуникације је укинут јер су раније студије откриле да су сметње биле такве непредвидив.

„Приговор ваздухопловне индустрије је разумљив. Тецхспонентиал рекао је аналитичар Ави Греенгарт у мејлу. „Пошто је влада већ доделила Ц-банд фреквенције за 5Г, ако буде проблема, посебно са старијим радарским системима или радарским системима ван спецификација, то ће наметнути трошкове побољшању ваздухопловне индустрије перформансе."

Р&О је успоставио границе снаге и емисије за 5Г базне станице како би се спречиле сметње. Бафер од 220 мегахерца између опсега 3,7-3,98 ГХз и опсега 4,2-4,4 ГХз који користе радарски висиномери двоструко је већи од бафера поменутог у Писмо Боинга из 2018. Чак и уз ове мере предострожности, Р&О се сложио са АВСИ-јем да је потребна даља студија. Групе за авијацију и мобилну индустрију охрабрене су да оснују групу са више заинтересованих страна како би схватиле како да наставе безбедно.

Како се испоставило, више студија би само закомпликовало ствар.

Извештај РТЦА

Ажурирање радарских висиномера већ је био приоритет за авио-индустрију. У децембру 2019. године, непрофитна организација са седиштем у САД, РТЦА, формирала је Специјални комитет 239 (СЦ-239) да проучи ово питање. РТЦА развија стандарде и техничке смернице за владине регулаторе. Чланови РТЦА долазе из државних и приватних организација из целог света и имају стручност у ваздухопловној индустрији.

Као одговор на позив ФЦЦ-а да се формирају групе са више заинтересованих страна, СЦ-239 је постао СЦ-239 5Г Таск Форце. Свако са релевантном стручношћу могао би да допринесе, укључујући представнике бежичне индустрије. Његов циљ је био проучавање потенцијалних сметњи 5Г телекомуникационих сигнала и да се ажурирају стандарди радарског висиномера како би се одразио ризик.

Мешани сигнали

Пре него што погледате резултате, вреди разумети основе проблема. Радарски висиномери раде на ниском нивоу снаге и примају релативно слабе сигнале. На висини крстарења, сигнал ће путовати најмање 30.000 стопа до тла и назад.

Што се тиче 5Г базних станица и мобилних уређаја, они ће обично емитовати сигнале у опсегу 3,7-3,98 ГХз. Оне се називају „основне емисије“ и изван су нормалног опсега за радио висиномере, тако да се могу филтрирати. Али чак и са филтером, могуће је да јак сигнал преплави пријемник радарског висиномера, што се назива „сметња која блокира“.

Замислите ове јаке сигнале попут зачињене хране. Када поједете нешто љуто, ваш укус почиње да утрне. Нећете пробати следећи залогај. Ово је оно што сметње блокирања раде на радарским висиномерима. Слабији сигнал се испире јачим.

Ови 5Г извори такође могу створити „лажне емисије“. Ово су нежељени сигнали у опсегу 4,2-4,4 ГХз. Пошто су ови сигнали унутар истог опсега који радарски висиномери треба да примају, не могу се филтрирати. Радарски висиномер нема начина да их разликује од повратног сигнала, тако да може погрешно одредити висину.

Лажни извештај о надморској висини је озбиљна грешка која може проузроковати да неколико других система неодговарајуће реагује. Радарски висиномери раде током целог лета, а подаци се не приказују само пилоту. Подаци о надморској висини улазе у важне системе, као што су Систем за избегавање судара у саобраћају и Аутоматски зависни систем за надзор-емитовање, који монитори ваздушни простор ради спречавања судара у ваздуху. У октобру 2020 Извештај РТЦА бацио мало светла на опасност од лажних извештаја о висини током слетања.

Хјустон имамо проблем

Извештај РТЦА користио је два сценарија за моделирање њихове евалуације. Ови сценарији користе стварне путање лета да виде како сметње од оближњих ЛТЕ базних станица могу утицати на авионе током слетања ако су те станице надограђене на 5Г. Један сценарио моделира хеликоптере који лете у Тексашки медицински центар у Хјустону, а други моделира прилаз писти 27Л на међународном аеродрому О'Харе у Чикагу.

Ради једноставности, почнимо са хеликоптерима. Тексашки медицински центар у Хјустону је препун. На подручју од две квадратне миље налази се 21 болница, а многе од њих имају хелидроме на крову. Медицински комплекс такође има мобилне базне станице широм области.

Хипотетичке базне станице изазивале су штетне сметње у сваком прилазу на сваком хелидрому. Интерференција је била довољна да радарски висиномери у неким случајевима буду нефункционални. Осим базних станица, корисничка опрема попут мобилних телефона изазвала је „значајан ризик од штетних сметњи“ радарских висиномера на хеликоптерима. Укратко, примена 5Г може озбиљно да утиче на способност хеликоптера да се крећу по градовима, где морају пажљиво да се крећу у близини разних препрека, укључујући и друге авионе.

Други сценарио укључује авионе који се приближавају О'Хареовој писти 27Л. Сметње од база биле су изнад безбедног прага за мале авионе (категорија 2) током већег дела прилаза, али су се смањивале како су авиони падали на висини. Ово би могло да изазове неколико проблема током слетања, али то заправо није део извештаја који највише брине.

Потенцијал за катастрофу

Већи авиони у категорији 1, попут комерцијалних или путничких авиона, имају виши безбедни праг за сметње. На графикону испод, пуна линија је праг, а сигурносна маргина је црвено. Једна врста базне станице 5Г изазвала је довољно сметњи да пређе праг, и то само у одређеним ситуацијама — али ти ретки случајеви су посебно опасни.

Обратите пажњу на велики скок сметњи на око 275 стопа. Већина путничких авиона има два радарска висиномера, а сметње изнад прага могу да доведу до квара оба. Пошто можда неће функционисати на исти начин, извештај наводи четири исхода:

1. Оба радарска висиномера престају да раде;
2. Један престаје да ради, а други нетачно извештава о надморској висини;
3. Оба обезбеђују нетачна очитавања надморске висине, али очитавања су различита;
4. Оба обезбеђују нетачна очитавања висине која су иста.

У првом случају, летачка посада мора да одлучи да ли је безбедно слетјети авион. Нагли сметње догодио се на око 275 стопа, остављајући хипотетичкој летачкој посади око 20 секунди до тачдауна. Ако је видљивост слаба, пилот можда неће моћи да види ништа у близини писте што би му могло помоћи да процени своју стварну висину изнад земље. Ова ситуација је ризична без обзира да ли слете или не - и то је заправо најбољи сценарио.

Други случај је тежи. Поседовање два радарска висиномера није важно само у случају да се један поквари. Такође је корисно за утврђивање да ли је један покварен. Ако системи аутопилота и летачка посада добију два различита очитавања, јасно је да бар једно од њих није тачно. У неким од ових авиона „ова ситуација можда неће довести до тога да пилот буде упозорен да прекине слетање“. Са нетачном висином, посада ће се вероватно конфигурисати за слетање прерано или прекасно, што ће резултирати тешким слетањем или „катастрофалним ударом на тло.”

Сада за трећи случај. Када радарски висиномери пријаве две различите висине, системи аутопилота ће идентификовати неусклађеност. Ово је у основи исто као и први случај, где пилот мора да одлучи да ли може безбедно да приземљи авион без радарског висиномера. Међутим, у извештају се истиче да ће на неким летелицама систем аутопилота наставити да користи нетачне податке. Ако пилот то не схвати на време, резултати ће вероватно бити катастрофални. То је узроковало несрећу Туркисх Аирлинеса на лету 1951 2009. године.

Четврти случај је далеко најопаснији. Када оба радарска висиномера дају иста очитавања висине, систем аутопилота и летачка посада неће имати начина да знају да су нетачни. Ово ће довести до тога да „систем за аутоматско слетање изврши маневар бакље и успори аутоматски гас у погрешно време“. Ако је авион прениско, он ће се срушити директно у земљу. Ако је авион заправо виши од очекиваног, и даље ће се срушити у земљу, али ће прво застати.

У извештају се наглашава да, иако није вероватно да ће се ова ситуација догодити, она је посебно опасна јер радарски висиномери ретко покваре током слетања. Сада, имплементација 5Г може увести још један ризик за стресан процес слетања током услова слабе видљивости. Сметње које су утицале на путничке авионе узроковане су основним емисијама, које могу бити блокиране филтерима. Инсталирање филтера за премошћивање опсега на сваком авиону трајало би годинама, али они не могу бити једино решење. Филтери не могу да блокирају лажне емисије, које су биле изнад безбедне границе за авионе и хеликоптере категорије 2. Према РТЦА, ваздухопловна индустрија и мобилна бежична индустрија морају да раде заједно на решењима.

Група мобилне индустрије оспорава налазе

ЦТИА је трговачко удружење за чланове индустрије бежичних комуникација. Убрзо након што је РТЦА извештај поднет, ЦТИА оспорено многи технички аспекти извештаја, укључујући нивое 5Г снаге који се користе у моделу, сигурносну маргину и најгори сценарио слетања. ЦТИА такође тврди да „бежична индустрија није имала увид у развој РТЦА извештаја“, остављајући их „без могућности да прегледају и разумеју податке“.

Сврха РТЦА извештаја је била да ФЦЦ-у пружи „технички положај ваздухопловне индустрије“, али представници бежичне индустрије су дали неке податке. Извештај укључује размену информација са Техничком радном групом 3 (ТВГ-3). РТЦА и ЦТИА су били заступљени у ТВГ-3, коју је формирала Група више заинтересованих страна Ц-Банд. Њихова размена информација састоји се од питања и одговора од 12. јуна 2020. до 16. августа 2020. године, а у целини је доступна у Додатку Б. ТВГ-3 распуштено новембра 2020. јер чланови нису успели да постигну консензус.

Додатак Ц (изнад) укључује све коментаре дате током процеса јавног коментарисања пре објављивања извештаја. Неки од 30 коментара ЦТИА-е укључени су у извештај, али не сви. СЦ-239 је навео конкретан разлог кад год је одбио препоруку, било да је била од ЦТИА или неке друге стране.

ЦТИА се такође не слаже са налазима Извештаја РТЦА због онога што сматра разумним разлогом: 5Г се примењује широм света без очигледних проблема са сметњама. У свом 4. март 2021, писмо, ЦТИА сугерише да је у Јапану 90.000 5Г базне станице са радом до 4,1 ГХз су доказ против закључака РТЦА.

Други се слажу са овом тачком. „Није јасно да ли ће бити широко распрострањеног проблема“, каже Греенгарт. „Америчка војска је деценијама деловала у близини ових фреквенција без инцидената, као и друге земље већ користи 5Г мреже у оближњим фреквентним опсезима, опет без јасних проблема са сметњама авионика.”

„Немамо појма да ли су ови проблеми стварни или не“, каже Сасцха Сеган, водећи аналитичар за ПЦМаг. „Једна страна каже да јесу, друга каже да нису. Али приметићу да носачи тестирају Ц-опсег већ неколико месеци и да ниједан стварни хеликоптер није пао с неба.

Сеган остаје оптимиста у погледу планова мобилне индустрије. „Ако постоје проблеми, они се могу решити као део изградње мреже — постављањем зона искључења око аеродрома и спуштањем антенских панела, на пример. Једини начин на који сам могао да видим ово успоравање 5Г укључује коришћење мање великих макро-сајтова (велике ћелијске куле) и више малих локација на зградама.

У априлу, ЦТИА и представници компанија АТ&Т, Т-Мобиле, УС Целлулар и Веризон поновио да је „комисија исправно утврдила да Ц-Банд 5Г може да ради без изазивања сметњи, а камоли штетне сметње, за суседне услуге у оближњим опсезима.” Они су „позивали комисију да занемари РТЦА Извештај."

Ваздухопловна индустрија стоји уз РТЦА Извештај

У мају 20 авијацијских група поднео одговор на покушај ЦТИА-е да дискредитује извештај РТЦА. Ове групе („Организације које подржавају безбедност у ваздухопловству, или ОСАС“) укључују трговинска удружења, тј највећи синдикат пилота, компаније као што су Гармин и Хонеивелл које производе опрему за авијацију, и други. Организације тврде да тврдње ЦТИА-е „показују недостатак разумевања у вези са авијацијом и ваздухопловством дизајн, сертификацију, производњу и операције, укључујући основе анализе безбедности у ваздухопловству.”

Након читања неких исправки, тешко је не сложити се са тим. Као само један пример, ЦТИА је навео да се резултати смањују помоћу радарског висиномера који „није могао да буде сертификован од стране комисије у последњих 40 година.” ОСАС је истакао да је у питању радарски висиномер произведен 2020. године и да је модел широко распрострањен. коришћени. Очигледно, ЦТИА је погрешио датум ауторизације модела за старост те јединице.

Остављајући по страни техничке аспекте критике ЦТИА-е, ОСАС је навео две ствари које вреди напоменути. Први је да ЦТИА не оспорава налазе у вези са лажним емисијама 5Г, које су изазвале најзначајније сметње за авионе и хеликоптере категорије 2. Друго, ЦТИА-ин аргумент да „недостатак извештаја о широко распрострањеним сметњама висиномера“ оповргава РТЦА извештај је, по дефиницији, аргумент без доказа. Недостатак извештаја није доказ да неће бити мешања.

Зар сви не користе Ц-банд?

У САД, Ц-опсег се још не користи за 5Г. Више базних станица ће обезбедити више случајева у стварном свету и више потенцијала за опасне сметње. И погледајте за које се опсеге спектра користе 5Г широм света открива још једну ману у аргументацији ЦТИА. А презентација од Куалцомм-а из децембра 2020. пружа преглед алокација неколико земаља у Ц-опсегу.

Ово је у складу са информацијама које је дао ФЦЦ. Лиценце у већем делу Европе прате упутства Групе за политику радио спектра Европске комисије, која налаже да ће 3,4-3,8 ГХз бити први примарни опсег за 5Г. Док Аустралија истражује могућност коришћења спектра од 3,7-4,2 ГХз за 5Г, још увек није издао лиценце у оквиру тог опсега. Очигледно, чак ни Јужна Кореја и Тајван нису издали дозволе у ​​горњем делу тог спектра, а они су најбржи за врат и врат 5Г брзине у свету.

Горњи графикон је из извештај припремљен за ЦТИА. Ако САД наставе са својим планом да издају дозволе изнад горњих граница других земаља, онда алокација спектра у другим земљама не може се користити да се тврди да не постоји ризик од сметње. У оба случаја, упозорења из земаља попут Француска анд тхе Уједињени арапски Емирати сугеришу да поверење засновано на недостатку проблема сметњи до сада може бити неоправдано.

Мање мешања, више сарадње

ЦТИА каже да „један, погрешан извештај“ није довољан да докаже да ће Ц-банд 5Г изазвати штетне сметње оближњим опсезима. То може бити тачно, али и авиоиндустрија каже да је извештај РТЦА „једина темељна студија о безбедности коју подржава авијација стручност у предмету“. С обзиром да се индустрије повлаче у два различита правца, једина ствар која је јасна је потреба за више информације.

Када су групе ваздухопловне индустрије разговарале са ФЦЦ-ом у августу, поновили су своје упозорење: Радарски висиномери пружају многе критичне услуге, а сметње могу имати каскадне последице. Постоје мере које ваздухопловна индустрија може да предузме сама, као што је инсталирање филтера за премошћавање опсега, али завршетак тог пројекта пре 5Г услуге у Ц-банд почиње у децембру је „практична немогућност“. Другим речима, бежична индустрија такође треба да предузме неке мере предострожности како би затворила „ублажавање јаз.”

Како би изгледало затварање „јаза у ублажавању“? Дошли смо до Мике Дано, уреднички директор 5Г и мобилних стратегија за лагано читање, публикације за професионалце у индустрији телекомуникација. „Ако се то сматра неопходним, 5Г од индустрије би се могло захтевати да „одбије“ своје емитовање у предметном спектру, како би спречила сметње. Било би добро да се избегну авионске несреће, али ако се то догоди, [то] би такође представљало неуспех владиних регулаторних агенција да предвиде такву врсту проблема“, каже он. „Посао [Федералне управе за ваздухопловство], ФЦЦ-а и [Националне управе за телекомуникације и информације] је да прво схвате ове ствари, пре него што продају спектар за 5Г.”

Дано каже да би друго решење била замена радарских висиномера са моделима који нису толико подложни сметњама. „То би очигледно било дуготрајно и скупо. Али аукција спектра Ц-опсега прикупила је 81 милијарду долара у победничким понудама. И сумњам да је авио-индустрија веома свесна тог износа."

Ваздухопловна индустрија је затражила од ФЦЦ-а да се придружи ФАА и ради на имплементацији решења. Представници авио индустрије инсистирају да деле циљ унапређења 5Г. На крају крајева, користе и бежичне услуге.

Али Сеган из ПЦМага мисли да је ово покушај да се пребаци кривица. „ФЦЦ је већ променио план за Ц-банд како би се прилагодио проблемима авио индустрије; проблем је што по мишљењу ваздухопловне индустрије то није довољно промењено. Читава линија „рад са ФАА“ је само покушај да се дискусија пребаци на оно што сматрају да је за њих повољнији суд. Оде да додам: „Велика је бука, а скептик у мени се заиста само пита да ли авио-индустрија покушава да натера превознике да плате за нове висиномери.”

Па где нас то оставља?

РТЦА производи стандарде и упутства која чине основу ФАА прописа и чине сваки лет што безбеднијим. Када се укрцате на лет, имате све разлоге да верујете да ће вас авион безбедно испоручити. Али како Дано каже: „Тешко је знати да ли ће 5Г утицати на авионе. То је питање о којем ће расправљати тврдокорни РФ инжењери. ФАА, ФЦЦ и НТИА ће бити арбитри те дебате. Рећи ћу да, као путник, сигурно не желим 5Г да се авиони руше. То би било лоше.”

Дебата се већ води. Ваздухопловна индустрија каже да постоје озбиљни ризици, а бежична индустрија каже да су мере заштите довољне. У најмању руку, треба очекивати да ће ФАА и ФЦЦ постићи консензус.

Препоруке уредника

• Огромна предност Т-Мобиле-а у 5Г брзинама не води никуда
• Нетгеаров нови М6 Про рутер омогућава вам да користите брзи 5Г где год да идете
• Т-Мобиле-ов 5Г је и даље без премца - али да ли су брзине на платоу?
• Ево колико је заиста брз 5Г на вашем Самсунг Галаки С23
• Куалцоммов Снапдрагон Кс75 уводи следећу еру 5Г повезивања