Розгортання 5G стало катастрофою в США. Ось чому

Після кількох тижнів фальстартів і жахливі попередження від авіаційної галузі, сьогодні відзначається день, який AT&T і Verizon запускають новий спектр 5G у C-діапазоні.

Сьогоднішнє впровадження знаменує собою кульмінацію більш ніж річної роботи Федеральної комісії зі зв’язку (FCC) і операторів розподілити та продати на аукціоні новий спектр після того, як AT&T і Verizon виграли рекордні ставки, щоб отримати великі його шматки.

Однак це також був рік суперечок між Федеральним управлінням цивільної авіації (FAA), Міністерством транспорту США та чиновники з авіаційної промисловості, багато з яких передбачили майже катастрофічні наслідки для авіаперевезень у разі появи нового спектру йти жити.

Історія дотепер

Якби це вирішували FAA та Міністерство транспорту США, аукціон спектру C-діапазону взагалі ніколи б не відбувся. Ще в грудні 2020 року авіаційні експерти як з цивільної, так і з військової сторони попереджали про «катастрофічні» наслідки через можливі перешкоди між новими 5G частоти та звичайні літакові інструменти, такі як радіолокаційні висотоміри.

Звіт за грудень 2020 року Новини оборони був першим, хто висвітлив внутрішні дискусії між головою FAA та номером два в Міністерстві транспорту. Ці двоє високопоставлених чиновників надіслали спільну записку тодішньому голові FCC Аджиту Паю, закликавши FCC призупинити продаж нового спектру С-діапазону, щоб можна було більш уважно вивчити цю проблему.

Федеральна комісія зв’язків США відповіла, що провела власні технічні дослідження, які показали, що ризику практично немає. Він відмовився відкласти аукціон із використанням спектру, заявивши, що має намір продовжувати рух за планом.

Після рішення FCC почалися Міністерство оборони США та Міністерство внутрішньої безпеки США намагаючись переконатися, що запропонований спектр не матиме жодних негативних наслідків для військових літак. У той час Defense News зазначало, що Пентагон не вивчав наслідки і тому не висловив офіційної позиції щодо продажу.

Найкращий сценарій, за словами чиновників, полягав у тому, що департаменту доведеться «витратити мільйони доларів і тисячі людино-годин для проектування, закупівлі та встановлення нових радіолокаційних висотомірів у всьому військовому флоті системи».

Найгірший випадок, як сказав один високопоставлений урядовець, полягає в тому, що «будуть аварії, майно буде знищено, а люди загинуть».

Цивільна справа

Цікаво, що незважаючи на те, що індустрія цивільної авіації протягом останніх кількох місяців била на сполох, військова сторона була напрочуд тихою. Хоча найбільш доброзичливою інтерпретацією було б те, що Пентагон вивчив цю проблему і вирішив, що це не велика проблема, це однаково можливо, що Міністерство оборони просто занурилося у свої відносно глибокі кишені та тихо оновило своє обладнання за сцени.

Авіаційна галузь не обов’язково має такий самий вибір. З одного боку, він відповідає за безпеку цивільних пасажирів, а з іншого – це прибуткові компанії, які мають значно обмежені бюджети та, можливо, більші та різноманітніші парки літак.

Відбулися дискусії між авіакомпаніями, FAA та Міністерством транспорту США щодо розподілу ресурсів щоб допомогти оновити або замінити потенційно уражене обладнання, але це все одно величезне завдання, як з матеріально-технічного, так і політично.

На сьогоднішній день авіакомпанії натомість вимагали від AT&T і Verizon відкласти розгортання нового спектру. У листопаді два перевізники погодилися відкласти запуск з 5 грудня 2021 року на 5 січня 2022 року, щоб дати FAA та іншим експертам більше часу для вивчення наслідків.

У грудні перевізники також погодилися обмежити рівні потужності 5G-діапазону C в аеропортах протягом перших шести місяців, щоб уникнути перешкод, а до нового року вони пішли далі, погодившись створити зони відчуження, де нові частоти C-діапазону взагалі не будуть розгортатися принаймні шість місяців.

Наполягаючи, що цих поступок має бути більш ніж достатньо, щоб придушити страхи авіаційних чиновників, генеральні директори AT&T і Verizon спочатку відхилили запит. на початку цього місяця на ще одне двотижневе продовження, лише після дня напружених переговорів між Білим домом, FAA, FCC та іншими галузями зацікавлені сторони.

Зрештою, перевізники неохоче погодилися дати FAA два тижні в обмін на те, що здавалося тверда заява самого президента Джо Байдена про те, що розгортання розпочнеться за розкладом у січні 19.

Забруднення пропускної здатності

Проте, здається, ця поступка не заспокоїла авіаційну галузь. Чиновники та керівники продовжують попереджати про катастрофічні наслідки, якщо новий спектр піде онлайн за розкладом — навіть незважаючи на те, що і AT&T, і Verizon погодилися надати аеропортам широкий причал для зараз.

В основі занепокоєння лежить близькість частот у новому спектрі C-діапазону 5G до частот, які використовуються критично важливими літаковими приладами.

Суперечливий спектр С-діапазону, розташований у діапазоні 3,7–3,98 ГГц, знаходиться трохи нижче частот 4,2–4,4 ГГц, які використовуються радіолокаційними висотомірами. Сучасні військові, комерційні та цивільні літаки, і навіть багато безпілотних літальних систем і високоякісних дронів використовують ці інструменти. Вони мають вирішальне значення для вимірювання відстані літака над землею в умовах несприятливих погодних умов, які заважають традиційним барометричним висотомірам працювати належним чином.

Саме це робить радарні висотоміри таким важливим елементом безпечного обладнання. За ідеальних погодних умов пілоти можуть покладатися на інші прилади та навіть на власні очі, щоб оцінити відстань під час посадки в аеропорту. Однак за поганої видимості радарний висотомір — це все, що вони мають, і якщо він не працює, або показує занадто велика висота, то пілот не може знати, коли вони збираються вдаритися про землю.

Технічно кажучи, 4,2 ГГц, що є нижньою межею частот радарного висотоміра, все ще знаходиться на відстані понад 200 МГц від найвищих частот спектру С-діапазону, які максимум на 3,98 ГГц. Отже, ви можете подумати, що це здоровий запас міцності для запобігання перешкодам, і це саме те, що FCC та оператори виготовлення.

На жаль, інші експерти не погоджуються, посилаючись на явище, відоме як забруднення смуги пропускання. як Цікава техніка пояснює, сильна концентрація сигналів у певному частотному діапазоні може «просочуватися» на вищих частотах, спричиняючи принаймні деякі перешкоди.

Це аналогічно проблемі світлового забруднення, через яке важко побачити зірки вночі, коли ви знаходитесь поблизу міста. Ви можете перебувати за 20 миль від великого міста, але концентрація мільйонів вогнів, що виходять із нього, все одно ускладнить розпізнання будь-чого на нічному небі.

У той час як FCC наполягає на тому, що вона вивчила цю проблему та визначила, що цього не станеться, авіаційна промисловість проводить власні дослідження, які стали джерелом занепокоєння. А Наукова робота 2020 року Радіотехнічною комісією з аеронавтики (RTCA), незалежна група технологічних стандартів, яка представляє галузь авіаційного транспорту, надала докази того, що 5G телекомунікації в спектрі C-діапазону дійсно можуть спричинити «шкідливі перешкоди» для радарних висотомірів.

Хоча AT&T і Verizon продовжують наполягати на відсутності проблем, вони також погодилися створити зона відчуження навколо списку аеропортів, розробленого FAA, подібно до того, що робиться в інших країнах Франція. Однак вони також зобов’язалися робити це лише протягом шести місяців, після чого всі ставки скасовуються.

Авіалінії приземлені

Важко сказати, на що сподівалися представники авіаційної служби, коли всі сторони погодилися на двотижневу відстрочку. За всіма даними, два тижні тому все здавалося приємним, але, можливо, дехто просто припустив, що терміни будуть продовжені.

Однак у міру того, як сьогоднішнє впровадження замаячило на горизонті, авіакомпанії почали ще більше хвилюватися. У спільному листі, надісланому на початку цього тижня генеральними директорами всіх найбільших американських авіакомпаній і авіавантажних компаній, попереджено, що ввімкнення нових радіочастот C-діапазону «може потенційно заблокує десятки тисяч американців за кордоном» і спричинить «хаос» для внутрішніх рейсів у США. «Національна торгівля зупиниться», — йдеться в листі. попереджений.

Кілька іноземних авіакомпаній оголосили 18 січня про те, що вони скасовують рейси до США в результаті впровадження нового спектру. Прямо посилаючись на нове розгортання 5G, Emirates призупинила на невизначений термін усі рейси до Бостона, Чикаго, Даллас-Форт-Ворт, Х'юстон, Маямі, Сан-Франциско та Сіетл, а також Ньюарк, Нью-Джерсі та Орландо, Флорида.

Тим часом Japan Airlines (JAL) скасовані рейси в США для Boeing 777 у Чикаго, Лос-Анджелесі та аеропорті JFK у Нью-Йорку, посилаючись на потенційні перешкоди радіовисотомірам від розгортання 5G на цих конкретних літаках. Японська авіакомпанія Air Nippon Airlines (ANA) також оголосила про те саме, як і Air India.

Авіакомпанії, про які йдеться, пізніше пом’якшилися, принаймні частково, ймовірно, через роз’яснення Білого дому, що 5G буде відкладено поблизу «ключових аеропортів». А заява Байдена пізно вчора подякував Verizon і AT&T за «погоду відкласти». 5G розгортання навколо ключових аеропортів і продовження співпраці з Департаментом транспорту щодо безпеки 5G розгортання в цьому обмеженому наборі місць».

ЩОЙНО: Президент Еміратів сказав CNN, що авіакомпанія не знала про деякі потенційні проблеми з розгортанням 5G до вчора вранці, назвавши це «однією з найбільш злочинних, абсолютно безвідповідальних» ситуацій, які він бачив у своїй авіації кар'єра https://t.co/Z3a4gTQ6Fo

— CNN (@CNN) 19 січня 2022 р

Після цієї заяви японські JAL і ANA оголосили, що відновлять свої звичайні розклади в США з 20 січня, тоді як Emirates погодилися відновити вибрані рейси до Бостона, Х’юстона та Сан-Франциско, хоча інші наразі призупинені, незважаючи на те, що ці аеропорти також перебувають на виключенні FAA список.

«Ця угода захищає безпеку польотів і дозволяє авіаційним операціям продовжуватись без значних збоїв, а також надасть більше можливостей високошвидкісного Інтернету мільйонам американців», — сказав Байден.

Як ми сюди потрапили

Тут діють явні політичні фактори, зокрема тиск на FCC з боку нинішньої та колишньої адміністрації з метою швидкого розширення технологія 5G Однак розгортання 5G більшістю американських операторів з самого початку було чимось безладним, і FCC, безумовно, не може взяти на себе всю провину за це.

На відміну від стільникових технологій, які з’явилися раніше, 5G використовує набагато ширший діапазон частот, і існують компроміси по всьому спектру.

З одного боку ви маєте ультрависокочастотний спектр мм-хвиль, який проходить на нижньому краю діапазону надзвичайно високих частот (EHF): 26 ГГц і вище. Це далеко за межами діапазону будь-яких частот, які використовуються цивільною авіацією, або майже будь-чим іншим, що може хвилювати звичайних людей.

Одна з причин цього полягає в тому, що частоти в КВЧ-спектрі надзвичайно короткі. Інше обладнання, яке працює в цьому діапазоні, включає високоякісні телекомунікаційні системи, супутниковий моніторинг атмосфери системи, радар військової зброї, системи безпеки на контрольно-пропускних пунктах аеропорту, поліцейський радар швидкості та деякі медичні програми.

На іншому кінці спектру розгортання 600 МГц 5G, які мають великий радіус дії, але не пропонують швидкості, які є значним покращенням у порівнянні з поточними технологіями 4G/LTE.

Коли оператори США почали розгортати 5G кілька років тому, усі вони дотримувалися кардинально різних підходів. Verizon пішла на швидкість над покриттям, розгорнувши приймачі mmWave у великих містах по всій країні. Це дозволило їм похвалитися швидкістю в діапазоні від 500 Мбіт/с до 2 Гбіт/с, але проблема в тому, що 99 відсотків клієнтів Verizon не отримують 5G зовсім.

T-Mobile застосував протилежний підхід, маючи на меті розгорнути покриття повсюдно, дозволяючи його клієнти отримують індикатор «5G» на своїх пристроях, навіть якщо швидкість лише покращилася маргінальний. T-Mobile в основному використовував спектр 600 МГц, щоб досягти цього, тому міг швидко розширити покриття 5G, не будуючи надто багато веж. У результаті T-Mobile став першим оператором США, який може похвалитися цим 5G покриття в усіх 50 штатах.

AT&T зайняв золоту середину, вирішивши не використовувати жоден із підходів. Можливо, засвоївши урок фіаско 5G Evolution, вона вирішила мовчати щодо просування 5G, застосовуючи повільний і постійний підхід до розповсюдження по всій країні, використовуючи суміш технологій mmWave і sub-6GHz.

Чому С-діапазон важливий

Найбільша проблема з належним розгортанням 5G у США полягає в тому, що FCC регулює більшість бездротових частот у США Нам не потрібно дивитися далі, ніж поточна суперечка з авіаційною промисловістю, щоб зрозуміти, чому це необхідно.

Найкраще місце для технології 5G — рішення, яке забезпечує найкращий баланс між продуктивністю та покриттям — знаходиться в тому, що зазвичай називають середньосмуговим спектром. У той час як mmWave забезпечує чудову продуктивність, яка поширюється лише на відстань приблизно в міському кварталі, 600 МГц – це далеко, але не може обробляти набагато більше даних, ніж вже може 4G/LTE.

Прямо посередині цього частотного супу знаходяться частоти від 2 ГГц до 4 ГГц. Вони забезпечують достатню пропускну здатність, щоб забезпечити швидкість, яку користувачі очікують від 5G, а також гарантують, що операторам не доведеться встановлювати мільйони стільникових веж, щоб отримати 5G всім своїм клієнтам.

На жаль, багато інших технологій і пристроїв також використовують цей діапазон середньої смуги. Наприклад, ви, напевно, вже знаєте, що частота 2,4 ГГц зазвичай використовується для маршрутизаторів Wi-Fi, бездротових телефонів, дитячих монітори, і гаражні двері відкривання живі. Навіть мікрохвильові печі випромінюють сигнали в цьому діапазоні частот. Це область, відома як «смуга S».

Технології стільникового зв’язку до 5G здебільшого живуть нижче діапазону S, як правило, у діапазоні від 600 МГц до приблизно 2,3 ГГц, причому більшість зосереджена навколо 800 МГц і 1,9 ГГц.

Над ним знаходиться спектр C-діапазону, який зазвичай використовується службами аматорського радіозв’язку, службами фіксованого супутникового зв’язку, морським радіо та службами радіолокації.

Однак у 2018 році FCC знайшов спосіб звільнити невелику частину спектру C-діапазону 500 МГц у діапазоні від 3,7 ГГц до 4,2 ГГц для використання «бездротовими мережами наступного покоління». послуги». Хоча в цьому діапазоні працювали супутникові служби, комісія переглянула всі ліцензії, щоб звільнити якомога більше місця для використання новим 5G розгортання.

Через два роки, коли пил влягся, FCC виставити на аукціон 280 МГц цього спектру до стільникових операторів. Це діапазон від 3,7 до 3,98 ГГц, де сьогодні розгортаються нові послуги 5G.

Новий спектр обіцяє змінити правила гри для технології 5G у США, особливо від Verizon і AT&T. Verizon вже похвалився тим, як це дозволить йому охопити мільйони додаткових клієнтів за допомогою «швидкості, яка в 10 разів перевищує швидкість 4G LTE». Новий спектр стане частиною Verizon 5G Надширокосмугова мережа, яка раніше була обмежена частотами 28 ГГц і 39 ГГц mmWave.

Подібно до цього, AT&T оголосила про впровадження нового C-діапазону у восьми районах метро, ​​пообіцявши, що до кінця 2023 року він охопить 200 мільйонів людей.

А як щодо T-Mobile?

Можливо, ви помітили, що T-Mobile помітно був відсутній у всій цій боротьбі, навіть незважаючи на те, що він втратив 9,3 мільярда доларів на аукціоні C-діапазону минулого року.

Ймовірно, це пов’язано з тим, що T-Mobile не виявив наміру почати використовувати свій новий спектр C-діапазону так само, як і його конкуренти.

З самого початку T-Mobile мав туза в рукаві. Вона вже володіла ліцензіями на значну частину спектру S-діапазону 2,5 ГГц, яка виникла в результаті злиття з Sprint кілька років тому.

Sprint спочатку використовував ці частоти 2,5 ГГц для послуг 4G/LTE, але після злиття новий T-Mobile почав закривати ці старі вежі Sprint, розчищаючи шлях для повторного використання цих частот для нових 5G розгортання.

Коли минулого року T-Mobile також отримав новий спектр C-діапазону, це оголосив  це була «стратегічна інвестиція», спрямована на «доповнення значно ширшого діапазону 2,5 ГГц у вибраних міських і приміських районах». де він уже має густу мережу». Результатом, за словами перевізника, буде «значніше підвищення продуктивності клієнтів».

Низькочастотний спектр також забезпечує кращий радіус дії, ніж новий C-діапазон, водночас забезпечуючи вражаючий 5G продуктивності, тому у T-Mobile справді немає мотивації розпочинати розгортання спектру C-діапазону так, як це роблять AT&T і Verizon є. Він має свій середньосмуговий спектр, і він розгортає його як частину свого Ultra Capacity 5G обслуговування, яке вже охоплює понад 200 мільйонів клієнтів.

Куди ми йдемо звідси?

Тепер, коли AT&T і Verizon почали втілювати свої бачення C-діапазону, буде цікаво подивитися, що станеться далі. Хоча обидва оператори працюють над тим, щоб наздогнати T-Mobile за допомогою нового C-діапазону, можливо, існує обмеження щодо того, як далеко та як швидко вони можуть досягти цього.

Як PCMag Саша Сеган зазначає, що Verizon, можливо, зробив тактичну помилку, зробивши надто високу ставку на C-діапазон. Минулого року він, безперечно, купив найбільшу частину, витративши на його придбання колосальні 45 мільярдів доларів.

Ось чому @ATT і @TMobile може захочеться повісити @Verizon висихає на C-діапазоні: Verizon (1) має проблеми з перевантаженням і (2) поклав багато яєць у кошик C-діапазону. З новим результатом аукціону 110 до кінця цього року @ATT матиме 40 МГц

— Саша Сеган (@saschasegan) 18 січня 2022 р

Проблема полягає в тому, що Verizon витратив ціле багатство, щоб інвестувати в найбільш суперечливу частину спектра, і цілком ймовірно, що ця суперечка не скоро вщухне. Цілком можливо, що Verizon ніколи не зможе розгорнути свій новий спектр поблизу аеропортів, залишаючи своїх клієнтів або застряглими на послугах 4G/LTE, або пропозицією 5G, яка насправді не краща, ніж 4G/LTE.

З іншого боку, AT&T трохи застрахувала свої ставки. Зовсім недавно він вибрав 40 МГц спектру, про який авіакомпанії не збираються піклуватися, що могло пояснити, чому він дотримується значно стриманішого підходу до всієї ситуації. Як припускає Сеган, AT&T цілком може грати з обох сторін проти середини, використовуючи триваліші затримки та більші зони відчуження, щоб дати їй конкурентну перевагу над Verizon, якій це буде набагато більше перешкоджати рухається.

Тим часом T-Mobile сидить досить, не беручи участі в поточній суперечці, утримуючи незаперечні 100 МГц фрагмент спектру 2,5 ГГц, який уже надавався клієнтам за кілька місяців до того, як з’явився новий C-діапазон аукціон.

Одна річ, яка все ще зрозуміла, полягає в тому, що T-Mobile має значну перевагу в грі 5G, постійно заробляючи найвищі бали серед усіх американських перевізників за швидкість, покриття та надійність — перевага, яка лише здається збільшення. Ми поки що не можемо зарахувати Verizon і AT&T, але очевидно, що обидва оператори мають багато роботи, щоб виділити достатню кількість C-діапазону, щоб це було правдою 5G реальність для своїх клієнтів.

Рекомендації редакції

• Величезне лідерство T-Mobile у швидкості 5G нікуди не подінеться
• Живете в сільській місцевості? Verizon 5G скоро стане кращим для вас
• Ось наскільки насправді швидкий 5G на вашому Samsung Galaxy S23
• T-Mobile залишає AT&T і Verizon у пилу 5G
• Найдешевший безлімітний план 5G від Verizon став ще дешевшим