Розгортання 5G стало катастрофою в США. Ось чому

Сьогоднішнє розгортання знаменує собою кульмінацію більш ніж річної роботи Федеральної комісії з питань зв’язку (FCC) та операторів зв’язку з розподілу та продажу на аукціоні нового спектру після того, як AT&T та Verizon виграли рекордні тендери на отримання великих шматків спектру.

Однак, це також був рік суперечок між Федеральним управлінням цивільної авіації (FAA), Міністерством транспорту США та представниками авіаційної галузі, багато з яких прогнозували майже катастрофічні наслідки для авіаперевезень, якщо новий діапазон буде введений в експлуатацію.

• Чіпсет MediaTek T800 забезпечить надшвидкий 5G для більшої кількості пристроїв, ніж будь-коли
• Вже кінець 2022 року, а Verizon і AT&T все ще не можуть перемогти мережу 5G від T-Mobile
• Кращі телефонні плани 5G у 2022 році

Історія на сьогоднішній день

Якби це залежало від FAA та Міністерства транспорту США, аукціону на спектр С-діапазону взагалі б не було. Ще в грудні 2020 року авіаційні експерти як з цивільної, так і з військової сторони попереджали про “катастрофічні” наслідки через потенційну інтерференцію між новими частотами 5G та звичайними авіаційними приладами, такими як радіолокаційні висотоміри.

У грудневому 2020 року звіті видання Defense News вперше було висвітлено внутрішні дискусії між головою FAA і другою особою в Міністерстві транспорту. Ці два високопосадовці надіслали спільну службову записку тодішньому голові ФКС Аджиту Паю, закликаючи ФКС призупинити продаж нового спектру С-діапазону, щоб це питання можна було вивчити більш ретельно.

У відповідь FCC повідомила, що провела власні технічні дослідження, які показали, що ризик є незначним або взагалі відсутній. Вона відмовилася відкладати проведення аукціону, заявивши, що має намір продовжувати рухатися вперед згідно з планом.

Після рішення FCC Міністерство оборони та Міністерство внутрішньої безпеки США почали перейматися тим, щоб запропонований спектр не мав жодних негативних наслідків для військових літаків. У той час видання Defense News зазначало, що Пентагон не вивчив наслідки, а тому не сформулював офіційної позиції щодо продажу.

За найкращим сценарієм, на думку чиновників, департаменту доведеться “витратити мільйони доларів і тисячі людино-годин на розробку, закупівлю і встановлення нових радіолокаційних висотомірів на всьому військовому парку повітряних систем”.

У найгіршому випадку, як висловився один високопоставлений урядовець, “будуть нещасні випадки, майно буде знищено, а люди загинуть”.

Цивільна справа

Цікаво, що хоча цивільна авіаційна галузь б’є на сполох протягом останніх кількох місяців, військова сторона поводиться напрочуд спокійно. Хоча найбільш милосердною інтерпретацією було б те, що Пентагон вивчив проблему і вирішив, що це не є великою проблемою, не менш можливо, що Міністерство оборони просто залізло у свої відносно глибокі кишені і тихо модернізувало свою техніку за лаштунками.

Авіаційна галузь не обов’язково має такий самий варіант. З одного боку, вона відповідає за безпеку цивільних пасажирів, а з іншого – це комерційні компанії, які мають значно більш обмежені бюджети, і, можливо, більші та різноманітніші парки літаків.

Між авіакомпаніями, ФАУ та Міністерством транспорту США ведуться дискусії щодо виділення ресурсів на модернізацію або заміну потенційно ураженого обладнання, але це все ще масштабний захід, як з логістичної, так і з політичної точки зору.

На сьогоднішній день авіакомпанії натомість вимагають від AT&T і Verizon почекати з розгортанням нового спектру. У листопаді обидва оператори погодилися відкласти розгортання своїх мереж з 5 грудня 2021 року до 5 січня 2022 року, щоб дати FAA та іншим експертам більше часу для вивчення наслідків.

У грудні перевізники також погодилися обмежити рівень потужності 5G в діапазоні С навколо аеропортів на перші шість місяців, щоб уникнути перешкод, а до нового року вони пішли ще далі, погодившись створити зони відчуження, де нові частоти в діапазоні С не будуть розгорнуті взагалі протягом принаймні шести місяців.

Наполягаючи на тому, що цих поступок має бути більш ніж достатньо, щоб заспокоїти побоювання авіаційних чиновників, керівники AT&T і Verizon спочатку відхилили прохання на початку цього місяця про ще одне двотижневе продовження, поступившись лише після дня інтенсивних переговорів між Білим домом, FAA, FCC та іншими зацікавленими сторонами галузі.

Зрештою, перевізники неохоче погодилися дати FAA два тижні в обмін на те, що здавалося твердою заявою самого президента Джо Байдена про те, що розгортання буде продовжено, як і було заплановано, 19 січня.

Забруднення пропускної здатності

Однак, схоже, що ця поступка не заспокоїла авіаційну галузь. Чиновники і керівники продовжують попереджати про катастрофічні наслідки, якщо новий спектр буде запущений в експлуатацію, як заплановано – навіть незважаючи на те, що і AT&T, і Verizon погодилися поки що дати аеропортам широкий простір для маневру.

В основі занепокоєння лежить близькість частот у новому спектрі 5G у С-діапазоні до частот, що використовуються критично важливими авіаційними приладами.

Спірний спектр С-діапазону, розташований в діапазоні 3,7-3,98 ГГц, знаходиться трохи нижче частот 4,2-4,4 ГГц, що використовуються радіолокаційними висотомірами. Сучасні військові, комерційні і цивільні літаки, і навіть багато безпілотних авіаційних систем і високотехнологічних дронів використовують ці прилади. Вони мають вирішальне значення для вимірювання висоти літака над землею в несприятливих погодних умовах, які заважають традиційним барометричним висотомірам працювати належним чином.

Саме це робить радіолокаційні висотоміри таким важливим елементом обладнання для забезпечення безпеки польотів. За ідеальних погодних умов пілоти можуть покладатися на інші прилади і навіть на власні очі для вимірювання відстаней при посадці в аеропорту. В умовах поганої видимості, однак, радіолокаційний висотомір – це все, що у них є, і якщо він не працює, або показує занадто високу висоту, пілот не має можливості дізнатися, коли вони збираються торкнутися землі.

Технічно кажучи, 4,2 ГГц, яка є нижньою межею частот радіолокаційного висотоміра, все ще знаходиться на відстані понад 200 МГц від найвищих частот спектра С-діапазону, які досягають максимуму на частоті 3,98 ГГц. Отже, ви можете подумати, що це достатній запас міцності для запобігання перешкодам, і саме на цьому наголошують FCC і оператори зв’язку.

На жаль, інші експерти не згодні з цим, посилаючись на явище, відоме як забруднення смуги пропускання. Як пояснює Interesting Engineering, можлива сильна концентрація сигналів у певному частотному діапазоні, яка може “просочуватися” у більш високі частоти, викликаючи принаймні деякі перешкоди.

Це аналогічно проблемі світлового забруднення, яке заважає бачити зорі вночі, коли ви знаходитесь близько до міста. Ви можете перебувати за 20 миль від великого міста, але концентрація мільйонів вогнів, що виходять з нього, все одно не дасть вам змоги розгледіти що-небудь у нічному небі.

Хоча FCC наполягає на тому, що вона вивчила це питання і визначила, що цього не станеться, авіаційна галузь має власні дослідження, які стали джерелом занепокоєння. У дослідницькому документі 2020 року Радіотехнічної комісії з аеронавтики (RTCA), незалежної групи зі стандартизації технологій, яка представляє галузь авіаперевезень, наведені докази того, що телекомунікації 5G у спектрі С-діапазону мають потенціал спричиняти “шкідливі перешкоди” для радіолокаційних висотомірів.

Хоча AT&T і Verizon продовжують наполягати на відсутності проблеми, вони також погодилися створити зону відчуження навколо розробленого FAA списку аеропортів, подібно до того, як це зроблено в інших країнах, таких як Франція. Однак, вони також зобов’язалися робити це лише протягом шести місяців, після чого всі ставки будуть зроблені.

Авіакомпанії на землі

Важко сказати, на що сподівалися авіаційні чиновники, коли всі сторони, схоже, погодилися на двотижневу відстрочку. За всіма повідомленнями, два тижні тому ситуація здавалася сприятливою, але, можливо, дехто просто припускав, що терміни будуть продовжені ще більше.

Однак, коли на горизонті замаячила сьогоднішня подія, авіакомпанії стали значно більше хвилюватися. У спільному листі, розісланому на початку цього тижня керівниками всіх найбільших американських авіакомпаній і компаній з вантажних авіаперевезень, попереджається, що включення нових радіочастот С-діапазону “потенційно може призвести до того, що десятки тисяч американців опиняться в скрутному становищі за кордоном” і спричинить “хаос” у внутрішніх авіаперевезеннях в межах США. “Комерція країни зупиниться”, – йдеться в листі.

Кілька іноземних авіакомпаній оголосили 18 січня, що вони скасовують рейси до США в результаті розгортання нового спектру. Прямо посилаючись на нове розгортання 5G, авіакомпанія Emirates на невизначений термін призупинила всі рейси в Бостон, Чикаго, Даллас-Форт-Ворт, Х’юстон, Майамі, Сан-Франциско і Сіетл, а також в Ньюарк, Нью-Джерсі і Орландо, штат Флорида.

Тим часом, авіакомпанія Japan Airlines (JAL) скасувала рейси в США для літаків Boeing 777 до Чикаго, Лос-Анджелеса та нью-йоркського аеропорту імені Кеннеді, посилаючись на потенційні перешкоди для радіовисотомірів від розгортання 5G на цих конкретних повітряних суднах. Аналогічну заяву зробила японська авіакомпанія Air Nippon Airlines (ANA), а також Air India.

Пізніше авіакомпанії, про які йде мова, поступилися, принаймні частково, ймовірно, в результаті роз’яснення Білого дому, що 5G буде відкладено біля “ключових аеропортів”. У заяві Байдена, зробленій вчора пізно ввечері, він подякував Verizon і AT&T за “згоду відкласти розгортання 5G навколо ключових аеропортів і продовжити роботу з Міністерством транспорту над безпечним розгортанням 5G в цьому обмеженому наборі місць”.

ТІЛЬКИ ЩО: Президент Еміратів повідомив CNN, що авіакомпанія не знала про деякі потенційні проблеми з розгортанням 5G до вчорашнього ранку, назвавши це “однією з найбільш злочинних, абсолютно безвідповідальних” ситуацій, які він бачив у своїй авіаційній кар’єрі https://t.co/Z3a4gTQ6Fo

CNN (@CNN) 19 січня 2022 р.

Після цієї заяви японські авіакомпанії JAL та ANA оголосили, що відновлять свої звичайні графіки польотів до США з 20 січня, а Emirates погодилася відновити окремі рейси до Бостона, Х’юстона та Сан-Франциско, хоча інші поки що залишаються призупиненими, незважаючи на те, що ці аеропорти також перебувають у списку виключення FAA.

“Ця угода захищає безпеку польотів і дозволяє авіаційним операціям продовжуватися без значних перебоїв, а також надасть мільйонам американців більше можливостей високошвидкісного інтернету”, – сказав Байден.

Як ми до цього дійшли

Тут працюють чіткі політичні фактори, зокрема, тиск на FCC з боку нинішньої та колишньої адміністрацій з метою швидкого розширення технології 5G по всій території США. Однак, розгортання 5G більшістю американських операторів з самого початку було чимось на кшталт безладу, і FCC, безумовно, не може взяти на себе всю провину за це.

На відміну від попередніх технологій стільникового зв’язку, 5G використовує набагато ширший діапазон частот і потребує компромісів по всьому спектру.

З одного боку, ви маєте надвисокочастотний спектр міліметрового діапазону, який знаходиться на нижній межі діапазону надвисоких частот (EHF): 26 ГГц і вище. Це далеко за межами діапазону будь-яких частот, що використовуються цивільною авіацією, або будь-чим іншим, що може цікавити звичайних людей.

Однією з причин цього є те, що частоти в КВЧ-діапазоні мають надзвичайно малий радіус дії. Інше обладнання, яке працює в цьому діапазоні, включає високотехнологічні телекомунікаційні системи, супутникові системи моніторингу атмосфери, радари військової зброї, екранні системи безпеки на контрольно-пропускних пунктах аеропортів, поліцейські радари швидкості і деякі медичні прилади.

На іншому кінці спектру знаходяться розгортання 5G на частоті 600 МГц, які мають великий радіус дії, але не пропонують швидкості, що значно перевищують нинішні технології 4G/LTE.

Коли американські оператори почали розгортати 5G кілька років тому, всі вони використовували кардинально різні підходи. Verizon пішов шляхом збільшення швидкості над покриттям, розгорнувши трансивери mmWave у великих міських центрах 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 взагалі не отримують 5G.

T-Mobile застосував протилежний підхід, маючи на меті розгорнути покриття далеко і широко, дозволивши своїм клієнтам отримати індикатор “5G” на своїх пристроях, навіть якщо покращення швидкості було лише незначним. Для цього T-Mobile в основному використовував спектр 600 МГц, щоб швидко розширити покриття 5G, не будуючи занадто багато веж. В результаті T-Mobile став першим американським оператором, який може похвалитися покриттям 5G у всіх 50 штатах.

AT&T зайняла середню позицію, вирішивши не використовувати жоден з підходів. Можливо, винісши урок з невдачі 5G Evolution, компанія вирішила зберігати тишу щодо просування 5G, використовуючи повільний і стабільний підхід до розгортання по всій країні, використовуючи суміш технологій mmWave і суб-6 ГГц.

Чому важливий діапазон C

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

“Золота середина” технології 5G – рішення, яке забезпечує найкращий баланс між продуктивністю і покриттям – знаходиться в так званому спектрі середнього діапазону. У той час як mmWave забезпечує чудову продуктивність, яка поширюється лише на відстань близько одного міського кварталу, 600 МГц працює далеко, але не може обробляти набагато більше даних, ніж 4G/LTE вже може.

Прямо посередині цього частотного супу знаходяться частоти від 2 ГГц до 4 ГГц. Вони забезпечують достатню пропускну здатність для передачі даних на швидкостях, які користувачі очікують від 5G, водночас гарантуючи, що операторам не доведеться встановлювати мільйони веж стільникового зв’язку лише для того, щоб надати 5G усім своїм клієнтам.

На жаль, багато інших технологій і пристроїв також використовують цей середньочастотний спектр. Наприклад, ви, напевно, вже знаєте, що в діапазоні 2,4 ГГц зазвичай працюють Wi-Fi роутери, бездротові телефони, радіоняні та пристрої для відкривання гаражних воріт. Навіть мікрохвильові печі випромінюють сигнали в цьому частотному діапазоні. Це область, відома як “S-діапазон”.

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

Вище знаходиться спектр С-діапазону, який зазвичай використовується аматорськими радіослужбами, фіксованими супутниковими службами, морським радіозв’язком і службами радіолокації.

Однак у 2018 році FCC знайшла спосіб вивільнити невеликий шматок спектру С-діапазону 500 МГц в діапазоні від 3,7 ГГц до 4,2 ГГц для використання “бездротовими службами наступного покоління”. Хоча в цьому діапазоні вже працювали супутникові служби, комісія переглянула всі ліцензії, щоб звільнити якомога більше місця для використання новими розгортаннями 5G.

Через два роки, коли пил влягся, FCC виставила 280 МГц цього спектру на аукціон для 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 для Verizon та AT&T. Verizon вже похвалився тим, що це дозволить йому охопити мільйони додаткових клієнтів зі “швидкістю до 10 разів вищою, ніж 4G LTE”. Новий спектр стане частиною надширокосмугової мережі 5G Verizon, яка раніше була обмежена частотами мм-хвиль 28 ГГц і 39 ГГц.

У тому ж напрямку AT&T оголосила про своє нове розгортання С-діапазону в восьми районах метро, пообіцявши, що він буде охоплювати 200 мільйонів чоловік до кінця 2023 року.

А як щодо T-Mobile?

Ви, можливо, помітили, що T-Mobile помітно відсутній у всій цій боротьбі, навіть незважаючи на те, що він втратив 9,3 мільярда доларів на аукціоні в С-діапазоні в минулому році.

Ймовірно, це пов’язано з тим, що T-Mobile не виявила жодних намірів почати використовувати свій новий спектр С-діапазону так само, як і її конкуренти.

З самого початку у T-Mobile був туз у рукаві. Вона вже володіла ліцензіями на значну частину спектру 2,5 ГГц S-діапазону, що з’явилися в результаті її злиття зі Sprint кілька років тому.

Спочатку Sprint використовував ці частоти 2,5 ГГц для послуг 4G/LTE, але після злиття нова компанія T-Mobile почала закривати ці старі вежі Sprint, розчищаючи шлях для повторного використання цих частот для нових розгортань 5G.

Коли минулого року T-Mobile також отримав новий спектр С-діапазону, він оголосив, що це була “стратегічна інвестиція”, спрямована на “доповнення його набагато ширшого покриття в діапазоні 2,5 ГГц в окремих міських і приміських районах, де він вже має щільну мережу”. Результатом, за словами оператора, стане “більш значуще підвищення продуктивності для клієнтів”.

Більш низькочастотний спектр також забезпечує кращий діапазон, ніж новий C-діапазон, при цьому все ще забезпечує вражаючу продуктивність 5G, тому у T-Mobile дійсно немає мотивації починати розгортання спектра C-діапазону так, як це роблять AT&T і Verizon. У неї є свій спектр середнього діапазону, і вона розгортає його в рамках своєї послуги Ultra Capacity 5G, яка вже охоплює понад 200 мільйонів абонентів.

Куди ми рухаємось далі?

Тепер, коли і AT&T, і Verizon почали реалізовувати своє бачення розвитку С-діапазону, буде цікаво подивитися, що буде далі. Хоча обидва оператори працюють над тим, щоб наздогнати T-Mobile з цим новим С-діапазоном, може існувати межа того, як далеко і як швидко вони зможуть туди дістатися.

Як зазначає Саша Сеган з PCMag, Verizon, можливо, зробив тактичну помилку, зробивши занадто велику ставку на С-діапазон. Він, безумовно, купив найбільшу його частину в минулому році, витративши на це колосальні 45 мільярдів доларів.

Отже, ось чому @ATT і @TMobile можуть захотіти вивісити @Verizon на просушку в C-діапазоні: Verizon (1) має проблеми з перевантаженням і (2) поклав багато яєць в кошик C-Band. З новим результатом Аукціону 110, до кінця цього року @ATT отримає 40 МГц

Саша Сеган (@saschasegan) 18 січня 2022 р.

Проблема полягає в тому, що Verizon витратив цілий статок на інвестиції в найбільш спірний шматок спектру, і, ймовірно, ця суперечка не вщухне найближчим часом. Цілком можливо, що Verizon ніколи не зможе розгорнути свій новий спектр поблизу аеропортів, залишивши своїх клієнтів або з послугами 4G/LTE, або з пропозицією 5G, яка насправді нічим не краща за 4G/LTE.

З іншого боку, AT&T трохи застрахувала свої ставки. Зовсім недавно вона вибрала 40 МГц спектру, який не буде цікавити авіакомпанії, що може пояснити, чому вона займає значно більш стриманий підхід до всієї ситуації. Як припускає Сеган, AT&T цілком може грати на обидві сторони, використовуючи більш тривалі затримки і більші зони заборони, щоб отримати конкурентну перевагу над Verizon, якому такі кроки будуть набагато більше заважати.

Тим часом, T-Mobile сидить тихо, не беручи участі в поточній суперечці, і володіє беззаперечним шматком спектру 2,5 ГГц в 100 МГц, який він вже надавав клієнтам за кілька місяців до того, як новий С-діапазон навіть був виставлений на аукціон.

Очевидно, що T-Mobile має значну перевагу в грі 5G, постійно отримуючи найвищі оцінки серед усіх американських операторів за швидкість, покриття і надійність – і ця перевага, схоже, тільки збільшується. Ми не можемо поки що виключати Verizon і AT&T, але очевидно, що обидва оператори мають свою роботу, щоб виділити достатню кількість діапазону С, щоб зробити справжній 5G реальністю для своїх клієнтів.

Рекомендації редакції

• Найдешевший безлімітний план 5G від Verizon тільки що став ще дешевше
• Чи небезпечний 5G для літаків? Ось що кажуть пілоти та FAA
• Ручна ігрова система Razer з підтримкою 5G виходить у відкритий доступ
• У США стартують попередні замовлення на OnePlus 10T, і з великим виправленням 5G
• SpaceX Ілона Маска покаже “щось особливе” з T-Mobile

Source: digitaltrends.com