数週間にわたる誤ったスタートと を経て、今日は AT&T と Verizon が新しい C バンド 5G スペクトルを運用開始する 日です。
本日の展開は、AT&TとVerizonの両社が記録的な入札で大部分の帯域を確保した後、連邦通信委員会（FCC）と通信事業者による新しい帯域の割り当てとオークションに向けた1年以上の取り組みの集大成となる。
しかし、今年は連邦航空局（FAA）、米国運輸省、航空業界関係者らの間で口論が続いた年でもあり、その多くは新しい周波数帯が実用化されれば航空旅行に壊滅的な影響を与えると予測している。
これまでの話
もしそれが FAA と米国運輸省次第だったら、C バンド周波数のオークションは決して行われなかっただろう。 2020年12月の時点で、民間と軍の両方の航空専門家は、新しい 5G 周波数とレーダー高度計などの一般的な航空機計器との間の潜在的な干渉による「壊滅的な」結果について警告していました。
ディフェンス・ニュース による2020年12月の報道は、FAA長官と運輸省ナンバー2の間の内部協議に初めてスポットライトを当てた。これら2人の高官は共同メモを当時のFCC議長アジット・パイに送り、この問題をより詳しく調査できるよう、新しいCバンド周波数帯の販売を一時停止するようFCCに求めた。
これに対しFCCは、独自の技術調査を実施し、リスクがほとんど、あるいはまったくないことが示されたと述べた。同社は周波数オークションの延期を拒否し、計画通りに進めるつもりだと述べた。
FCCの決定を受けて、米国国防総省と国土安全保障省は、提案された周波数帯が軍用機に悪影響を与えないようスクランブルを開始した。当時ディフェンス・ニュースは、国防総省はその影響を研究しておらず、したがって売却に関する正式な立場を確立していないと指摘した。
当局者らによると、最良のシナリオは、同省が「軍の空挺システム全体に新しいレーダー高度計を設計、調達、設置するために数百万ドルと数千人時間を費やす」必要があるというものだった。
ある政府高官が述べたように、最悪のケースは「事故が起こり、財産が破壊され、人々が死亡する」というものだった。
民事問題
興味深いのは、民間航空業界が過去数カ月にわたり警鐘を鳴らしているにもかかわらず、軍側は驚くほど沈黙を保っていることだ。最も慈善的な解釈は、国防総省がこの問題を調査し、大したことではないと判断したということだろうが、国防総省が比較的深い資金に手を突っ込んで、舞台裏で静かにハードウェアをアップグレードしただけである可能性も同様にある。
航空業界にも同じ選択肢があるとは限りません。一つには、民間乗客の安全に責任を負っていること、そしてもう一つには、これらはかなり限られた予算と、おそらくより大規模でより多様な航空機群を持っている営利企業であるということです。
航空会社、FAA、米国運輸省の間では、影響を受ける可能性のある機器のアップグレードや交換を支援するためのリソースの割り当てについて協議が行われてきたが、それでも物流的にも政治的にも大規模な事業である。
これまでのところ、航空会社は代わりにAT&Tとベライゾンに対し、新しい周波数帯の導入を延期するよう求めている。 11月、両航空会社はFAAやその他の専門家に影響を調査するための時間を与えるため、展開を2021年12月5日から2022年1月5日に延期することに合意した。
12月には、通信事業者は干渉を回避するために最初の6か月間、空港周辺のCバンド5Gの電力レベルを制限することにも合意し、新年までにさらに一歩進んで、新しいCバンドが通過する場所に立ち入り禁止区域を設定することに同意した。 -帯域周波数は少なくとも 6 か月間はまったく導入されないことになります。
これらの譲歩を主張することは、航空当局の懸念を鎮めるのに十分すぎるはずである。AT&TとベライゾンのCEOは当初、今月初めにさらなる2週間の延長要請を拒否したが、ホワイトハウス、FAA、FCCの間で1日続いた激しい協議の後にようやく態度を軟化させた、およびその他の業界関係者。
結局、航空会社はしぶしぶながらも、ジョー・バイデン大統領自身による、1月19日に予定通り展開を行うという確固たる声明のように見える内容と引き換えに、FAAに2週間の猶予期間を与えることに同意した。
帯域幅汚染
しかし、この譲歩は航空業界を落ち着かせていないようだ。 AT&Tとベライゾンの両社は今のところ空港に広いスペースを与えることに同意しているにもかかわらず、当局や幹部らは、新周波数帯が予定通りに稼働した場合に壊滅的な結果を招くと警告し続けている。
懸念の根本は、新しい C バンド 5G スペクトルの周波数と、重要な航空機計器で使用される周波数が近接していることです。
物議を醸している C バンドのスペクトルは 3.7 ～ 3.98 GHz の範囲にあり、レーダー高度計で使用される 4.2 ～ 4.4 GHz の周波数のすぐ下にあります。現代の軍用、商用、民間航空機、さらには多くの無人航空システムやハイエンドのドローンもすべてこれらの機器を使用しています。従来の気圧高度計が適切に機能しないような悪天候に対処する場合、航空機が地上からどのくらい離れているかを測定するために非常に重要です。
これが、レーダー高度計が重要な安全装置である理由です。理想的な気象条件では、パイロットは空港に着陸する際に他の計器や自分の目さえも頼りに距離を測ることができます。しかし、視界が悪い場合はレーダー高度計が唯一の手段であり、それが機能していないか、高すぎる高度を示している場合、パイロットはいつ地面に衝突するかを知る方法がありません。
技術的に言えば、レーダー高度計の周波数の下限である 4.2GHz は、C バンドのスペクトルの最高周波数である 3.98GHz からはまだ 200MHz 以上離れています。したがって、これは干渉を防ぐための十分な安全マージンであると考えるかもしれません。これがまさに FCC と通信事業者が主張している点です。
残念ながら、他の専門家は帯域幅汚染として知られる現象を挙げてこれに同意しません。 Interesting Engineering が説明しているように、特定の周波数範囲に信号が集中すると、より高い周波数で「滲み出し」、少なくともある程度の干渉が発生する可能性があります。
これは、都市に近づくと夜に星が見えにくくなる光害の問題に似ています。大都市から 20 マイル離れたところにいても、そこから発せられる何百万もの光が集中しているため、夜空のほとんどが見えにくくなります。
FCCはこの問題を研究し、このようなことは起こらないと判断したと主張しているが、航空業界には懸念の種となっている独自の研究がある。航空輸送業界を代表する独立技術標準団体である航空無線技術委員会 ( RTCA ) による 2020 年の研究論文 では、C バンドスペクトルの 5G 通信がレーダーに「有害な干渉」を引き起こす可能性があるという証拠が示されました。高度計。
AT&Tとベライゾンは問題ないと主張し続けているが、フランスなど他の国で行われているのと同様に、FAAが設計した空港リストの周囲に立ち入り禁止区域を設けることにも同意した。ただし、彼らがこれを行うと約束したのは 6 か月間のみで、その後はすべての賭けが無効になります。
航空会社の運航停止
双方が2週間の延期に同意したように見えたとき、航空当局が何を期待していたのかを言うのは難しい。あらゆる報道によれば、2週間前には事態は順調に進んでいたように見えたが、おそらくスケジュールがさらに延長されることになると単純に予想していた人もいるだろう。
しかし、今日の展開が目前に迫り、航空会社の動揺はかなり高まった。米国の大手航空会社と航空貨物会社すべての最高経営責任者（CEO）が今週初めに送った共同書簡は、新しいCバンド無線周波数をオンにすると「海外で数万人の米国人が足止めされる可能性があり」、国内に「混乱」を引き起こす可能性があると警告した。米国内の航空便「この国の商業は停止するだろう」と書簡は警告した。
複数の外国航空会社は1月18日、新しい周波数帯の展開を受けて米国行きの便をキャンセルすると発表した。新しい5Gの展開を明示的に引用し、エミレーツ航空はボストン、シカゴ、ダラス・フォートワース、ヒューストン、マイアミ、サンフランシスコ、シアトルと、ニュージャージー州ニューアーク、フロリダ州オーランドへの全便を無期限に停止した。
一方、日本航空（JAL）は、特定の航空機での5G展開による電波高度計への干渉の可能性を理由に、シカゴ、ロサンゼルス、ニューヨークのJFK空港行きのボーイング777型 機の米国便をキャンセルした 。日本のエアー日本航空（ANA）やエア・インディアも同様の発表を行った。
問題の航空会社はその後、少なくとも部分的には折れたが、これはおそらくホワイトハウスが「主要空港」付近では5Gが遅れることを明確にした結果と考えられる。
バイデン氏は昨日遅くの声明で
「延期に同意した」ベライゾンとAT&Tに感謝した。
この声明を受けて、日本のJALとANAはいずれも1月20日以降、米国での通常のスケジュールに戻すと発表し、エミレーツ航空はボストン、ヒューストン、サンフランシスコへの一部の便を再開することに同意したが、残りの便は当面運休したままである。 FAAの除外リストに載っている。
バイデン氏は「この協定は飛行の安全を守り、大きな混乱なく航空業務を継続できるようにするもので、何百万もの米国人にさらなる高速インターネットの選択肢をもたらすだろう」と述べた。
私たちがここにたどり着いた経緯
ここには明らかな政治的要因が働いており、特に現政権と前政権による米国全土に 5G技術を 急速に拡大するようFCCに圧力をかけているが、米国のほとんどの通信事業者による5Gの導入は当初から混乱を極めており、 FCC がそのすべての責任を負うことは確かにありません。
これまでの携帯電話技術とは異なり、5G はより広範囲の周波数範囲を使用するため、スペクトル全体にわたってトレードオフが存在します。
一方の端には、極超短波 (EHF) 範囲の下端、つまり 26 GHz 以上で動作する超短波ミリ波スペクトルがあります。これは、民間航空で使用される周波数や、一般の人が懸念する可能性のあるその他の周波数の範囲をはるかに超えています。
その理由の 1 つは、EHF スペクトルの周波数が非常に短距離であることです。この範囲で動作する他の機器には、ハイエンド通信システム、衛星大気監視システム、軍用兵器レーダー、空港検問所のセキュリティスクリーンシステム、警察の速度レーダー、および一部の医療用途が含まれます。
スペクトルの対極にあるのは 600MHz の 5G 導入で、通信範囲は広いものの、速度は現在の 4G/LTE テクノロジーと比べてそれほど向上していません。
数年前に米国の通信事業者が 5G の展開を開始したとき、各社は劇的に異なるアプローチを採用していました。 Verizon はカバレッジよりもスピードを追求し、全国の主要都市中心部にミリ波トランシーバーを配備しました。これにより、500Mbps から 2Gbps の範囲の速度を誇ることができましたが、問題は、Verizon 顧客の 99% が通信速度を利用できないことです。
T-Mobile は逆のアプローチを採用し、通信範囲を広範囲に展開し、たとえ速度の向上がわずかであったとしても、顧客が自分のデバイスに「5G」インジケーターを表示できるようにすることを目標としていました。 T-Mobile はこれを実現するために主に 600MHz スペクトルを使用したため、あまり多くのタワーを建設することなく 5G カバレッジを急速に拡大できました。その結果、T-Mobile は米国初の通信事業者となりました。
AT&T は中間点を取り、どちらのアプローチにも取り組むことを選択しました。おそらく から教訓を学んで、同社は 5G の推進については沈黙を守り、ミリ波とサブ 6GHz テクノロジーを組み合わせて、ゆっくりと着実なアプローチで全国展開することに決めました。
Cバンドが重要な理由
米国で 5G を適切に導入する際の最大の課題は、FCC が米国内のほとんどの無線周波数を規制していることです。なぜこれが必要なのかを知るために、航空業界との現在の論争よりもさらに詳しく考える必要はありません。
5G テクノロジーのスイート スポット、つまりパフォーマンスとカバレッジの最適なバランスを提供するソリューションは、一般にミッドバンド スペクトルと呼ばれるものにあります。ミリ波が優れたパフォーマンスを提供するのは都市ブロック程度の距離だけですが、600MHz は遠くまで到達しますが、4G/LTE がすでに処理できるよりもはるかに多くのデータを処理できません。
その周波数スープのちょうど真ん中に、2GHz から 4GHz の周波数が位置します。これらは、ユーザーが 5G に期待する速度を実現するのに十分な帯域幅を提供すると同時に、通信事業者が通信のためだけに何百万もの携帯電話塔を設置する必要がないことを保証します。
残念ながら、他の多くのテクノロジーやデバイスもこのミッドバンドスペクトルを使用しています。たとえば、Wi-Fi ルーター、コードレス電話、ベビー モニター 、ガレージ ドア オープナーが 2.4 GHz を使用しているのが一般的であることはおそらくすでにご存じでしょう。電子レンジもこの周波数範囲の信号を発します。これは「S バンド」として知られる領域にあります。
5G 以前のセルラー技術は主に S バンド以下、一般に 600MHz から最大約 2.3GHz の範囲にあり、最も集中しているのは 800MHz と 1.9GHz 付近です。
これより上は C バンドのスペクトルで、アマチュア無線サービス、固定衛星サービス、海上無線、無線位置情報サービスで一般的に使用されます。
しかし、2018年にFCCは、3.7GHzから4.2GHzの範囲にある500MHzのCバンドスペクトルの小部分を「次世代ワイヤレスサービス」で使用するために解放する方法を見つけた。この帯域では衛星サービスが運用されていましたが、委員会はすべてのライセンスを改訂して、新しい 5G 展開で使用できるスペースをできるだけ多く解放しました。
2 年後、問題が解決したとき、FCC は このスペクトルの 280 MHz を携帯通信会社にオークションに出品しました 。これは、現在新しい 5G サービスが展開されている 3.7 ～ 3.98 GHz の範囲です。
新しい周波数帯は、米国、特に Verizon と AT&T の 5G テクノロジーにとって大きな変革となることが期待されています。 Verizon はすでに、「4G LTE の最大 10 倍の速度」でさらに数百万人の顧客にリーチできると自慢しています。新しいスペクトルはベライゾンの一部を形成します
同じ方針に沿って、AT&T は 8 つの大都市圏での新しい C バンドの展開を発表し、2023 年末までに 2 億人をカバーすると約束しました。
Tモバイルはどうですか？
Tモバイルは、昨年のCバンドオークションで93億ドルを落としたにもかかわらず、この争い全体に目立って参加していないことに気づいたかもしれない。
これはおそらく、T-Mobile がライバルと同じ方法で新しい C バンドスペクトルの使用を開始する意図を示していないためであると考えられます。
T-Mobile には当初からエースがいた。同社はすでに、数年前のスプリントとの合併によって生まれた 2.5 GHz S バンドスペクトルのかなりの部分のライセンスを所有していました。
Sprint は当初、これらの 2.5 GHz 周波数を 4G/LTE サービスに使用していましたが、合併後、新しい T-Mobile は古い Sprint タワーの閉鎖を開始し、これらの周波数を新しい 5G 導入に再利用する道が開かれました。
T-Mobile も昨年、新しい C バンド周波数を一部取得 し たとき、これは「すでに高密度のネットワークを備えている特定の都市部および郊外地域で、はるかに広い 2.5 GHz の設置面積を補完する」ことを目的とした「戦略的投資」であると発表しました。その結果、「顧客にとってより有意義なパフォーマンス向上」が実現すると通信会社は述べた。
低周波スペクトルは、新しい C バンドよりも優れた通信範囲を提供しながら、依然として印象的な 5G パフォーマンスを提供するため、T-Mobile には、AT&T や Verizon のような方法で C バンド スペクトルの展開を開始する動機はまったくありません。ミッドバンドスペクトルがあり、それをウルトラキャパシティの一部として展開しています。
ここからどこへ行くのでしょうか？
AT&T と Verizon の両方が C バンドのビジョンを実現し始めた今、次に何が起こるかを見るのは興味深いでしょう。両キャリアは、この新しい C バンドで T-Mobile に追いつくために取り組んでいますが、実際にそこに到達できる距離と速度には限界がある可能性があります。
PCMag の Sascha Segan 氏 が指摘するように、Verizon は C バンドに大きく賭けすぎて戦術的ミスを犯した可能性があります。同社は確かに昨年、その最大の部分を買収し、買収になんと450億ドルを費やした。
問題は、Verizon が最も議論の多い周波数帯に大金を投じて投資しており、この論争はすぐには収まらない可能性が高いということです。 Verizon が空港付近で新しい周波数帯を展開することができず、顧客が 4G/LTE サービスか、実際には 4G/LTE と同等の 5G サービスを利用することになる可能性があります。
一方、AT&Tは若干のリスクを回避した。最近では、航空会社が気にしない周波数帯域の 40MHz を選択しました。これが、同社が全体の状況に対してかなり慎重なアプローチをとっている理由を説明する可能性があります。 Segan氏が示唆するように、AT&TはVerizonに対する競争力を高めるために、より長い遅延とより広い除外ゾーンを採用し、中道に対して両側で戦っている可能性が非常に高いが、Verizonはそのような動きによってはるかに妨げられるだろう。
一方、T-Mobile は、新しい C バンドがオークションに出品される数か月前にすでに顧客に展開していた、議論の余地のない 2.5 GHz スペクトルの 100 MHz チャンクを保持しながら、現在の論争には関与しておらず、落ち着いている。
まだ明らかなことの 1 つは、T-Mobile が 5G ゲームでかなりのリードを持っており、速度、カバレッジ、信頼性の点で米国の通信事業者の最高スコアを常に獲得していることです。そのリードはますます広がっているように見えます。まだ Verizon と AT&T を除外することはできませんが、両方の通信事業者が、実現するのに十分な C バンドを切り開くために適切な仕事をしていることは明らかです。