FAA befürchtet Frequenz-Probleme bei flächendeckender Einführung von 5G

[mcnoch]

Die FAA ist unglücklich damit, dass das 5G-Netz Frequenzen im C-Band zugeteilt bekommen hat. Man fürchtet Interferenzen mit Radar-Höhenmessern.
Die Industrie widerspricht dem und verweist darauf, dass es in keinem der 40 anderen Ländern, wo es bereits 5G-Netze gibt, zu Problemen gekommen ist.
Die FAA plant aber trotzdem für bestimmte Geräteklassen eine Airworthiness Directive und generell ein Special Airworthiness Information Bulletin herauszugeben.
Mittelfristig wird wohl nur der Einbau zusätzlicher "Out-Of-Band"-Filter in die bestehenden Geräteklassen eine für die FAA zufriedenstellende Lösung sein.

FAA has 'deep concern' about 5G network plan on aviation safety -- letter

The Federal Aviation Administration (FAA) has raised significant concerns about a plan to use spectrum for 5G wireless networks on aviation safety and is planning to issue a formal warning about the issue, according to sources and a letter seen by Reuters.

www.reuters.com

 

[atlantic]

Die FAA plant aber trotzdem für bestimmte Geräteklassen eine Airworthiness Directive und generell ein Special Airworthiness Information Bulletin herauszugeben.
Mittelfristig wird wohl nur der Einbau zusätzlicher "Out-Of-Band"-Filter in die bestehenden Geräteklassen eine für die FAA zufriedenstellende Lösung sein.

das kann teuer werden für die betroffenen

 

[Falco]

Die FAA ist unglücklich damit, dass das 5G-Netz Frequenzen im C-Band zugeteilt bekommen hat. Man fürchtet Interferenzen mit Radar-Höhenmessern.
Die Industrie widerspricht dem und verweist darauf, dass es in keinem der 40 anderen Ländern, wo es bereits 5G-Netze gibt, zu Problemen gekommen ist.
Die FAA plant aber trotzdem für bestimmte Geräteklassen eine Airworthiness Directive und generell ein Special Airworthiness Information Bulletin herauszugeben.
Mittelfristig wird wohl nur der Einbau zusätzlicher "Out-Of-Band"-Filter in die bestehenden Geräteklassen eine für die FAA zufriedenstellende Lösung sein.

FAA has 'deep concern' about 5G network plan on aviation safety -- letter

The Federal Aviation Administration (FAA) has raised significant concerns about a plan to use spectrum for 5G wireless networks on aviation safety and is planning to issue a formal warning about the issue, according to sources and a letter seen by Reuters.

www.reuters.com

Hier von "Aviation Today" eine Info darüber:
Will the 5G FAST Plan Lead to Spectrum Issues for Aircraft? - Aviation Today

 

[mcnoch]

US-Fluggesellschaften stellen sich weiter gegen 5G-Einführung (msn.com)

 

[Schorsch]

Sehe ich das richtig, dass das Problem keine Überlagerung ist, sondern die doch sehr begrenzte Fähigkeit des Filters des Radars. Sprich, der würde ein Signal mit 200MHz Frequenzabstand immer noch soweit durchlassen, dass es als Radarsignal durchgehen würde. Somit würde das Gerät entweder eine falsche oder gar keine Höhe anzeigen (das Höhenradar wird ja mit einer gewissen Frequenz pulsen; wenn das 5G eher kontinuierlich vorliegt, würde das Radar ja nach einem Sendeimpuls langsam das Büdchen aufmachen und auf Rückkehrer warten ... und sofort wäre alle wieder da).

Da frage ich weiterhin: man muss ja nicht gleich das ganze Flugzeug deswegen wegwerfen, aber eventuell das Radar oder die dahinter stehende Software (welche wahrscheinlich so gar nicht existiert ... billo Luftfahrttechnik vom feinsten). Sollte schaffbar sein. Natürlich ärgerlich für die >10000 Flugzeuge in den USA, die zwar ein solches Radar haben, aber keine B787 oder A321 sind, bei denen so eine Mod bei den Jahresbetriebskosten und Umsätzen eher untergeht.

 

[teletubi]

Das Problem wird sein, das die reflektieren Impulse von ganz unterschiedlichen Oberflächen reflektiert werden und es daher zu Frequenzverschiebungen kommt. Daher muss der Empfänger für einen großen Frequenzbereich offen bleiben und kann nicht enger gefiltert werden.

 

[macfly]

Eine Reflektion führt nicht zu einer Frequenzverschiebung - solange sich die reflektierte Oberfläche nicht relativ zum Empfänger bewegt (Doppler-Effekt). Das Flugzeug und Boden bewegen sich zwar tatsächlich relativ zueinander - die Geschwindigkeit eines Flugzeugs ist aber so gering (in Relation zur Lichtgeschwindigkeit), dass der Doppler-Effekt für die Geräte keine große Rolle spielt (messbar, aber selbst bei Überschallflugzeugen geht es da aber nur um minimale Kommastellen).

Das Problem ist, dass es weder perfekte Empfänger, noch perfekte Sender gibt. Ein Empfangsfilter schneidet nie mathematisch exakt bei einer bestimmten Frequenz ab - da ist immer ein Übergang. Und Sender strahlen wiederum ja nicht nur "leere" Trägersignale aus (ein mathematisch "sauberes" Sinus-Signal), sondern modulieren den Träger ja mit einem Nutzsignal. Jede Modulation, egal welche Technik man verwendet (AM, FM, ...) führt immer dazu, dass ein Sender neben der Trägerfrequenz auch Seitenbänder abstrahlt, die jeweils um Vielfache des Nutzsignals verschoben sind (von 1 bis unendlich und von -1 bis -unendlich). Die Stärke dieser Seitenbänder nimmt allerdings auch schnell ab. Ein Sendemast, der ein 4 GHz Signal abstrahlt und darauf ein 100MHz Nutzsignal moduliert, würde auch Signale bei 4.1GHz, 4.2 GHz, ... und auch 3.9 GHz, 3.8 GHz, ... usw abstrahlen, die immer schwächer werden). Geht nicht anders. Physik/Mathematik sind gnadenlos.

Die FAA ist sich derzeit gar nicht mal sicher, dass es überhaupt irgendein praktisches Problem gibt. Aber es geht eben um Flugzeuge und Sicherheit. Und es gibt unzählige Flugzeuge, unzählige Radarsysteme, aktuelle und viele uralte Geräte. Da das angrenzenden Frequenzband bisher nicht genutzt wurde, kann sich bisher keiner absolut sicher sein, dass es nicht einzelne Geräte geben könnte, die in bestimmten Situationen ein Problem kriegen. Und die FAA möchte es ungern einfach abwarten, was in der Praxis passiert.

Die FAA ruft daher alle Hersteller auf, möglichst alle Geräte zu testen - auch die Varianten, die man mal in grauer Vorzeit produziert hat. Airlines und Piloten sollen wiederum auflisten, welche Geräte sie derzeit noch benutzen - und versuchen von dem Hersteller nachträglich eine Zusage zu bekommen, dass diese Geräte durch die neue 5G Technik nicht gestört werden. Ein riesiger "Aufriss" - der bisher nicht vollständig umgesetzt ist. Daher möchte die FAA zumindest mehr Zeit bekommen...

Hier der Aufruf der FAA an Hersteller/Airlines/Piloten:

https://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgSAIB.nsf/dc7bd4f27e5f107486257221005f069d/27ffcbb45e6157e9862587810044ad19/$FILE/AIR-21-18.pdf

 

[mcnoch]

US-Mobilfunkunternehmen beharren auf Einführung umstrittener 5G-Netze

Weil sie Komplikationen für den Flugverkehr fürchten, hatten zwei Behördenchefs eine weitere Verzögerung des Starts einer neuen Mobilfunktechnik gefordert. Verizon und AT&T lehnen das ab.

www.spiegel.de

 

[pok]

Eine Reflektion führt nicht zu einer Frequenzverschiebung - solange sich die reflektierte Oberfläche nicht relativ zum Empfänger bewegt (Doppler-Effekt). Das Flugzeug und Boden bewegen sich zwar tatsächlich relativ zueinander - die Geschwindigkeit eines Flugzeugs ist aber so gering (in Relation zur Lichtgeschwindigkeit), dass der Doppler-Effekt für die Geräte keine große Rolle spielt (messbar, aber selbst bei Überschallflugzeugen geht es da aber nur um minimale Kommastellen).

Das Problem ist, dass es weder perfekte Empfänger, noch perfekte Sender gibt. Ein Empfangsfilter schneidet nie mathematisch exakt bei einer bestimmten Frequenz ab - da ist immer ein Übergang. Und Sender strahlen wiederum ja nicht nur "leere" Trägersignale aus (ein mathematisch "sauberes" Sinus-Signal), sondern modulieren den Träger ja mit einem Nutzsignal. Jede Modulation, egal welche Technik man verwendet (AM, FM, ...) führt immer dazu, dass ein Sender neben der Trägerfrequenz auch Seitenbänder abstrahlt, die jeweils um Vielfache des Nutzsignals verschoben sind (von 1 bis unendlich und von -1 bis -unendlich). Die Stärke dieser Seitenbänder nimmt allerdings auch schnell ab. Ein Sendemast, der ein 4 GHz Signal abstrahlt und darauf ein 100MHz Nutzsignal moduliert, würde auch Signale bei 4.1GHz, 4.2 GHz, ... und auch 3.9 GHz, 3.8 GHz, ... usw abstrahlen, die immer schwächer werden). Geht nicht anders. Physik/Mathematik sind gnadenlos.

Die FAA ist sich derzeit gar nicht mal sicher, dass es überhaupt irgendein praktisches Problem gibt. Aber es geht eben um Flugzeuge und Sicherheit. Und es gibt unzählige Flugzeuge, unzählige Radarsysteme, aktuelle und viele uralte Geräte. Da das angrenzenden Frequenzband bisher nicht genutzt wurde, kann sich bisher keiner absolut sicher sein, dass es nicht einzelne Geräte geben könnte, die in bestimmten Situationen ein Problem kriegen. Und die FAA möchte es ungern einfach abwarten, was in der Praxis passiert.

Die FAA ruft daher alle Hersteller auf, möglichst alle Geräte zu testen - auch die Varianten, die man mal in grauer Vorzeit produziert hat. Airlines und Piloten sollen wiederum auflisten, welche Geräte sie derzeit noch benutzen - und versuchen von dem Hersteller nachträglich eine Zusage zu bekommen, dass diese Geräte durch die neue 5G Technik nicht gestört werden. Ein riesiger "Aufriss" - der bisher nicht vollständig umgesetzt ist. Daher möchte die FAA zumindest mehr Zeit bekommen...

Hier der Aufruf der FAA an Hersteller/Airlines/Piloten:

https://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgSAIB.nsf/dc7bd4f27e5f107486257221005f069d/27ffcbb45e6157e9862587810044ad19/$FILE/AIR-21-18.pdf

Wobei man natürlich schon kritisch fragen kann, warum die FCC und die NTIA die Nutzung der Frequenzen für viel Geld verkauft hat und erst kurz vor der Inbetriebnahme der Sender quasi in letzter Minute die Kompatibilität mit Luftfahrtausrüstung evaluiert wird.

 

[RomanW.]

Wobei man natürlich schon kritisch fragen kann, warum die FCC und die NTIA die Nutzung der Frequenzen für viel Geld verkauft hat und erst kurz vor der Inbetriebnahme der Sender quasi in letzter Minute die Kompatibilität mit Luftfahrtausrüstung evaluiert wird.

Dachte ich mir auch schon. Plump gesagt/gefragt: "Da kommen die jetzt erst drauf? Bisschen spät..."

 

[macfly]

Die kommen da natürlich nicht erst jetzt drauf. Den Streit gibt es seit Anfang an - es wird halt nur jetzt erst in allen Medien darüber berichtet, weil der Streit durch den "Showdown" (Starttermin für das 5G Netz) spannend wird...

Den Ärger gibt es schon seit 2018. Da hatte die FCC mit einer Anhörung die Änderung des Frequenzbandes gestartet. FAA, Airlines und Luftfahrt-Hersteller hatten da schon Eingaben gemacht und Einsprüche dagegen eingelegt. Die FCC hat die Sicherheitsbedenken aber abgelehnt - und die Änderung trotzdem durchgeführt. FAA und Luftfahrtbranche beschweren sich seitdem, dass die FCC ihre Einsprüche mehr oder weniger kommentarlos übergangen hat. Die Versteigerung der Frequenzen konnte man aber nicht verhindern.

Da treffen einfach sehr unterschiedliche Interessen aufeiander. Die Politik wollte die Milliarden für die Frequenzen einnehmen - und hat der FCC sicher eine Menge Druck gemacht. Die Mobilfunkunternehmen, die sich die Frequenzen ersteigert haben, sind nun schon ein paar Monate später soweit, die ersten Funkmasten einzuschalten. Bei den Mobilfunkern geht sowas "ruckzuck" - weil sie nur so Geld damit verdienen können. Und auf der anderen Seite ist da die Luftfahrtbranche - wo derzeit nicht nur alle knapp bei Kasse sind - sondern wo auch schon aus Prinzip nichts "ruckzuck" geändert wird. Erst recht nicht, wenn es irgendwelche sicherheitsrelevanten Flugzeugteile betrifft. Da ist es ganz normal, dass es Monate und Jahre dauert, um auch nur die zugehörigen Vorschriften anzupassen...

 

[mcnoch]

Die FCC hatte der FAA doch angeboten im Rahmen des "Ersten Zugriffs", die Frequenzbereiche selber zu ersteigern, um den Fluggesellschaften eine langsamere Umstellung zu ermöglichen, aber das wollte die FAA ja auch nicht.

 

[macfly]

Die Frequenzen im betroffenen 3.7-4GHz Band sind im Februar für immerhin 81 Milliarden Dollar an die Mobilfunker versteigert worden. Und da hätte die FAA ernsthaft mitbieten sollen? Ich weiß nicht...

Klar, da die FAA eine staatliche Institution ist, hätte sie rein theoretisch ja bis zu jedem unbegrenzten Limit mitbieten können - das Geld der Behörde wäre ja sofort wieder zurück in den Staatshaushalt gelaufen. So was macht doch aber keinen Sinn. Entweder der Staat will die Frequenzen verkaufen - oder nicht. Wenn zwei Behörden desselben Staates bei diesem Thema unterschiedlicher Meinung sind (zumindest was den Zeitplan der Auktion/Inbetriebnahme betrifft, darum geht es ja letztlich nur), würde man doch erwarten, dass sich die Behörden auf anderem Weg verständigen.

Mein Eindruck ist eher, der Staat bzw. die Politik wollte es nicht anders. Man wollte diesen Milliardenerlös haben - und hat daher die Bedenken der FAA und der Luftfahrtbranche ignoriert. Ob man sie zu unrecht ignoriert hat, oder ob FAA/Airlines & Co dann doch problemlos weiterfliegen, werden wir demnächst sehen...

 

[mcnoch]

AT&T gibt der Luftfahrtbranche etwas mehr Zeit, wie lang ist aber noch nicht gesagt worden.

AT&T, Verizon delay launching 5G near some airports after airlines ask Biden to intervene - CNN

Hinter den Kulissen hört man, dass sich die Luftfahrtindustrie die notwendigen Umrüstungen auf korrekt abgeschirmte Systeme gerne von den Telko-Firmen bezahlen lassen möchte, alternativ darf es auch der Steuerzahler bezahlen.

 

[macfly]

Naja, der Staat hat in den USA allein mit der Versteigerung des betroffenen Frequenzbandes 81 Milliarden Dollar verdient. Eine astronomische Summe. Und der Staat hatte dabei fast keine Kosten - man hat einfach ein Recht verkauft... Man könnte tatsächlich argumentieren, dass er einen Teil dieser Einnahme nun halt an die Luftfahrtindustrie abgeben sollte, weil die Freigabe/Verkauf dieses Frequenzbereichs nun für "Kollateralschäden" / Mehrkosten anderswo sorgt.

Die Anmerkung von AT&T (im Artikel oben), dass "5G ja in 40 anderen Ländern erfolgreich laufe" ist natürlich etwas heuchlerisch. AT&T weiß natürlich, dass sich die Frequenzbänder in den einzelnen Ländern unterscheiden - und 5G nur ein Oberbegriff ist. Spannend wäre, ob es überhaupt neben den USA noch Länder gibt, wo Frequenzen im 3.7-4.2 GHz Bereich für 5G genutzt werden. In Deutschland ist das z.B. nicht der Fall. Je Größer der Frequenzabstand, desto geringer die (theoretische) Beeinflussung...

Was genau ist denn eigentlich mit den erwarteten Flugausfällen gemeint, vor denen FAA/Airlines warnen? Werden in den USA dann demnächst IFR Anflüge in IMC untersagt - sofern die "5G Störfestigkeit" der Ausrüstung im jeweiligen Flugzeug nicht bereits zertifiziert ist? Oder lässt man es doch einfach laufen - und schaut, ob Piloten irgendwelche Störungen bemerken und selbständig Anflüge abbrechen? Oder wären sonst ab heute alle Flugzeuge mit noch nicht explizit zertifizierter Ausrüstung gegroundet worden?

 

[mcnoch]

Naja, wenn man die Diskussion so etwas verfolgt, dann möchte da jetzt jeder Besitzer eines Rad-Alts ein brandneues Ersatzgerät für 0 von irgendwem haben, und es scheint mehr von denen zu geben als man glaubt, da sie ja auch in General Aviation und Hubschraubern verbaut sind. Letztere weisen besonders nachdrücklich darauf hin, dass sie nicht nur an Flughäfen landen, sondern überall, z.B. Rettungshubschrauber.

Was ich aber an der Debatte etwas merkwürdig finde ist, dass scheinbar bislang keiner Messflüge gemacht hat, um das Problem wirklich mal zu überprüfen und sich auch niemand dafür interessiert, dass der Frequenzblock von 3,7 bis 4,2 auch zuvor schon im Gebrauch war und die bisherigen Nutzer das Band vor der Versteigerung freimachen mussten. Und da waren einige sehr leistungsstarke Sender dabei, z.B. von der NASA zur ISS und es sind nicht zu Hunderten Flugzeuge in jener Zeit abgestürzt. Es hat vorher ohne Probleme nebeneinander funktioniert, warum also jetzt plötzlich nicht mehr?

Und warum reden die immer nur vom Band bis 4.2 GHz? Das gleiche Problem würde doch bei Frequenzen über 4.4 GHz auch existieren und die werden schon seit 2018/9 in Asien, Australien und Arabien für 5G genutzt, ohne dass es zu Problemen gekommen ist. Und diese Blöcke liegen direkt neben dem 4.2 bis 4.4 GHz Rad Alt Block, während zwischen dem 5G Block in den USA bis 3.980 GHz und dem von der Luftfahrt genutzten Block noch 220 MHz Abstand bestehen. Ich denke, dies ist auch der Hintergrund der Aussage von AT&T.

 

[klaus06]

Einigen Fluggesellschaften macht das Thema doch ziemliches Kopfzerbrechen:

Why are airlines worried about 5G and how will it affect global flights?

Emirates airline was one of several aviation companies to announce it will suspend flights to some US destinations

www-thenationalnews-com.translate.goog

 

[mcnoch]

Die können ja versicherungstechnisch gar nicht anders, nachdem Boeing bekanntgegeben hat, dass es bei einigen ihrer Maschinen zu Problemen kommen könnte.

 

[GorBO]

Was genau ist denn eigentlich mit den erwarteten Flugausfällen gemeint, vor denen FAA/Airlines warnen?

Das können eigentlich nur Flüge bei Wetterlagen sein, bei denen mehr als das normale 200ft-ILS benötigt wird, also Cat.I/II und III -Anflüge.
Denn beim Normal-ILS und allen anderen Anflügen ist die barometrische Höhe auschlaggebend und die Radarhöhe ist nur Back-Up. Kann auch gar nicht anders sein, denn in den Bereichen in denen ein Flugzeug auf dem Gleitpfad noch über 200ft ist, ist der Untergrund auch noch unüberwacht. Die Radio Altimeter Operating Area ist nur bis 300m vor der Schwelle, sprich da darf sich eh noch nicht allein auf das Radarhöhenmessersignal verlassen werden.

 

[macfly]

Was ich aber an der Debatte etwas merkwürdig finde ist, dass scheinbar bislang keiner Messflüge gemacht hat, um das Problem wirklich mal zu überprüfen und sich auch niemand dafür interessiert, dass der Frequenzblock von 3,7 bis 4,2 auch zuvor schon im Gebrauch war und die bisherigen Nutzer das Band vor der Versteigerung freimachen mussten. Und da waren einige sehr leistungsstarke Sender dabei, z.B. von der NASA zur ISS und es sind nicht zu Hunderten Flugzeuge in jener Zeit abgestürzt. Es hat vorher ohne Probleme nebeneinander funktioniert, warum also jetzt plötzlich nicht mehr?

Bei den bisherigen Nutzern ging es aber m.W. um einige wenige Sendestationen. Deren Position war bekannt, und vermutlich standen die Sendeanlagen von NASA & Co auch nicht gerade im Bereich des kurzen Endanflugs eines Flughafens. Gerade bei Leistungsstarken Sendern wird eine Position im direkten Umfeld von Flughäfen ausgeschlossen. Und wenn eine Maschine im Reiseflug über einen Sender fliegt, der irgendwo in der Pampa steht, interessiert die Anzeige des Radar-Höhenmessers ohnehin nicht.

Nun kommt "5G" und tausende Sendeanlagen sprießen im ganzen Land wie Pilze aus dem Boden. Mit Sicherheit auch viele im Bereich des Endanflugs - da der bei größeren Flughäfen häufig über größere Städte führt. Gerade in den Stadtgebieten möchte man aber viele 5G Masten aufstellen, um viele Teilnehmer, kurze Distanzen und hohe Bandbreiten zu erreichen. Dass das aus Sicht der FAA schon eine völlig andere Nummer ist, kann ich nachvollziehen.

Ansonsten stürzt eine Maschine natürlich nicht gleich ab. Bei einer Störung wird die Anzeige des Radarhöhenmessers vermutlich mal kurz zucken - oder die Anzeige für ein paar Sekunden ausfallen. Am wahrscheinlichsten ist eine Störung dann, wenn die Maschine in geringer Höhe/geringer Distanz direkt über so einen Sendemast fliegt. In den meisten Fällen würden die Piloten eine kurze Störung kaum bemerken. Sollte man aber solche kurzen Störungen nicht völlig ausschließen können, ist das aus Sicht der Luftfahrt natürlich schon ein Problem.