COMITÉ DAS COMUNICAÇÕES ELECTRÓNICAS
Decisão EEC
de 1 de Dezembro de 2006
sobre a harmonização de sistemas GSM a bordo de aeronaves nas faixas de
frequências 1710‐1785 e 1805‐1880 MHz
(EEC/DEC/(06)07)
MEMORANDO EXPLICATIVO 1. INTRODUÇÃOO recurso às comunicações móveis, qualquer que seja a localização do utilizador, tem constituído uma necessidade crescente. Isto inclui igualmente a utilização de telemóveis GSM a bordo de aeronaves. Não obstante, o bom funcionamento de sistemas que dêem resposta a esta situação depende do estabelecimento de uma base para a livre circulação deste equipamento na Europa, bem como da disponibilização de acesso ao espectro necessário, assegurando por outro lado que todas as questões em matéria de segurança aeronáutica são devidamente abordadas.
2. ÂMBITO
A presente Decisão abrange as questões que respeitam a regulamentação das radiocomunicações relativamente ao funcionamento destes sistemas, e não aos aspectos de segurança de aviação (relacionados tanto com factores técnicos como humanos), que se encontram abrangidos nas responsabilidades das autoridades de aviação competentes. 3. HISTORIAL O Comité das Comunicações Electrónicas (EEC) tem por objectivo facilitar a livre circulação e utilização de equipamentos de rádio. A presente Decisão pretende ampliar a aplicação deste objectivo genérico de forma a incluir o campo do transporte aéreo. O sistema considerado nesta Decisão (isto é, o equipamento necessário para estabelecer um sistema GSM de pico‐células1, na faixa dos 1800 MHz, a bordo de aeronaves, impedindo o estabelecimento de comunicação directa dos terminais móveis a bordo com as redes móveis em terra, “o Sistema”) pretende constituir uma interface para os terminais móveis GSM a bordo, oferendo uma vasta gama de serviços normalmente prestados por redes GSM. É importante garantir que os terminais móveis a bordo das aeronaves não tentem estabelecer comunicação directa com Estações Emissoras‐Receptoras de Base em terra (Base Transceiver
1
Pico‐células são células utilizadas principalmente em espaços interiores, neste caso a bordo de aeronaves.
Stations ‐ “BTS”), comunicando apenas com a BTS da aeronave. A ligação entre o sistema a bordo e o sistema em terra não é abrangida pelo âmbito de aplicação da presente Decisão. Esta ligação funcionará em faixas de frequências distintas, provavelmente recorrendo‐se a ligações via satélite, as quais devem operar ao abrigo das Decisões EEC relevantes. O Sistema deve funcionar apenas em determinadas fases do voo, excluindo os períodos em que a aeronave se encontra no solo, e as fases de descolagem e aterragem.
Torna‐se necessária uma abordagem harmonizada ao Sistema, em paralelo com uma utilização harmonizada que garanta a prestação de um serviço sem interrupções à medida que a aeronave atravessa as fronteiras entre os vários países, reduzindo em simultâneo a carga regulamentar que recai sobre as Administrações, operadores de redes GSM e operadores de aeronaves.
Será muito frequente que durante um voo a aeronave percorra o espaço aéreo de mais de um país, permanecendo durante um curto período apenas no espaço aéreo de um dado país. Por conseguinte, é necessário adoptar uma estratégia regulamentar comum que garanta que o espectro utilizado pelo Sistema possa ser utilizado independentemente do espaço aéreo que a aeronave atravesse, desde que o Sistema cumpra limites estabelecidos, de forma a evitar interferências nocivas.
Para efeitos desta Decisão apenas, assume‐se que a responsabilidade pela autorização do espectro utilizado a bordo da aeronave como parte do Sistema recai sobre o país de registo da aeronave.
A certificação de aeronavegabilidade do Sistema é uma responsabilidade a assumir em separado pelas autoridades de aviação competentes do país de registo da aeronave.
4. NECESSIDADE DE UMA DECISÃO EEC
Verifica‐se a necessidade de uma Decisão EEC que incida sobre a utilização harmonizada do Sistema nas faixas de frequências GSM dos 1800 MHz e ao acesso às mesmas. Decisão EEC de 1 de Dezembro de 2006 sobre a harmonização de sistemas GSM a bordo de aeronaves nas faixas de frequências 1710‐1785 e 1805‐1880 MHz (EEC/DEC/(06)07)
“A Conferência Europeia das Administrações dos Correios e Telecomunicações,
considerando
a) Que todos os Estados gozam de soberania no espaço aéreo2, incluindo o espectro de radiofrequências, sobre o seu território;
2
Definido como: espaço sobre um determinado território nacional, que se considera pertencente ao Governo do território. Não inclui o espaço exterior, que de acordo com o Tratado do Espaço Exterior de 1967 foi declarado livre e não sujeito a apropriação nacional.
b) A adopção pela EEC do Relatório 093 intitulado “Compatibilidade entre equipamento GSM a bordo de aeronaves e redes terrestres”;
c) Que de acordo com o Regulamento de Radiocomunicações da UIT as faixas dos 1710‐ 1785 e 1805‐1880 MHz estão atribuídas ao serviço móvel numa base co‐primária; d) Que as faixas de frequências dos 1710‐1785 e 1805‐1880 MHz foram atribuídas ao
sistema GSM na Europa;
e) Que o chamado “Sistema” (isto é, o equipamento necessário para estabelecer um sistema GSM de pico‐células, na faixa dos 1800 MHz, a bordo de aeronaves, impedindo o estabelecimento de comunicação directa dos terminais móveis a bordo com as redes móveis em terra) poderia permitir a utilização de terminais móveis GSM a bordo de aeronaves durante o voo;
f) Que se devem tomar medidas adequadas para assegurar que os terminais a bordo estão desligados quando o sistema GSM não estiver em funcionamento e que os terminais móveis não controlados pelo Sistema (tais como os terminais de redes móveis profissionais) permanecem desligados durante todo o voo;
g) Que, desde que os níveis de potência e faixas de frequências utilizados pelo Sistema estejam devidamente controlados e que os terminais móveis a bordo da aeronave durante o voo sejam impedidos de tentar estabelecer comunicação directa com redes terrestres móveis, podendo apenas comunicar com o Sistema disponível a bordo, é possível garantir que não ocorrerão interferências nocivas sobre sistemas que operem no exterior da aeronave;
h) Que o efeito do Sistema pode ser confinado ao interior da aeronave, facilitando a utilização eficiente do espectro;
i) Que sem prejuízo dos requisitos mínimos de altura definidos no Anexo, as Administrações podem impor restrições de altura ou geográficas suplementares para o funcionamento do Sistema no território, quando justificado pelas condições topográficas nacionais e as condições de implantação das redes terrestres no país; j) Que para efeitos da presente Decisão, considera‐se que o espaço no interior da cabina
da aeronave está sob o controlo do país de registo da aeronave e que o Sistema é utilizado apenas na aeronave;
k) Que para este efeito o país de registo da aeronave é responsável pelo espectro utilizado pelo Sistema a bordo da mesma, de acordo com o regime de autorização do país;
l) Que a utilização das frequências em questão está sujeita à autorização de uma Administração apenas, porém tais frequências podem ser utilizadas no espaço aéreo de outros países;
m) Que a instalação e utilização do Sistema na aeronave estão sujeitas à regulamentação, incluindo certificação de aeronavegabilidade, por parte das autoridades de aviação competentes, não podendo o Sistema entrar em funcionamento sem que tais requisitos sejam cumpridos;
n) Que a presente Decisão não aborda as questões relacionadas com as ligações comunicacionais entre o Sistema e as redes terrestres;
o) Que se devem tomar todas as medidas necessárias de supervisão do cumprimento dos parâmetros técnicos relevantes definidos no Anexo pelo Sistema e respectiva instalação;
p) Que, não obstante as medidas tomadas no sentido de evitar as interferências nocivas referidas nos considerandos g), h), i) e o), poderá ainda ser necessário que as Administrações prestem mutuamente assistência no sentido da resolução atempada de relatórios de interferências, em conformidade com os procedimentos adequados da UIT;
q) Que o Sistema presta um serviço de comunicações electrónicas a terminais móveis GSM no interior de uma aeronave durante um voo;
r) Que a presente Decisão não impede os países membros da UE/EFTA de dar cumprimento às obrigações que lhes são impostas pelas normas comunitárias;
DECIDE
1. Que as Administrações devem autorizar a utilização do Sistema nas faixas de frequências dos 1710‐1785 e 1805‐1880 MHz, desde que o operador do sistema tenha sido autorizado a operar o Sistema (incluindo o direito de utilização do espectro necessário) pelo país de registo da aeronave, de acordo com as restrições referidas no considerando i);
2. Que o Sistema não deve causar qualquer interferência nociva sobre demais sistemas autorizados, nem reivindicar protecção contra os mesmos;
3. Que a utilização do Sistema deverá cumprir os requisitos técnicos e operacionais definidos no Anexo;
4. Que a presente Decisão entra em vigor a 1 de Dezembro de 2006;
5. Que a data de implementação desta Decisão deverá ser preferencialmente 1 de Junho de 2007;
6. Que as Administrações da CEPT deverão comunicar as medidas tomadas a nível nacional para a implementação desta Decisão ao Presidente do EEC e ao ERO;
7. Que as Administrações da CEPT deverão comunicar ao ERO todas a medidas suplementares tomadas a nível nacional que completem a presente Decisão de acordo com o considerando i), que devem ser publicitadas no sítio do ERO (http//:www.ero.dk)”.
Nota:
O sítio do ERO (http//:www.ero.dk) contém uma actualização permanente das medidas de implementação desta e de outras Decisões ECC.
ANEXO
REQUISITOS TÉCNICOS E OPERACIONAIS PARA SISTEMAS GSM A BORDO
A.1 Descrição do sistema GSM a bordo
O sistema de comunicações móveis GSM a bordo (o Sistema) permite que os passageiros das companhias aéreas utilizem os seus terminais móveis pessoais durante fases de voo aprovadas. O acesso GSM a bordo das aeronaves é prestado por uma ou mais pico‐células BTS (Estação emissora‐receptora de base da aeronave ‐ BTS da aeronave). Os terminais móveis a bordo devem ser impedidos de tentar estabelecer comunicação directa com as redes móveis em terra. Isto pode ser garantido: • Pela instalação de uma unidade de controlo da rede (NCU) que aumenta o patamar de ruído dentro da cabina nas faixas de recepção das comunicações móveis e/ou; • Dotando a fuselagem da aeronave de imunidade às RF de forma a atenuar o sinal de que passa para dentro e fora da fuselagem. A potência a bordo dos terminais móveis GSM a bordo é controlada pela BTS da aeronave para que estes transmitam a um nível mínimo. A BTS da aeronave funciona na faixa GSM 1800. Esta faixa foi escolhida pois a potência de emissão mínima do terminal móvel é menor do que na faixa GSM 900 e porque a atenuação da transmissão (path loss) é superior na faixa GSM 1800. A potência da NCU deve ser suficiente para impedir que as redes terrestres sejam “perceptíveis” embora não tão forte que cause interferências nocivas a estas mesmas redes. Da mesma forma, a potência da BTS da aeronave deve ser suficiente para prestar um serviço fiável, sem causar interferências nocivas às redes terrestres. As redes terrestres protegidas são as que funcionam nas seguintes faixas de frequências: • 450‐470 MHz • 876‐915 MHz / 921‐960 MHz • 1710‐1785 MHz / 1805‐1880 MHz • 1920‐1980 MHz / 2110‐2170 MHz
Poderá verificar‐se no futuro a necessidade de tratar de questões ligadas a outras faixas de frequências (tais como as da faixa 2500‐2690 MHz). A presente Decisão aplica‐se ao funcionamento do Sistema a uma altura mínima acima do solo de 3000 metros.
A.2 IMPEDIMENTO DA LIGAÇÃO DOS TERMINAIS MÓVEIS ÀS REDES EM TERRA
Durante o período em que o funcionamento dos terminais móveis GSM é autorizado numa aeronave, os terminais móveis que recebem comunicações dentro das faixas de frequências enumeradas na tabela 2 devem ser impedidos de tentar estabelecer comunicação directa com as redes móveis em terra. Faixa de frequências (MHz) Sistemas em terra 3 460‐470 CDMA2000, FLASH OFDM 921‐960 GSM, WCDMA 1805‐1880 GSM, WCDMA 2110‐2170 WCDMA Tabela 1 No caso de se recorrer a uma NCU, o patamar de ruído emitido deverá ser o suficiente para impedir que os terminais entrem em comunicação directa com as redes terrestres, cumprindo em simultâneo o limite, descrito na secção A.3, de potência máxima emitida pela aeronave nas faixas de recepção das comunicações móveis4. A.3 P.I.R.E. DA NCU/BTS DA AERONAVE, MEDIDA FORA DA AERONAVE A p.i.r.e. total, medida fora da aeronave, da NCU/BTS da aeronave não deve ultrapassar5: P.i.r.e. máxima produzida pela NCU/ BTS da aeronave, medida fora da aeronave em dB/canal
Faixa: 450 MHz Faixa: 900 MHz Faixa: 1800 MHz Faixa: 2 GHz Altura acima
do solo (m)
Largura de banda do canal = 1.25 Hz
Largura de banda do canal =200 kHz
Largura de banda do canal =200 kHz
Largura de banda do canal =3.84 MHz 3000 ‐17.0 ‐19.0 ‐13.0 1.0 4000 ‐14.5 ‐16.5 ‐10.5 3.5 5000 ‐12.6 ‐14.5 ‐8.5 5.4 6000 ‐11.0 ‐12.9 ‐6.9 7.0 7000 ‐9.6 ‐11.6 ‐5.6 8.3 8000 ‐8.5 ‐10.5 ‐4.4 9.5 Tabela 2
Deve notar‐se que os limites definidos na Tabela 2 dependem do ângulo de elevação ao terminal vítima no solo (ver apêndice a este anexo). Os valores indicados na tabela destinam‐ se ao caso de o terminal vítima se encontrar directamente sob a aeronave, e por conseguinte devem ser considerados valores prudentes. 3Os parâmetros dos sistemas “vítima” tomados em consideração foram utilizados ao definir os limites descritos neste anexo; ver relatório 93 da EEC para referência dos valores assumidos nos estudos. 4 Se estes dois requisitos não puderem ser cumpridos em simultâneo para uma determinada altura de aeronave, deve aumentar‐se a altura mínima de funcionamento do Sistema. 5
Os valores referidos nas tabelas 2 e 3 correspondem ao aumento máximo do patamar de ruído na recepção 1 dB (i.e. I/N ≤ ‐6 dB), com elevada fiabilidade estatística, utilizando os tipos mais sensíveis de
A.4 P.I.R.E. DO TERMINAL A BORDO, MEDIDA FORA DA AERONAVE
A p.i.r.e medida fora da aeronave, do terminal móvel GSM que transmite a 0 dBm não deve ultrapassar6: P.i.r.e. máxima, medida fora da aeronave, do terminal móvel GSM em dBm/canal Altura acima do solo (m) 1800 MHz 3000 ‐3.3 4000 ‐1.1 5000 0.5 6000 1.8 7000 2.9 8000 3.8 Tabela 3 Deve notar‐se que os limites definidos na Tabela 3 dependem do ângulo de elevação à estação de base vítima no solo (ver apêndice a este anexo). Os valores indicados na tabela correspondem a um ângulo de elevação de 2º, tratando‐se de dados prudentes. A.5 ALTURA MÍNIMA ACIMA DO SOLO A altura mínima acima do solo para qualquer transmissão do sistema em funcionamento deve ser 3000 metros. No entanto, este requisito de altura mínima poderá ser definido a um nível mais elevado, nomeadamente:
• Para efeitos de cumprimento dos requisitos da BTS da aeronave e de emissão dos terminais a bordo, estabelecidos nas secções anteriores,
• Quando justificado pelas condições topográficas nacionais e as condições de implantação das redes terrestres num dado país.
A.6 REQUISITOS OPERACIONAIS
A BTS da aeronave deve limitar a potência de emissão de todos os terminais móveis GSM que emitem na faixa dos 1800 MHz a um valor nominal de 0 dBm em todas as etapas da comunicação, incluindo o acesso inicial.
Devem ser tomadas medidas adequadas para assegurar que os terminais a bordo estão desligados sempre que o sistema GSM não estiver em funcionamento e que os terminais móveis não controlados pelo Sistema (tais como os terminais de redes móveis profissionais) permanecem desligados durante todo o voo.
6
Os valores referidos nas tabelas 2 e 3 correspondem ao aumento máximo do patamar de ruído na recepção 1 dB (i.e. I/N ≤ ‐6 dB), com elevada fiabilidade estatística, utilizando os tipos mais sensíveis de estações de base e terminais.
APÊNDICE AO ANEXO: CONSIDERAÇÕES QUANTO À IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA
Considerações sobre a concepção/instalação dos sistemas
Os requisitos de funcionamento de um sistema GSM a bordo, que pretendem garantir a ausência de interferências nas redes terrestres, dependem fortemente de muitos factores ligados ao Sistema, incluindo o tamanho e tipo da aeronave, as características de isolamento de RF, as características de propagação no interior da cabina e a instalação do sistema a bordo. A definição de requisitos de emissão fora da aeronave (ver pontos A.3 e A.4) apresenta as seguintes vantagens: • Os limites são independentes do tipo de aeronave e das características técnicas, tais como tamanho, construção da fuselagem, características de imunidade às RF, etc.; • Os limites estabelecidos são neutros do ponto de vista tecnológico, na medida em que não assumem a instalação de um tipo específico de sistema GSM em voo (isto é, se o sistema utiliza ou não as NCU, que tipo de antenas são usados nas BTS das aeronaves, etc.) • Os fabricantes e operadores dos sistemas GSM a bordo têm liberdade para definir um equilíbrio entre elementos diferentes de concepção de sistema técnico e a escolha de tipo de instalação que respeite os limites estabelecidos, tais como: o Variação da potência de saída da NCU/ BTS da aeronave no interior da cabina dependendo da atenuação da fuselagem; o Escolha para a NCU/BTS da aeronave de um tipo de antena e da quantidade e colocação apropriados da mesma, que garanta o máximo de eficácia da cobertura na cabina, limitando em simultâneo a radiação para o exterior da aeronave;
o Avaliação mais precisa das características de propagação na cabina, por exemplo, variação da intensidade do sinal consoante a disposição interior da cabina, inserindo este dado na avaliação das emissões para o exterior da aeronave.
As administrações que desejem autorizar o funcionamento de sistemas GSM a bordo podem incluir a documentação que inclua a descrição da avaliação da instalação daqueles sistemas nas formalidades de autorização. Por outro lado, as Administrações que autorizem sistemas GSM a bordo podem ainda tomar em consideração diversos factores de mitigação tais como a distribuição de portadoras nas faixas autorizadas.
Apresenta‐se nas subsecções seguintes alguns factores que podem ser considerados como parte de uma avaliação pormenorizada. O Relatório 93 da EEC disponibiliza informações adicionais sobre estas questões.
Atenuação da fuselagem da aeronave
A atenuação da aeronave é um factor muito relevante no que respeita à forma como os limites de emissão fora da aeronave se relacionam com os parâmetros actuais do equipamento do sistema GSM instalado a bordo da aeronave (nomeadamente potência de saída da NCU/ BTS da aeronave, o tipo de antena e as características da radiação). No entanto, este factor depende fortemente das especificidades da aeronave, tais como tamanho, construção e material da fuselagem, número de janelas, etc. Por esta razão, é impraticável definir uma única relação precisa (uma fórmula analítica ou empírica) que seja aplicável a todos os tipos de aeronaves.
Prevê‐se que os fabricantes/operadores tenham a possibilidade de avaliar com um grau de precisão razoável a atenuação de fuselagem para cada tipo específico de aeronave em que se deseje instalar o sistema GSM a bordo, estabelecendo a relação entre os limites de emissão fora da aeronave com os parâmetros do equipamento e limites de emissão no interior da aeronave considerada em específico.
Ângulo de elevação do receptor vítima no solo
• As pesquisas descritas no Relatório 93 da EEC demonstram que os limites de radiação máxima do sistema GSM a bordo, de protecção das redes terrestres, dependem do ângulo de elevação a que o receptor vítima no solo avista a aeronave interferente. Isto resulta do facto de, para uma dada altura, existirem dois factores que variam inversamente com o ângulo de elevação da aeronave: quanto menor for o ângulo de elevação, maior a distância da aeronave e a atenuação da transmissão em espaço livre; mas • Quanto menor for o ângulo de elevação, maior é o ganho da antena receptora vítima do BTS no solo. Como o ângulo de elevação se modifica à medida que a aeronave passa sobre as estações de base terrestres, deve assumir‐se o pior cenário de ângulo de elevação ao serem inferidos os limites de radiação definidos no anexo.
Se for conhecido o padrão de radiação da aeronave, esta informação deve ter tomada em consideração ao serem definidos os limites de emissão de um tipo de aeronave e instalação específicos (por exemplo, posicionamento das antenas de NCU/ BTS da aeronave relativamente às janelas da aeronave).
A secção 8 do Relatório 93 da EEC disponibiliza informações adicionais sobre esta questão (incluindo gráficos sobre limites de emissão como função do ângulo de elevação).
