Управление спектром

Управление использованием спектра - это процесс регулирования использования радиочастот для обеспечения их эффективного использования и получения чистой социальной выгоды. ^[1] Термин « радиоспектр» обычно относится к полному диапазону частот от 3 кГц до 300 ГГц, который может использоваться для беспроводной связи. Растущий спрос на такие услуги, как мобильные телефоны и многие другие, потребовал изменений в философии управления использованием спектра. Спрос на беспроводную широкополосную связь резко вырос благодаря технологическим инновациям, таким как мобильные услуги 3G и 4G, а также быстрому расширению услуг беспроводного Интернета. ^[2]

С 1930-х годов спектр предоставлялся посредством административного лицензирования. Ограниченные технологией, помехи сигналам когда-то считались основной проблемой использования спектра. Поэтому для защиты сигналов лицензиатов было установлено исключительное лицензирование. Прежняя практика лицензирования дискретных полос для групп аналогичных услуг уступает место во многих странах модели « аукциона за спектр », которая предназначена для ускорения технологических инноваций и повышения эффективности использования спектра. Во время экспериментального процесса распределения спектра также применялись другие подходы, а именно лотереи , нелицензионный доступ и приватизация спектра.

Совсем недавно Америка двигалась к политике совместного использования спектра , тогда как Европа придерживалась модели лицензирования авторизованного совместного доступа (ASA). Президент Обама сделал совместное использование спектра политикой Соединенных Штатов 14 июня 2013 года ^[3], следуя рекомендациям Совета советников президента по науке и технологиям (PCAST), который выступал за совместное использование (неочищенного) федерального радиочастотного спектра, когда он не используется в каком-либо месте. и время, при условии, что это не создает чрезмерных рисков. В соответствии с этим руководством, по состоянию на декабрь 2014 года FCC расширяла ограниченный успех совместного использования частотного диапазона для телевидения ( пустое пространство для телевидения) в другие диапазоны, в значительной степени в диапазон радиолокаторов ВМС США 3550–3700 МГц с помощью трехуровневой модели лицензирования (действующий, приоритетный и общий доступ).

Правительства и управление использованием спектра [ править ]

Большинство стран рассматривают радиочастотный спектр как исключительную собственность государства. Радиочастотный спектр - это национальный ресурс, во многом такой же, как вода, земля, газ и полезные ископаемые. Однако, в отличие от них, RF можно использовать повторно . ^[4] Целью управления использованием спектра является уменьшение загрязнения радиочастотного спектра и максимальное использование полезного радиочастотного спектра. ^[5]

Первое предложение Устава Международного союза электросвязи (МСЭ) полностью признает «суверенное право каждого государства регулировать свою электросвязь». Эффективное управление использованием спектра требует регулирования на национальном, региональном и глобальном уровнях.

Цели управления использованием спектра включают: рационализировать и оптимизировать использование радиочастотного спектра; избегать и устранять помехи; проектировать распределения частот на короткие и длинные дистанции; продвигать внедрение новых беспроводных технологий; координировать беспроводную связь с соседями и другими администрациями. Элементы радиочастотного спектра, которые должны регулироваться на национальном уровне: распределение частот для различных радиослужб, предоставление лицензий и радиочастот передающим станциям, утверждение типа оборудования (для стран за пределами Европейского Союза ), сбор платежей, уведомление МСЭ для основной международной частоты регистр(MIFR), координация с соседними странами (поскольку нет границ для радиоволн ), внешние связи с региональными комиссиями (такими как CEPT в Европе, CITEL в Америке) и с МСЭ.

Использование спектра [ править ]

Управление использованием спектра становится все более серьезной проблемой из-за растущего числа пользователей спектра. ^[6] Использование включает: эфирное вещание (начавшееся в 1920 году); использование в правительстве и исследованиях (включая оборону, общественную безопасность - море, воздух, полицию - управление ресурсами, транспорт и радиоастрономию ); коммерческие услуги для населения (включая голос, данные, домашние сети ); а также промышленные, научные и медицинские услуги (включая телемедицину и дистанционное управление ).

В 1980-е беспокоило только радио и телевидение; но сегодня мобильные телефоны и беспроводные компьютерные сети становятся все более и более важными, поскольку менее 15% домохозяйств в США полагаются на эфирное вещание для приема своих телевизионных сигналов . ^[7]

Спектром США управляет Федеральная комиссия по связи (FCC) для неправительственных приложений или Национальное управление по телекоммуникациям и информации (NTIA) для правительственных приложений. Для совместного приложения обе стороны должны согласиться.

Спектр разделен на разные полосы частот , каждая из которых имеет свое приложение. Например, полоса частот от 300 кГц до 535 кГц зарезервирована для авиационной и морской связи, а спектр от 535 кГц до 1605 кГц - для AM-радио . Этот процесс называется « выделением ».

Следующим шагом является присвоение частот конкретным пользователям или классам пользователей. Каждой полосе частот присвоено конкретное назначение, которое зависит от характера приложения и количества пользователей. Действительно, для некоторых приложений требуется более широкий диапазон, чем для других (AM-радио использует блоки 10 кГц, а FM-радио - блоки 200 кГц). Кроме того, необходимы « защитные полосы », чтобы свести к минимуму помехи между приложениями. ^[8]

Статус-кво: командно-административный подход [ править ]

Подход к управлению « Command and Control» в настоящее время используется большинством регулирующих органов по всему миру. При таком подходе регулирующие органы должны быть централизованными органами для принятия решений о распределении и использовании спектра. В примере США регулирующий орган (FCC) определяет варианты использования для определенных участков спектра, а также стороны, которые будут иметь к ним доступ. Федеральная комиссия по связи (FCC) также регулирует технологии физического уровня , которые будут использоваться. ^[9]

Решения о распределении часто статичны во временном и пространственном измерениях, что означает, что они действительны в течение длительных периодов времени (обычно десятилетий) и для больших географических регионов (по всей стране). Использование часто устанавливается как исключительное; каждая полоса предназначена для одного провайдера, что позволяет поддерживать связь без помех. Модель управления и контроля восходит к первым дням существования беспроводной связи, когда применяемые технологии требовали среды без помех для достижения приемлемого качества. Таким образом, часто утверждают, что исключительный характер командно-административного подхода является артефактом устаревших технологий.

Очевидные преимущества этой модели заключаются в том, что услуги, связанные с общественными интересами, могут быть поддержаны. С точки зрения прибыльности программы, представляющие общественный интерес, например эфирное телевидение , могут быть не такими привлекательными, как коммерческие, с точки зрения провайдера, но, тем не менее, они полезны для общества. Таким образом, эти услуги часто неявно применяются регулирующим органом через лицензионные соглашения. Еще одно преимущество - это стандартизация, вытекающая из такого централизованного подхода. Такая стандартизация имеет решающее значение в сетевых отраслях, для которых отрасль электросвязи является примером учебника. ^[10]Один ученый опубликовал документ, в котором показано, как развитие новых технологий обещает предоставить населению значительно больше спектра, но потребует от общества принятия новой парадигмы использования спектра. ^[11]

Отчет GAO по управлению использованием спектра (2004 г.) [ править ]

Отрывок:

Текущая структура и управление использованием спектра в Соединенных Штатах не способствует развитию и использованию некоторых эффективных технологий использования спектра. Поскольку структура распределения спектра в значительной степени разделяет спектр по типам услуг (например, воздушная радионавигация ) и пользователям (федеральным, нефедеральным и совместно используемым), возможности новых технологий, предназначенных для использования спектра разными способами, часто уменьшаются. Например, программно-определяемые когнитивные радиостанции - радиостанции, которые адаптируют использование спектра к условиям их операционной среды в реальном времени, - могут использоваться для определения неиспользуемых частот или " белых пятен"., "и автоматически использовать эти частоты. Также возможно использование программно-определяемых когнитивных радиостанций для использования" серых пространств "в спектре - областей, в которых существуют излучения, но все же могут разместиться дополнительные пользователи без создания уровня помех, который неприемлемо для действующих пользователей - для повышения эффективности использования спектра. Однако в настоящее время система распределения спектра может не обеспечивать свободу, необходимую этим технологиям для работы в рамках существующих назначений спектра, а для определения новых правил требуются знания о спектре, которых нет у лидеров по использованию спектра. в то же время существует несколько федеральных нормативных требований и стимулов для более эффективного использования спектра. В то время как Национальное управление по электросвязи и информации(NTIA) отвечает за управление использованием спектра федеральным правительством и обеспечение эффективности использования спектра, NTIA в первую очередь полагается на отдельные агентства, чтобы гарантировать, что системы, которые они разрабатывают, являются максимально эффективными по использованию спектра. Однако руководящие указания и политика агентств не требуют систематического рассмотрения эффективности использования спектра при их приобретении. Отсутствие экономических последствий, связанных с тем, как используется спектр, также мало стимулировало агентства к активному использованию возможностей для разработки и использования технологий, которые повысят эффективность использования спектра в масштабах всего правительства. ^[12]

Альтернативные режимы управления использованием спектра и обсуждение спектра [ править ]

С переходом на цифровые технологии управление использованием спектра вступило в новую эру. Полный переход на цифровое телевидение к 17 февраля 2009 г. ( Закон о переходе к цифровым технологиям и общественной безопасности 2005 г. ) позволяет вещателям использовать спектр более эффективно и экономить место для возможности совместного использования спектра.

Совместное использование спектра - предмет жарких дискуссий. Экспоненциальный рост коммерческих вызовов беспроводной связи за дополнительный спектр для увеличения трафика. Как регулирующий орган, FCC отреагировала на эти потребности, предоставив больше спектра. Было разрешено возникновение вторичного рынка, и лицензиатам рекомендуется временно сдавать в аренду использование спектра третьим сторонам. Предоставление передаваемых лицензий - важная попытка FCC создать у вещателей стимулы для совместного использования неиспользуемого спектра. Другое предлагаемое решение проблемы нехватки спектра состоит в том, чтобы позволить системам связи занимать спектр, который ранее был выделен для использования радарами, и совместно использовать спектр . Этот подход получил повышенное внимание в последнее время в нескольких исследовательских программах, в том числеПроекты DARPA ^[13], исследующие несколько методов совместного использования спектра радиолокационной связи. В настоящее время разрабатываются новые альтернативы, такие как совместное использование спектра в сотовых сетях. ^[14]

Дефицит спектра стал основной проблемой, с которой сталкиваются при запуске новых беспроводных услуг. Последствия этой нехватки наиболее заметны на аукционах спектра, где операторам часто приходится инвестировать миллиарды долларов для обеспечения доступа к указанным полосам в доступном спектре. Несмотря на этот дефицит, недавние измерения использования спектра показали, что имеющиеся возможности использования спектра используются в недостаточной степени, т.е. остаются неиспользованными. Этот дефицит, основанный на искусственном «ограничении доступа», часто считается результатом статичности и жесткости режима командно-административного управления. Заинтересованные стороны начали рассматривать возможные улучшения в режиме управления путем ослабления ограничений на доступ к спектру. Две преобладающие модели - это «спектр общего пользования» и «права собственности на спектр ».

Теория всеобщего спектра [ править ]

Согласно законодательству США, спектр не считается собственностью частного сектора или правительства, за исключением тех случаев, когда термин «правительство» используется как синоним слова «народ». ^{[ необходима цитата ]}

Первоначальное использование термина «общинное достояние» было практикой, в соответствии с которой общественность в целом имела ограниченные права на использование общинного достояния; тогда каждый человек был заинтересован в своих правах пользования, но сами общие ресурсы не были собственностью, а права не были «собственностью», поскольку ими нельзя было торговать. Термин « трагедия общества » популяризировал Гаррет Хардин в статье 1968 года, опубликованной в журнале Science.. Трагедия общественного достояния иллюстрирует философию, согласно которой деструктивное использование государственных резерваций («общих ресурсов») частными интересами может привести к тому, что лучшая стратегия для отдельных лиц вступает в конфликт с «общим благом». В таком сценарии он утверждает, что даже если вклад каждого «плохого субъекта» может быть незначительным, при объединении результатов этих действий ресурс может быть снижен до точки бесполезности. Эта озабоченность привела к регулированию спектра. ^{[ необходима цитата ]}

Модель прав собственности Spectrum [ править ]

Модель прав собственности на спектр утверждает, что ресурсы спектра должны рассматриваться как земля, т.е. должна быть разрешена частная собственность на участки спектра. Распределение этих долей должно осуществляться с помощью рыночных сил. Владельцы спектра должны иметь возможность торговать этими частями на вторичных рынках. В качестве альтернативы, владельцы спектра могли бы использовать свои полосы частот любым способом, с помощью любой технологии, которую они предпочитают (нейтральность услуг и технологий). Хотя модель прав собственности на спектр поддерживает исключительное распределение прав на передачу, это не то же самое, что режим лицензирования. Основное различие заключается в нейтральности услуг и технологий, поддерживаемой подходом, касающимся прав собственности на спектр.в отличие от строгих требований к услугам и коммуникационным технологиям, присущих режимам лицензированного управления.

Основная идея прав собственности на спектр была впервые предложена Лео Герцелем в 1951 году ^[15], который в то время был студентом юридического факультета, готовя критический анализ политики Федеральной комиссии по связи США в области управления использованием спектра. Рональд Коуз , лауреат Нобелевской премии по экономике, отстаивал идею продажи с аукциона прав на использование спектра в качестве превосходной альтернативы статус-кво в 1959 году. ^[16] Коуз утверждал, что, хотя первоначальное распределение может повлиять на ситуацию, права собственности на частоту будут вести к наиболее эффективному их использованию. Когда он впервые представил свое видение FCC, его спросили, не шутит ли он.

Сторонники модели прав собственности на спектр утверждают, что такая схема управления потенциально способствовала бы инновациям и более эффективному использованию ресурсов спектра, поскольку владельцы спектра потенциально хотели бы сэкономить на своих ресурсах. ^{[17] [18]}

Модель прав собственности спектра часто критикуются за потенциально ведет к искусственному дефицита и задерживаемой проблемы. Проблема задержки связана с трудностью агрегирования ресурсов спектра (что потребовалось бы для приложений с высокой пропускной способностью), поскольку отдельные владельцы спектра могут потребовать очень высокую компенсацию в обмен на свой вклад. ^[19] Поскольку спектр - это ограниченное конечное благо, существует извращенный стимул.не использовать его вообще. Участники и существующие владельцы спектра на рынке спектра могут приобретать спектр с упреждением, а затем складывать его на склад, чтобы существующие или новые конкуренты не могли его использовать. Согласно официальным планам нынешнего владельца спектра в отношении этого сохраненного спектра, он будет сохранен для неизвестного будущего использования и, следовательно, не будет использоваться вообще в обозримом будущем.

В частичном или неполном режиме регулирования "спектр как собственность" действующие и устаревшие владельцы, получившие спектр в соответствии со старой политикой по причинам и заслугам, могут получить непредвиденные выгоды от продажи спектра, который они получили бесплатно в рамках прежнего режима регулирования. Когда регулирующий режим меняет модель собственности, первоначальные рекомендации по заслугам и причинам для действующих и старых пользователей часто удаляются. Не существует механизма регуляторной проверки, чтобы проверить, соблюдаются ли по-прежнему руководящие принципы достоинств, а если нет, то отозвать лицензию на использование спектра у действующего владельца спектра и перевыпустить спектр новому пользователю в соответствии со старыми руководящими принципами качества или продать спектр в соответствии с новая политика «спектра как собственности».

Регулирующие органы США [ править ]

Закон связи 1934 грантов полномочий по управлению использованием спектра Президенту для всех федеральных использования (47 USC 305). Национальная администрация по телекоммуникации и связи и информации (NTIA) управляет спектром для федерального правительства. Его правила можно найти в Руководстве NTIA по правилам и процедурам для федерального управления радиочастотами ».

Федеральная комиссия по связи (FCC) управляет и регулирует все внутренние Нефедеральные использования спектра (47 USC 301). ^[20]

Фон:

• Закон о радио 1927 года
• Закон о связи 1934 года
• Закон об административных процедурах 1947 года
• Закон о спутниковой связи 1962 года
• Национальное управление по телекоммуникациям и информации
• Согласованный Закон о нормотворчестве 1990 года
• Закон о защите потребителей кабельного телевидения и конкуренции 1992 года
• Закон об омнибусной выверке бюджета 1993 года
• Закон о телекоммуникациях 1996 г.

Международное управление использованием спектра [ править ]

Международный союз электросвязи (МСЭ) является частью Организации Объединенных Наций (ООН) , которая управляет использование как радиочастотного спектра и космических спутников среди национальных государств . Полномочная конференция - это высший директивный орган МСЭ, который собирается каждые четыре года для определения общей политики Союза. МСЭ разделен на три Сектора: Сектор радиосвязи (МСЭ-R) ^[21] определяет технические характеристики и рабочие процедуры для беспроводных услуг и играет жизненно важную роль в управлении использованием спектра радиочастот; 1-я Исследовательская комиссия МСЭ-R ^[22]исследовательская группа по управлению использованием спектра; Сектор стандартизации электросвязи (ITU-T) разрабатывает согласованные на международном уровне технические и операционные стандарты; Сектор развития электросвязи (МСЭ-D) способствует расширению инфраструктуры электросвязи в развивающихся странах по всему миру, которые составляют две трети от 191 Государства-Члена МСЭ. Регламент радиосвязи МСЭ устанавливает обязательный международный договор, регулирующий использование радиочастотного спектра примерно 40 различными службами.

Управление частотой [ править ]

В связи , власть частотного присвоения является власть , предоставленная для администрации , назначения или делегации в агентство или администратор через договор или закон, чтобы задать частоты, частотные каналы или частотные диапазоны, в электромагнитном спектре для использования в службах радиосвязи , радиостанциях или Приложения ISM .

Администрация Frequency - в соответствии со статьей 1.2 из Международного союза электросвязи (МСЭ) Регламент радиосвязи (РР) ^[23] - определяется как «Любое правительственное учреждение или служба , ответственная за выполнение обязательств , принятых в Конституции Международного союза электросвязи, в Конвенция Международного союза электросвязи и Административный регламент (CS 1002) ». Определения, идентичные определениям, содержащимся в Приложении к Уставу или Приложении к Конвенции Международного союза электросвязи (Женева, 1992 г.), помечены соответственно «(CS)» или «(CV)».

Международное частотное присвоение власти возлагается на Бюро радиосвязи в Международный союз электросвязи (МСЭ).

Европа [ править ]

• В Европе каждая страна вносит регуляторный вклад в развитие европейской и международной политики, стандартов и законодательства, регулирующих эти сектора, через свое соответствующее управление частотами .
• Европейские частотные администрации могут получить военные рекомендации от соответствующего национального радиочастотного агентства (NRFA). Что касается НАТО-Европа, эта экспертиза находится в отделе командования, управления и инфраструктуры Spectrum Consultation (SC3IB). Тем не менее, органом, принимающим решения, касающимся военного доступа к радиочастотному спектру, является Гражданская / военная группа НАТО 3 по спектру возможностей (CaP3) от имени Совета НАТО по консультациям, командованию и управлению (C3B) с участием компетентных , уполномоченные и уполномоченные представители национальных частотных администраций .
• Гражданское управление частотами в Европе осуществляется рядом организаций. К ним относятся:
  • Европейский Союз (ЕС)
  • Группа независимых регуляторов (IRG)
  • Европейская конференция администраций почты и электросвязи (CEPT) ^[24]
  • Европейское бюро радиосвязи (ERO) ^[25]

В июле 2002 года Европейская комиссия также учредила Европейскую группу регуляторов для сетей и услуг электронной связи ; создание впервые формальной структуры для взаимодействия и координации между Европейской комиссией и регулирующими органами во всех странах-членах ЕС для обеспечения последовательного применения европейского законодательства.

Соединенные Штаты [ править ]

В Соединенных Штатах первичные полномочия по присвоению частот осуществляются Национальным управлением по телекоммуникациям и информации (NTIA) для федерального правительства и Федеральной комиссией по связи (FCC) для организаций, не являющихся федеральными правительственными.

См. Также [ править ]

• Частотное присвоение
• Военное управление использованием спектра
• Лицензия на вещание
• LTE в нелицензионном спектре

Ссылки [ править ]