La gestión del espectro radioeléctrico es el proceso de regular el uso de las radiofrecuencias para promover un uso eficiente y obtener un beneficio social neto. [ 1 ] El término espectro radioeléctrico generalmente se refiere al rango completo de frecuencias de 1 Hz a 3000 GHz (3 THz ) que puede utilizarse para la comunicación inalámbrica. La creciente demanda de servicios como la telefonía móvil y muchos otros ha requerido cambios en la filosofía de la gestión del espectro. La demanda de banda ancha inalámbrica se ha disparado debido a la innovación tecnológica, como los servicios móviles 3G y 4G, y la rápida expansión de los servicios de internet inalámbrico. [ 2 ]
Desde la década de 1930, el espectro radioeléctrico se asignaba mediante licencias administrativas. Debido a las limitaciones tecnológicas, la interferencia de señales se consideraba un problema importante en el uso del espectro. Por ello, se establecieron licencias exclusivas para proteger las señales de los licenciatarios. Esta práctica anterior de bandas discretas licenciadas a grupos de servicios similares está dando paso, en muchos países, a un modelo de " subasta de espectro " que busca acelerar la innovación tecnológica y mejorar la eficiencia en su uso. Durante el proceso experimental de asignación de espectro, también se han implementado otros enfoques, como loterías , acceso sin licencia y privatización del espectro.
Más recientemente, Estados Unidos ha estado avanzando hacia una política de espectro compartido, mientras que Europa ha estado buscando un modelo de licenciamiento de acceso compartido autorizado (ASA). El presidente Obama convirtió el espectro compartido en la política de Estados Unidos el 14 de junio de 2013, [ 3 ] siguiendo las recomendaciones del Consejo de Asesores del Presidente para la Ciencia y la Tecnología (PCAST) que abogaba por compartir el espectro radioeléctrico federal (no liberado) cuando no se usa en un lugar y momento siempre que no represente riesgos indebidos. En línea con esta guía, a partir de diciembre de 2014 la FCC estaba extendiendo el éxito limitado del uso compartido del espectro de la banda de televisión ( espacio blanco de TV ) a otras bandas, significativamente a la banda de radar de la Armada de los EE. UU. de 3550–3700 MHz a través de un modelo de licenciamiento de tres niveles (titular, prioritario y acceso general).
Gobiernos y gestión del espectro
La mayoría de los países consideran el espectro radioeléctrico como propiedad exclusiva del Estado. El espectro radioeléctrico es un recurso nacional, al igual que el agua, la tierra, el gas y los minerales. Sin embargo, a diferencia de estos, el espectro radioeléctrico es reutilizable . [ 4 ] El objetivo de la gestión del espectro es mitigar la contaminación radioeléctrica y maximizar el beneficio del espectro radioeléctrico utilizable. [ 5 ]
La primera frase de la constitución de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) reconoce plenamente «el derecho soberano de cada Estado a regular sus telecomunicaciones». Una gestión eficaz del espectro radioeléctrico requiere regulación a nivel nacional, regional y mundial.
Los objetivos de la gestión del espectro incluyen: racionalizar y optimizar el uso del espectro radioeléctrico; evitar y resolver interferencias; diseñar asignaciones de frecuencia de corto y largo alcance; impulsar la introducción de nuevas tecnologías inalámbricas; coordinar las comunicaciones inalámbricas con los países vecinos y otras administraciones. Los elementos del espectro radioeléctrico que deben regularse a nivel nacional son: la asignación de frecuencias para diversos servicios de radio, la asignación de licencias y RF a las estaciones transmisoras, la homologación de equipos (para países fuera de la Unión Europea ), la recaudación de tasas, la notificación a la UIT para el Registro Maestro Internacional de Frecuencias (MIFR), la coordinación con los países vecinos (ya que no existen fronteras para las ondas de radio ), las relaciones externas con las comisiones regionales (como CEPT en Europa, CITEL en América) y con la UIT.
Uso del espectro
La gestión del espectro es un problema creciente debido al creciente número de usos del espectro. [ 6 ] Los usos incluyen: radiodifusión aérea (que comenzó en 1920); usos gubernamentales y de investigación (que incluyen defensa, seguridad pública —marítima, aérea, policial—, gestión de recursos, transporte y radioastronomía ); servicios comerciales al público (incluyendo voz, datos, redes domésticas ); y servicios industriales, científicos y médicos (que incluyen telemedicina y control remoto ).
En la década de 1980, la única preocupación era la radiodifusión y la televisión; pero hoy en día los teléfonos móviles y las redes informáticas inalámbricas son cada vez más importantes, ya que menos del 15% de los hogares estadounidenses dependen de la radiodifusión terrestre para recibir sus señales de televisión . [ 7 ]
El espectro radioeléctrico estadounidense es gestionado por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) para aplicaciones no gubernamentales o por la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) para aplicaciones gubernamentales. En el caso de aplicaciones compartidas, ambas entidades deben estar de acuerdo.
El espectro se divide en diferentes bandas de frecuencia , cada una con una aplicación específica. Por ejemplo, la banda de frecuencia que abarca de 300 kHz a 535 kHz está reservada para comunicaciones aeronáuticas y marítimas, y el espectro de 520 kHz a 1700 kHz para la radio AM . Este proceso se denomina " asignación ".
El siguiente paso consiste en asignar frecuencias a usuarios o clases de usuarios específicos. Cada banda de frecuencia tiene una asignación específica que depende de la naturaleza de la aplicación y del número de usuarios. De hecho, algunas aplicaciones requieren una banda más ancha que otras (la radio AM utiliza bloques de 10 kHz, mientras que la radio FM utiliza bloques de 200 kHz). Además, se necesitan bandas de guarda para minimizar la interferencia entre aplicaciones. [ 8 ]
Status quo: el enfoque de mando y control.
El enfoque de gestión de mando y control es el que emplean actualmente la mayoría de los organismos reguladores a nivel mundial. Este enfoque aboga por que los reguladores sean las autoridades centralizadas para la asignación y el uso del espectro radioeléctrico. En el caso de Estados Unidos, el organismo regulador (FCC) determina los casos de uso para determinadas porciones del espectro, así como las partes que tendrán acceso a ellas. La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) también regula las tecnologías de la capa física que se emplearán. [ 9 ]
Las decisiones de asignación suelen ser estáticas en el tiempo y el espacio, lo que significa que son válidas durante largos periodos (generalmente décadas) y para grandes regiones geográficas (a nivel nacional). El uso suele ser exclusivo; cada banda se dedica a un único proveedor, lo que garantiza una comunicación libre de interferencias. El modelo de gestión de mando y control se remonta a los inicios de las comunicaciones inalámbricas, cuando las tecnologías empleadas requerían medios libres de interferencias para lograr una calidad aceptable. Por lo tanto, a menudo se argumenta que la exclusividad del enfoque de mando y control es un vestigio de tecnologías obsoletas.
Las ventajas aparentes de este modelo radican en la sostenibilidad de los servicios de interés público . En términos de rentabilidad, los programas de interés público, como la televisión abierta , pueden no ser tan atractivos para el proveedor como los comerciales, pero aun así resultan beneficiosos para la sociedad. Por consiguiente, estos servicios suelen estar regulados implícitamente mediante acuerdos de licencia. Otra ventaja es la estandarización que resulta de este enfoque centralizado. Dicha estandarización es fundamental en las industrias en red, de las cuales la industria de las telecomunicaciones es un ejemplo paradigmático. [ 10 ] Un investigador ha publicado un artículo que muestra cómo el desarrollo de nuevas tecnologías promete aportar un espectro considerablemente mayor al público, pero requeriría que la sociedad adoptara un nuevo paradigma de uso del espectro. [ 11 ]
Informe de la GAO sobre la gestión del espectro radioeléctrico (2004)
Extracto:
La estructura y gestión actuales del uso del espectro en Estados Unidos no fomentan el desarrollo y la utilización de algunas tecnologías eficientes en su uso. Debido a que el marco de asignación del espectro lo compartimenta en gran medida por tipos de servicios (como la radionavegación aeronáutica ) y usuarios (federales, no federales y compartidos), la capacidad de las tecnologías emergentes diseñadas para utilizar el espectro de diferentes maneras suele verse reducida. Por ejemplo, las radios cognitivas definidas por software —radios que adaptan su uso del espectro a las condiciones en tiempo real de sus entornos operativos— podrían utilizarse para detectar frecuencias no utilizadas, o " espacios blancos ", y utilizarlas automáticamente. También podría ser posible utilizar radios cognitivas definidas por software para explotar los "espacios grises" del espectro —áreas donde existen emisiones pero que aún podrían dar cabida a usuarios adicionales sin generar un nivel de interferencia inaceptable para los usuarios actuales— para aumentar la eficiencia del espectro. Sin embargo, actualmente, el sistema de asignación del espectro puede no proporcionar la libertad necesaria para que estas tecnologías operen en las designaciones de espectro existentes, y la definición de nuevas reglas requiere un conocimiento del espectro que los responsables de su gestión no poseen. Al mismo tiempo, existen pocos requisitos regulatorios federales e incentivos para utilizar el espectro de manera más eficiente. Si bien la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) es responsable de gestionar el uso del espectro por parte del gobierno federal y garantizar su eficiencia, la NTIA depende principalmente de las agencias individuales para asegurar que los sistemas que desarrollan sean lo más eficientes posible en el uso del espectro. Sin embargo, las directrices y políticas de las agencias no exigen una consideración sistemática de la eficiencia del espectro en sus adquisiciones. La falta de consecuencias económicas asociadas con la forma en que se utiliza el espectro también ha proporcionado pocos incentivos a las agencias para buscar proactivamente oportunidades para desarrollar y utilizar tecnologías que mejoren la eficiencia del espectro en todo el gobierno. [ 12 ]
Regímenes alternativos de gobernanza del espectro y el debate sobre el espectro.
Con la transición digital, la gestión del espectro radioeléctrico entró en una nueva era. La conversión total a la televisión digital antes del 17 de febrero de 2009 ( Ley de Transición Digital y Seguridad Pública de 2005 ) permite a las emisoras utilizar el espectro de forma más eficiente y ahorrar espacio para la posibilidad de compartirlo.
El uso compartido del espectro radioeléctrico es objeto de un intenso debate. El crecimiento exponencial de las comunicaciones inalámbricas comerciales exige un mayor espectro para dar cabida a un tráfico más elevado. Como organismo regulador, la FCC respondió a estas necesidades poniendo a disposición más espectro. Se ha permitido la aparición de un mercado secundario y se anima a los licenciatarios a arrendar temporalmente el uso del espectro a terceros. La transferencia de licencias es un importante intento de la FCC por incentivar a las emisoras a compartir el espectro no utilizado. Otra solución propuesta al problema de la escasez de espectro consiste en permitir que los sistemas de comunicaciones ocupen el espectro previamente asignado para uso de radar y lo compartan de forma cooperativa . Este enfoque ha recibido mayor atención recientemente, con varios programas de investigación, incluidos proyectos de DARPA , [ 13 ] que investigan diversos métodos de uso compartido cooperativo del espectro entre radar y comunicaciones. Existen otras alternativas en desarrollo, como el uso compartido del espectro en redes celulares. [ 14 ]
La escasez de espectro se ha convertido en un problema fundamental al intentar lanzar nuevos servicios inalámbricos. Los efectos de esta escasez son más evidentes en las subastas de espectro, donde los operadores suelen invertir miles de millones de dólares para asegurar el acceso a bandas específicas del espectro disponible. A pesar de esta escasez, mediciones recientes de utilización del espectro han demostrado que las oportunidades de espectro disponibles están gravemente infrautilizadas, es decir, sin utilizar. Esta escasez artificial, basada en la limitación del acceso, se considera a menudo consecuencia de la naturaleza estática y rígida del régimen de gobernanza de mando y control. Las partes interesadas han comenzado a considerar posibles mejoras en dicho régimen, flexibilizando las restricciones al acceso al espectro. Dos modelos predominantes son los enfoques de "espectro común" y "derechos de propiedad del espectro".
teoría de los bienes comunes del espectro
Según la legislación estadounidense, el espectro radioeléctrico no se considera propiedad del sector privado ni del gobierno, salvo en la medida en que el término "gobierno" se utilice como sinónimo de "el pueblo".
El uso original del término "bienes comunes" se refería a la práctica por la cual el público en general tenía derechos limitados para usar los bienes comunes; cada persona tenía entonces un interés en sus propios derechos de uso, pero los bienes comunes en sí mismos no eran propiedad, ni tampoco los derechos eran "propiedad" ya que no podían ser objeto de comercio. El término " tragedia de los bienes comunes " fue popularizado por Garrett Hardin en un artículo de 1968 publicado en Science . La tragedia de los bienes comunes ilustra la filosofía de que el uso destructivo de las reservas públicas ("los bienes comunes") por intereses privados puede ocurrir cuando la mejor estrategia para los individuos entra en conflicto con el "bien común". En tal escenario, afirma que, aunque la contribución de cada "actor malo" sea mínima, cuando se combinan los resultados de estas acciones, el recurso podría degradarse hasta volverse inútil. Esta preocupación ha llevado a la regulación del espectro.
Modelo de derechos de propiedad de Spectrum
El modelo de derechos de propiedad del espectro radioeléctrico defiende que los recursos espectrales se traten como terrenos, es decir, que se permita la propiedad privada de porciones del espectro. La asignación de estas porciones se implementaría mediante las fuerzas del mercado. Los propietarios del espectro podrían negociar estas porciones en mercados secundarios. Alternativamente, podrían utilizar sus bandas como deseen, con la tecnología que prefieran (neutralidad de servicio y tecnología). Si bien el modelo de derechos de propiedad del espectro aboga por la asignación exclusiva de los derechos de transmisión, no es lo mismo que un régimen de licencias. La principal diferencia radica en la neutralidad de servicio y tecnología que promueve el enfoque de derechos de propiedad del espectro, en contraposición a los estrictos requisitos sobre servicios y tecnologías de comunicación inherentes a los regímenes de gobernanza con licencia.
La idea básica de los derechos de propiedad del espectro fue propuesta por primera vez por Leo Herzel en 1951, [ 15 ] quien era estudiante de derecho en ese momento, preparando una crítica de las políticas de la FCC de EE. UU. en la gestión del espectro. Ronald Coase , economista ganador del Premio Nobel, defendió la idea de subastar los derechos del espectro como una alternativa superior al statu quo en 1959. [ 16 ] Coase argumentó que, si bien las distribuciones iniciales pueden afectar las cosas, los derechos de propiedad sobre una frecuencia conducirán a su uso más eficiente. Cuando presentó su visión por primera vez a la FCC, le preguntaron si estaba bromeando.
Los partidarios del modelo de derechos de propiedad del espectro argumentan que dicho esquema de gestión podría promover la innovación y un uso más eficiente de los recursos del espectro, ya que los propietarios del espectro podrían querer economizar en sus recursos. [ 17 ] [ 18 ]
El modelo de derechos de propiedad del espectro suele ser criticado por su potencial para generar escasez artificial y el problema de la retención . Este problema se refiere a la dificultad de agregar los recursos del espectro (necesarios para aplicaciones de alto ancho de banda), ya que los propietarios individuales podrían exigir una compensación muy elevada a cambio de su contribución. [ 19 ] Dado que el espectro es un bien escaso y finito, existe un incentivo perverso para no utilizarlo en absoluto. Los participantes y los propietarios de espectro existentes en el mercado pueden comprar espectro de forma preventiva y luego almacenarlo para evitar que los competidores, tanto existentes como nuevos, lo utilicen. Los planes oficiales del propietario de espectro existente para este espectro almacenado serían guardarlo para un uso futuro desconocido y, por lo tanto, no utilizarlo en absoluto en el futuro previsible.
En un régimen regulatorio parcial o incompleto de "espectro como propiedad", los propietarios actuales y los que obtuvieron espectro bajo la antigua política de mérito y causa pueden obtener ganancias inesperadas al vender el espectro que obtuvieron gratuitamente bajo el régimen regulatorio anterior. Cuando un régimen regulatorio cambia al modelo de propiedad, las directrices originales de mérito y causa para los usuarios actuales y los que obtuvieron espectro bajo la política de causa y causa suelen eliminarse. No existe ningún mecanismo de revisión regulatoria para verificar si se siguen cumpliendo las directrices de mérito y, de no ser así, revocar la licencia de espectro del propietario actual y reasignar el espectro a un nuevo usuario bajo las antiguas directrices de mérito, o vender el espectro de acuerdo con la nueva política de "espectro como propiedad".
Agencias reguladoras de EE. UU.
La Ley de Comunicaciones de 1934 otorga al Presidente la autoridad para la gestión del espectro radioeléctrico para todo uso federal (47 USC 305). La Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) gestiona el espectro para el Gobierno Federal. Sus normas se encuentran en el Manual de Reglamentos y Procedimientos de la NTIA para la Gestión Federal de Frecuencias Radioeléctricas .
La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) gestiona y regula todo el uso del espectro no federal a nivel nacional (47 USC 301). [ 20 ]
Fondo:
- Ley de Radio de 1927
- Ley de Comunicaciones de 1934
- Ley de Procedimientos Administrativos de 1947
- Ley de Satélites de Comunicaciones de 1962
- Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información
- Ley de Reglamentación Negociada de 1990
- Ley de Protección al Consumidor y Competencia en la Televisión por Cable de 1992
- Ley Ómnibus de Reconciliación Presupuestaria de 1993
- Ley de Telecomunicaciones de 1996
Gestión internacional del espectro
La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es la parte de las Naciones Unidas (ONU) que gestiona el uso del espectro radioeléctrico y los satélites espaciales entre los Estados nación . La Conferencia de Plenipotenciarios es el máximo órgano normativo de la UIT, que se reúne cada cuatro años para establecer las políticas generales de la Unión. La UIT está dividida en tres sectores: el Sector de Radiocomunicaciones (UIT-R) [ 21 ] determina las características técnicas y los procedimientos operativos para los servicios inalámbricos y desempeña un papel vital en la gestión del espectro radioeléctrico; el Grupo de Estudio 1 de la UIT-R [ 22 ] es el grupo de estudio de gestión del espectro; el Sector de Normalización de las Telecomunicaciones (UIT-T) desarrolla normas técnicas y operativas acordadas internacionalmente; y el Sector de Desarrollo de las Telecomunicaciones (UIT-D) fomenta la expansión de la infraestructura de telecomunicaciones en los países en desarrollo de todo el mundo, que constituyen dos tercios de los 191 Estados miembros de la UIT. El Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT establece un tratado internacional vinculante que rige el uso del espectro radioeléctrico por parte de unos 40 servicios diferentes.
Administración de frecuencia
En telecomunicaciones , la autoridad de asignación de frecuencias es el poder otorgado para la administración , designación o delegación a una agencia o administrador mediante tratado o ley, para especificar frecuencias, canales de frecuencia o bandas de frecuencia , en el espectro electromagnético para su uso en servicios de radiocomunicación , estaciones de radio o aplicaciones ISM .
La administración de frecuencias se define , según el artículo 1.2 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR ) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT ) [ 23 ] , como «cualquier departamento o servicio gubernamental responsable del cumplimiento de las obligaciones contraídas en la Constitución de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, en el Convenio de la Unión Internacional de Telecomunicaciones y en el Reglamento Administrativo (CS 1002) ». Las definiciones idénticas a las contenidas en el Anexo a la Constitución o en el Anexo al Convenio de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (Ginebra, 1992) están marcadas con «(CS)» o «(CV)», respectivamente.
La autoridad para la asignación internacional de frecuencias recae en la Oficina de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT).
Europa
- En Europa, cada país tiene influencia regulatoria en el progreso de las políticas, normas y legislación europeas e internacionales que rigen estos sectores a través de su respectiva administración de frecuencias .
- Las administraciones de frecuencias europeas pueden recibir asesoramiento militar de la Agencia Nacional de Radiofrecuencias (NRFA) correspondiente. En lo que respecta a la OTAN-Europa, esta experiencia se encuentra en la Subdivisión de Consulta, Mando, Control e Infraestructura del Espectro (SC3IB). Sin embargo, el órgano decisorio en materia de acceso militar al espectro radioeléctrico es el Panel 3 de Capacidades del Espectro Civil/Mil de la OTAN (CaP3), en nombre de la Junta de Consulta, Mando y Control de la OTAN (C3B), con la participación de representantes competentes, autorizados y con mandato de las administraciones nacionales de frecuencias .
- La gestión de frecuencias civiles en Europa está a cargo de varias organizaciones. Entre ellas se incluyen:
En julio de 2002, la Comisión Europea también creó el Grupo Europeo de Reguladores de Redes y Servicios de Comunicaciones Electrónicas , estableciendo, por primera vez, una estructura formal de interacción y coordinación entre la Comisión Europea y los reguladores de todos los Estados miembros de la UE para garantizar la aplicación coherente de la legislación europea.
Estados Unidos
En Estados Unidos, la autoridad principal para la asignación de frecuencias la ejerce la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) para el Gobierno Federal y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) para las organizaciones que no pertenecen al Gobierno Federal.
Véase también
- Asignación de frecuencia
- gestión del espectro militar
- Licencia de transmisión
- LTE en espectro no licenciado
- Desafíos y estrategias para una gestión eficaz del espectro radioeléctrico.
Referencias
- ↑ Martin Cave, Chris Doyle, William Webb, Modern Spectrum Management , Cambridge University Press, 2007 ISBN 0-521-87669-9
- ↑ Reed, Jeffrey, Marius Vassiliou y Syed Shah (2016). “El papel de las nuevas tecnologías en la solución de la escasez de espectro”. Actas del IEEE, vol. 104, n.º 6, 1163–1168.
- ↑ Obama, Barack, “Memorándum Presidencial – Ampliando el Liderazgo de Estados Unidos en Innovación Inalámbrica”, Washington, DC: Oficina del Secretario de Prensa de la Casa Blanca, 14 de junio de 2013. https://obamawhitehouse.archives.gov/the-press-office/2013/06/14/presidential-memorandum-expanding-americas-leadership-wireless-innovatio
- ↑ El espectro radioeléctrico como recurso natural
- ↑ Aplicación de la doctrina de la confianza pública y los principios de gestión de los recursos naturales al espectro electromagnético
- ↑ K. Kotobi, PB Mainwaring y SG Bilen, "Mecanismo de subasta basado en rompecabezas para compartir el espectro en redes de radio cognitiva" , Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 12.ª Conferencia Internacional IEEE de 2016, octubre de 2016.
- ↑ Evaluación anual del estado de la competencia en el mercado de la distribución de programación de vídeo ; Décimo informe anual de la FCC ; (2004); consultado en junio de 2018.
- ^ Encrucijada digital: política de telecomunicaciones estadounidense en la era de Internet: J. Nuechterlein y P. Weiser
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- ↑ [SSRN: http://ssrn.com/abstract=732483 Comunicaciones inalámbricas e informática en una encrucijada: nuevos paradigmas y su impacto en las teorías que rigen el derecho público al acceso al espectro], Patrick S. Ryan, Journal on Telecommunications & High Technology Law , vol. 3, n.º 2, pág. 239, 2005.
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- ↑ F. Foukalas y T. Khattab, " Diversidad multiusuario con asignación óptima de potencia en compartición de espectro bajo restricción de potencia de interferencia promedio ". (2014 IEEE 79th Vehicular Technology Conference (VTC Spring), mayo de 2014)
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- ↑ Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT, Capítulo I, Sección I, Términos generales – artículo 1.2, definición: administración / administración de frecuencias
- ↑ https://www.cept.org Sitio web de CEPT
- ↑ http://www.ero.dk Sitio web de ERO
- espectro radioeléctrico
- Gestión de recursos de radio