Gestión del espectro

La gestión del espectro es el proceso de regulación del uso de las frecuencias de radio para promover un uso eficiente y obtener un beneficio social neto. ^[1] El término espectro radioeléctrico se refiere típicamente a la gama completa de frecuencias de 1  Hz a 3000  GHz (3 THz ) que puede utilizarse para la comunicación inalámbrica. La creciente demanda de servicios como teléfonos móviles 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 inalámbricos. ^[2]

Desde la década de 1930, el espectro se asignaba mediante licencias administrativas. Limitadas por la tecnología, las interferencias de las señales se consideraban un problema importante del uso del espectro. Por lo tanto, se establecieron licencias exclusivas para proteger las señales de los licenciatarios. Esta antigua práctica de bandas discretas licenciadas a grupos de servicios similares está dando paso, en muchos países, a un modelo de " subasta de espectro " que pretende acelerar la innovación tecnológica y mejorar la eficiencia del uso del espectro. Durante el proceso experimental de asignación del espectro, también se han llevado a cabo otros enfoques, a saber, 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 siguiendo un modelo de licencia de acceso compartido autorizado (ASA). El presidente Obama convirtió el espectro compartido en la política de los 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 autorizado) cuando no se utiliza en un lugar y momento, siempre que no plantee riesgos indebidos. En línea con esta orientación, a partir de diciembre de 2014 la FCC estaba ampliando el éxito limitado de la compartición del espectro de la banda de televisión ( TV white space ) a otras bandas, significativamente a la banda de radar de la Marina de los EE. UU. de 3550-3700 MHz a través de un modelo de licencia de tres niveles (titular, prioritario y acceso general).

La mayoría de los países consideran que el espectro de radiofrecuencia es propiedad exclusiva del Estado. El espectro de radiofrecuencia es un recurso nacional, al igual que el agua, la tierra, el gas y los minerales. Sin embargo, a diferencia de estos, el espectro de radiofrecuencia es reutilizable . ^[4] El objetivo de la gestión del espectro es mitigar la contaminación del espectro radioeléctrico 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 exige una regulación a nivel nacional, regional y mundial. ^{[ cita requerida ]}

Los objetivos de la gestión del espectro incluyen: racionalizar y optimizar el uso del espectro de radiofrecuencia; evitar y resolver interferencias; diseñar asignaciones de frecuencias de corto y largo alcance; promover la introducción de nuevas tecnologías inalámbricas; coordinar las comunicaciones inalámbricas con los países vecinos y otras administraciones. Elementos del espectro radioeléctrico que necesitan ser regulados a nivel nacional: asignación de frecuencias para diversos servicios de radio, asignación de licencias y RF a estaciones transmisoras, aprobación de equipos (para países fuera de la Unión Europea ), recaudación de tarifas, notificación a la UIT para el Registro Internacional Maestro de Frecuencias (MIFR), coordinación con los países vecinos (ya que no hay fronteras para las ondas de radio ), relaciones externas con las comisiones regionales (como la CEPT en Europa, la CITEL en América) y con la UIT. ^{[ cita requerida ]}

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La gestión del espectro es un problema creciente debido al creciente número de usos del espectro. ^{[6] Los usos incluyen:} transmisión por aire (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 (incluidos 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 transmisión de radio y televisión; pero hoy 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 transmisión por aire para recibir sus señales de televisión . ^[7]

El espectro de Estados Unidos lo gestiona la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) para aplicaciones no gubernamentales o la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información (NTIA) para aplicaciones gubernamentales. Para aplicaciones compartidas, ambas entidades deben estar de acuerdo.

El espectro se divide en diferentes bandas de frecuencia , cada una de las cuales tiene 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 radio AM . Este proceso se denomina " asignación ".

El siguiente paso es asignar frecuencias a usuarios específicos o clases de usuarios. 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 mantener al mínimo la interferencia entre aplicaciones. ^[8]

El enfoque de gestión de mando y control es el que emplean actualmente la mayoría de los reguladores en todo el mundo. Este enfoque propugna que los reguladores sean las autoridades centralizadas para la asignación del espectro y las decisiones de uso. En el ejemplo de los EE. UU., el regulador (FCC) determina los casos de uso para porciones específicas del espectro, así como las partes que tendrán acceso a ellas. La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) también regula las tecnologías de capa física que se emplearán. ^[9]

Las decisiones de asignación suelen ser estáticas en dimensiones temporales y espaciales, lo que significa que son válidas durante períodos prolongados de tiempo (normalmente décadas) y para grandes regiones geográficas (a nivel nacional). El uso suele configurarse para que sea exclusivo; cada banda está dedicada a un único proveedor, lo que permite mantener una comunicación sin interferencias. El modelo de gestión de mando y control se remonta a los primeros días de las comunicaciones inalámbricas, cuando las tecnologías empleadas requerían medios sin interferencias para lograr una calidad aceptable. Por ello, a menudo se sostiene que la naturaleza exclusiva del enfoque de mando y control es un artefacto de tecnologías obsoletas. ^{[ cita requerida ]}

Las ventajas evidentes de este modelo es que los servicios relacionados con el interés público pueden mantenerse. En términos de rentabilidad, los programas de interés público, por ejemplo, la televisión abierta , pueden no ser tan atractivos como los comerciales desde la perspectiva del proveedor, pero sin embargo son beneficiosos para la sociedad. Por lo tanto, estos servicios a menudo son aplicados implícitamente por el regulador a través de los acuerdos de licencia. Otra ventaja es la estandarización que resulta de un enfoque tan centralizado. Dicha estandarización es fundamental en las industrias en red, para las cuales la industria de las telecomunicaciones es un ejemplo clásico. ^[10] Un académico ha publicado un artículo que muestra cómo el desarrollo de nuevas tecnologías promete traer considerablemente más espectro al público, pero requeriría que la sociedad adopte un nuevo paradigma de uso del espectro. ^[11]

Extracto:

La estructura y la gestión actuales del uso del espectro en los Estados Unidos no fomentan el desarrollo y el uso de algunas tecnologías que lo hacen eficiente. 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 disminuida. 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 en blanco ", y hacer uso de esas frecuencias automáticamente. También podría ser posible utilizar radios cognitivas definidas por software para explotar "espacios grises" en el espectro (áreas donde existen emisiones pero que aún podrían dar cabida a usuarios adicionales sin crear un nivel de interferencia que sea 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 todas las designaciones de espectro existentes, y la definición de nuevas reglas requiere conocimientos sobre el espectro que los líderes del espectro no tienen. Al mismo tiempo, existen pocos requisitos regulatorios federales e incentivos para usar 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 agencias individuales para garantizar que los sistemas que desarrollan sean lo más eficientes posible en términos de espectro. Sin embargo, las orientaciones y políticas de las agencias no requieren que se considere sistemáticamente la eficiencia del espectro en sus adquisiciones. La falta de consecuencias económicas asociadas con la forma en que se usa el espectro también ha proporcionado pocos incentivos a las agencias para buscar oportunidades de manera proactiva para desarrollar y usar tecnologías que mejoren la eficiencia del espectro en todo el gobierno. ^[12]

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Con la transición digital, la gestión del espectro entró en una nueva era. La conversión total a la televisión digital, que se produjo el 17 de febrero de 2009 ( Ley de Transición Digital y Seguridad Pública de 2005 ), permite a los radiodifusores utilizar el espectro de manera más eficiente y ahorrar espacio para la posibilidad de compartirlo.

El uso compartido del espectro es objeto de un intenso debate. El crecimiento exponencial de las comunicaciones inalámbricas comerciales exige espectro adicional para dar cabida a más tráfico. Como regulador, la FCC respondió a estas necesidades poniendo a disposición más espectro. Se ha permitido que surja un mercado secundario y se alienta a los licenciatarios a ceder temporalmente el uso del espectro a terceros. Hacer que las licencias sean transferibles es un intento importante de la FCC de crear incentivos para que las emisoras compartan el espectro no utilizado. Otra solución propuesta al problema de la escasez de espectro es permitir que los sistemas de comunicaciones ocupen el espectro que anteriormente estaba asignado para el uso del radar y lo compartan de manera cooperativa . Este enfoque ha recibido una mayor atención recientemente con varios programas de investigación, incluidos los proyectos de DARPA ^[13], que investigan varios métodos de uso compartido cooperativo del espectro de las comunicaciones por radar. Hay más alternativas en marcha, como el uso compartido del espectro en las 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 notorios en las subastas de espectro, en las que los operadores a menudo necesitan invertir miles de millones de dólares para asegurarse el acceso a bandas específicas del espectro disponible. A pesar de esta escasez, las recientes mediciones de utilización del espectro han demostrado que las oportunidades de espectro disponibles están gravemente infrautilizadas, es decir, no se utilizan. Esta escasez artificial basada en la "limitación del acceso" se considera a menudo como resultado de la naturaleza estática y rígida del régimen de gobernanza de mando y control. Las partes interesadas han comenzado a considerar posibles mejoras en el régimen de gobernanza relajando las restricciones al acceso al espectro. Dos modelos predominantes son los enfoques de "propiedad común del espectro" y de "derechos de propiedad del espectro".

Según la legislación estadounidense, el espectro 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". ^{[ cita requerida ]}

El uso original del término "los bienes comunes" era 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 los derechos eran "propiedad" ya que no podían ser comercializados. El término " tragedia de los bienes comunes " fue popularizado por Garrett Hardin en un artículo de 1968 que apareció en Science . La tragedia de los bienes comunes ilustra la filosofía de que el uso destructivo de las reservas públicas ("los bienes comunes") por parte de intereses privados puede resultar cuando la mejor estrategia para los individuos entra en conflicto con el "bien común". En tal escenario, afirma que, aunque la contribución de cada "mal actor" puede ser mínima, cuando los resultados de estas acciones se combinan, el recurso podría degradarse hasta el punto de volverse inútil. Esta preocupación ha llevado a la regulación del espectro. ^{[ cita requerida ]}

El modelo de derechos de propiedad del espectro propone que los recursos del espectro se traten como tierras, es decir, que se permita la propiedad privada de porciones del espectro. La asignación de estas porciones se debería implementar por medio de las fuerzas del mercado. Los propietarios del espectro deberían poder negociar estas porciones en mercados secundarios. Alternativamente, los propietarios del espectro podrían utilizar sus bandas de la manera que quieran a través de la tecnología que prefieran (neutralidad de servicio y tecnología). Aunque el modelo de derechos de propiedad del espectro propugna la asignación exclusiva de derechos de transmisión, no es lo mismo que un régimen con licencia. La principal diferencia es la neutralidad de servicio y tecnología que propugna el enfoque de los derechos de propiedad del espectro, en contraposición a los estrictos requisitos sobre servicios y tecnologías de comunicaciones 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 un estudiante de derecho en ese momento, preparando una crítica de las políticas de la FCC de Estados Unidos en la gestión del espectro. Ronald Coase , un economista ganador del Premio Nobel, defendió la idea de subastar los derechos del espectro como una alternativa superior al status quo en 1959. ^[16] Coase sostuvo que, aunque las distribuciones iniciales pueden afectar las cosas, los derechos de propiedad en una frecuencia conducirán al uso más eficiente de la misma. Cuando presentó por primera vez su visión a la FCC, se le preguntó si estaba haciendo una broma.

Los partidarios del modelo de derechos de propiedad del espectro argumentan que un esquema de gestión de ese tipo podría promover la innovación y un uso más eficiente de los recursos del espectro, ya que los propietarios del espectro podrían querer economizar sus recursos. ^{[17] [18]}

El modelo de derechos de propiedad del espectro es criticado a menudo por su potencial capacidad de generar escasez artificial y problemas de retención de recursos . Estos problemas se refieren a la dificultad de agregar los recursos del espectro (que serían necesarios para aplicaciones de gran ancho de banda), ya que los propietarios individuales del espectro podrían pedir una compensación muy alta a cambio de su contribución. ^[19] Dado que el espectro es un bien finito y escaso, existe un incentivo perverso para no utilizarlo en absoluto. Los participantes y los propietarios existentes del espectro en el mercado del espectro pueden comprarlo preventivamente y luego almacenarlo para evitar que competidores existentes o nuevos lo utilicen. Los planes oficiales del propietario existente del espectro 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 de "espectro como propiedad" parcial o incompleto, los propietarios actuales y antiguos que obtuvieron espectro bajo la antigua política de causa y mérito pueden obtener ganancias inesperadas al vender el espectro que obtuvieron sin costo bajo el régimen regulatorio anterior. Cuando un régimen regulatorio cambia al modelo de propiedad, las pautas originales de mérito y causa para los usuarios actuales y antiguos suelen eliminarse. No existe ningún mecanismo de revisión regulatoria para verificar si las pautas de mérito todavía se están cumpliendo y, de no ser así, revocar la licencia de espectro del propietario actual y volver a otorgar el espectro a un nuevo usuario bajo las pautas de mérito antiguas, o vender el espectro de acuerdo con la nueva política de "espectro como propiedad".

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La Ley de Comunicaciones de 1934 otorga al Presidente la autoridad para la gestión del espectro para todos los usos federales (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 para la Gestión Federal de Radiofrecuencias de la NTIA .

La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) administra 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 Comunicaciones por Satélite de 1962
• Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información
• Ley de Normas Negociadas de 1990
• Ley de 1992 sobre la protección del consumidor y la competencia en materia de televisión por cable
• Ley Ómnibus de Reconciliación Presupuestaria de 1993
• Ley de telecomunicaciones de 1996

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) es la parte de las Naciones Unidas (ONU) que gestiona el uso del espectro de radiofrecuencia y los satélites espaciales entre los estados nacionales . La Conferencia de Plenipotenciarios es el máximo órgano de formulación de políticas de la UIT, que se reúne cada cuatro años para establecer las políticas generales de la Unión. La UIT se divide 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 de radiofrecuencia; el Grupo de Estudio 1 del 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 las naciones 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 unos 40 servicios diferentes. ^{[ cita requerida ]}

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En telecomunicaciones , la autoridad de asignación de frecuencias es el poder otorgado a la administración , designación o delegación a una agencia o administrador vía 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) ^[23] de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) , como «todo departamento o servicio gubernamental encargado de cumplir 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 «(CS)» o «(CV)», respectivamente.

La autoridad de asignación internacional de frecuencias reside en la Oficina de Radiocomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT).

• En Europa, cada país tiene participación regulatoria en el progreso de las políticas, normas y leyes 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 el Departamento de Infraestructura, Mando y Control de Consulta sobre Espectro (SC3IB). Sin embargo, el organismo encargado de tomar decisiones en lo que respecta al acceso militar al espectro de frecuencias de radio es el Panel 3 de Capacidad Espectral Civil/Mil de la OTAN (CaP3), en nombre de la Junta de Consulta, Mando y Control (C3B) de la OTAN , con la participación de representantes competentes, autorizados y autorizados de las administraciones de frecuencias nacionales .
• La gestión de frecuencias civiles en Europa está a cargo de varias organizaciones, entre las que se incluyen:
  • Unión Europea (UE)
  • Grupo de Reguladores Independientes (GRI)
  • Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones (CEPT) ^[24]
  • Oficina Europea de Radiocomunicaciones (ERO) ^[25]

En julio de 2002, la Comisión Europea también creó el Grupo de Reguladores Europeos de Redes y Servicios de Comunicaciones Electrónicas, creando, por primera vez, una estructura formal para la interacción y coordinación entre la Comisión Europea y los reguladores de todos los Estados miembros de la UE con el fin de garantizar una aplicación coherente de la legislación europea.

En los Estados Unidos, la autoridad primaria de 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.

• Asignación de frecuencia
• Gestión del espectro militar
• Licencia de transmisión
• LTE en espectro sin licencia
• Desafíos y estrategias para una gestión eficaz del espectro