주파수 관리

2016년 기준 미국 무선 주파수 할당 차트

주파수 관리는 효율적인 사용을 촉진하고 순 사회적 이익을 얻기 위해 무선 주파수 사용을 규제하는 과정이다.^[1] 무선 스펙트럼이라는 용어는 일반적으로 무선 통신에 사용될 수 있는 3kHz에서 300GHz까지의 전체 주파수 범위를 가리킨다. 휴대 전화와 같은 서비스에 대한 수요의 증가는 주파수 관리 철학의 변화를 요구해 왔다. 무선 광대역 수요는 3G, 4G 모바일 서비스 등 기술 혁신과 무선 인터넷 서비스의 급속한 확대로 인해 급증했다.^[2]

1930년대 이후 행정 허가를 통해 주파수가 할당되었다. 기술에 의해 제한된 신호 간섭은 한때 주파수 사용의 주요 문제로 간주되었다. 따라서, 면허인의 신호를 보호하기 위해 독점적인 면허가 확립되었다. 유사한 서비스 그룹에 면허된 이산 대역의 이 이전의 관행은 많은 국가에서 기술 혁신을 가속화하고 주파수 사용의 효율성을 향상시키기 위한 "스펙트럼 경매" 모델에 자리를 내주고 있다. 주파수 할당 실험 과정에서 복권, 무면허 접속, 주파수 사유화 등 다른 접근법도 수행되었다.

가장 최근에 미국은 공유 주파수 정책으로 이동하고 있는 반면 유럽은 공인 공유 액세스(ASA) 라이선스 모델을 추구하고 있다. 오바마 대통령은 2013년 6월 14일 연방 무선 주파수가 과도한 위험을 초래하지 않을 경우 장소와 시간에 사용하지 않을 경우 (비공개) 연방 무선 주파수를 공유해야 한다는 대통령 과학기술 자문위원회(PCAST)의 권고에 따라 주파수를 공유했다.^[3] 이 지침에 따라 2014년 12월 현재 FCC는 텔레비전 대역 주파수 공유(TV 화이트 스페이스)의 제한된 성공을 다른 대역으로, 3단계 라이센싱 모델(부속, 우선 순위 및 일반 액세스)을 통해 3550–3700 MHz 미국 해군 레이더 대역으로 크게 확장하고 있었다.

정부 및 주파수 관리

대부분의 국가는 RF 주파수를 국가의 배타적 특성으로 간주한다. RF 스펙트럼은 물, 토지, 가스, 광물과 같은 국가 자원이다. 그러나 이것과 달리 RF는 재사용할 수 있다.^[4] 주파수 관리의 목적은 무선 주파수 오염을 완화하고 사용 가능한 무선 주파수의 이익을 최대화하는 것이다.^[5]

국제전기통신연합(ITU) 헌법의 첫 문장은 '각 국가의 통신 규제에 대한 주권적 권리'를 충분히 인정하고 있다. 효과적인 주파수 관리를 위해서는 국가, 지역 및 글로벌 수준의 규제가 필요하다.^{[citation needed]}

주파수 관리의 목표는 RF 주파수 사용을 합리화하고 최적화하며, 간섭을 방지하고 해결하며, 장단거리 주파수 할당을 설계하고, 새로운 무선 기술의 도입을 진전시키며, 인접국 및 기타 행정부와 무선 통신을 조정한다. 국가적으로 규제해야 하는 무선 주파수 항목: 다양한 무선 서비스에 대한 주파수 할당, 송신소에 대한 면허 및 RF 할당, 장비의 형식 승인(유럽연합 이외의 국가에 대한 경우), 수수료 징수, 국제 마스터 주파수 레지스터(MIFR), ITU에 통보, 인접국과의 조정ountries (전파에 국경이 없기 때문에), 지역 위원회 (유럽의 CEPT, 미국의 CITEL과 같은) 및 ITU에 대한 외부 관계.^{[citation needed]}

스펙트럼 사용

주파수 이용이 증가함에 따라 주파수 관리는 점점 문제가 되고 있다.^[6] 용도: 공중파 방송 (1920년 시작); 정부 및 연구 용도(국방, 공공 안전—항법—공중—항공, 경찰—자원 관리, 운송 및 무선 천문학 포함), 대중을 위한 상업 서비스(음성, 데이터, 홈 네트워킹 포함), 산업, 과학 및 의료 서비스(T 포함)전자 의료 및 원격 제어.

1980년대에, 유일한 걱정은 라디오와 텔레비전 방송에 관한 것이었지만, 오늘날에는 미국 가정의 15% 미만이 TV 신호를 받기 위해 공중파 방송에 의존하고 있기 때문에 모바일과 무선 컴퓨터 네트워크가 점점 더 중요하다.^[7]

미국 주파수는 비정부 애플리케이션의 경우 연방통신위원회(FCC) 또는 정부 애플리케이션의 경우 미국 전기통신정보청(NTIA)이 관리한다. 공유 적용의 경우, 두 기업 모두 동의해야 한다.

스펙트럼은 서로 다른 주파수 대역으로 나뉘며, 각각 특정한 용도를 가진다. 예를 들어 300kHz에서 535kHz까지 커버하는 주파수 대역은 항공 및 해양 통신용으로, AM 라디오의 경우 535kHz와 1705kHz의 스펙트럼을 위해 예약된다. 이 과정을 "할당"이라고 한다.

다음 단계는 특정 사용자나 사용자 클래스에 주파수를 할당하는 것이다. 각 주파수 대역에는 어플리케이션의 특성과 이용자 수에 따라 달라지는 구체적인 할당이 있다. 실제로 일부 애플리케이션은 다른 애플리케이션보다 넓은 대역을 요구한다(AM 라디오는 FM 라디오가 200kHz의 블록을 사용하는 10kHz의 블록을 사용한다). 또한 애플리케이션 간 간섭을 최소로 유지하기 위해서는 "보호대"가 필요하다.^[8]

상태: 명령 및 제어 접근 방식

명령 및 통제 관리 접근방식은 현재 전 세계 대부분의 규제 당국이 채택하고 있는 접근방식이다. 이 접근방식은 규제기관이 주파수 할당 및 사용 결정을 위한 중앙집중적 기관이 될 것을 옹호한다. 미국의 예에서 규제자(FCC)는 특정 주파수 부분뿐만 아니라 그러한 부분에 접근할 당사자의 사용 사례를 결정한다. 연방통신위원회(FCC)도 고용할 물리계층 기술을 규제한다.^[9]

할당 결정은 시간 및 공간 차원에서 정적인 경우가 많으며, 이는 장기간(일반적으로 수십 년)과 대규모 지리적 지역(국가 범위)에 대해 유효하다는 것을 의미한다. 사용법은 종종 배타적으로 설정된다. 각 대역은 단일 제공자 전용이므로 간섭 없는 통신을 유지한다. 명령과 제어 관리 모델은 무선 통신의 초기 시점으로 거슬러 올라간다. 이때 기술은 허용 가능한 품질을 달성하기 위해 간섭이 없는 매체를 필요로 했다. 따라서, 명령과 통제 접근법의 배타적 특성은 시대에 뒤떨어진 기술의 인공물이라고 주장하는 경우가 많다.^{[citation needed]}

이 모델의 명백한 장점은 공익과 관련된 서비스가 지속될 수 있다는 것이다. 수익성 측면에서 볼 때, 예를 들어 공중파 TV와 같은 공익 프로그램은 제공자의 관점에서는 상업적인 것만큼 매력적이지 않을 수 있지만, 그럼에도 불구하고 사회에 이롭다. 따라서 이러한 서비스는 흔히 규제기관이 라이선스 계약을 통해 암묵적으로 시행한다. 또 다른 장점은 그러한 중앙집중식 접근방식에서 비롯되는 표준화다. 그러한 표준화는 통신 산업이 텍스트북의 예인 네트워크 산업에서 매우 중요하다.^[10] 한 학자는 새로운 기술의 발전이 어떻게 대중에게 상당히 더 많은 주파수를 제공할 것을 약속하지만 사회가 주파수 사용의 새로운 패러다임을 수용하도록 요구하는지를 보여주는 논문을 발표했다.^[11]

IMT2000 3GPP - 주파수관리 GAO 보고서

발췌:

미국의 현재 주파수 사용 구조와 관리는 일부 주파수 효율적 기술의 개발과 사용을 권장하지 않는다. 주파수 할당 프레임워크는 크게 서비스 유형(항공 무선 항법 등)과 사용자(연방, 비연방 및 공유)에 따라 주파수를 구분하기 때문에 주파수를 다른 방식으로 사용하도록 설계된 신흥 기술의 역량이 감소하는 경우가 많다. 예를 들어, 소프트웨어 정의 인지 라디오(즉, 주파수의 사용을 작동 환경의 실시간 조건에 적응시키는 라디오)는 사용되지 않는 주파수 또는 "백색 공간"을 감지하고 그러한 주파수를 자동으로 사용하는 데 사용될 수 있다. 또한 소프트웨어 정의 인지 라디오를 사용하여 스펙트럼의 "회색 공간" 즉, 방출이 존재하지만 현존하는 사용자가 수용할 수 없는 간섭 수준을 만들지 않고 여전히 추가 사용자를 수용할 수 있는 영역으로 이용함으로써 주파수 효율성을 높일 수 있다. 그러나 현재 주파수 할당 시스템은 이러한 기술이 기존 주파수 지정에 걸쳐 작동하는 데 필요한 자유를 제공하지 못할 수 있으며, 새로운 규칙을 정의하려면 주파수 리더가 갖지 못한 주파수에 대한 지식이 필요하다. 동시에 주파수를 보다 효율적으로 사용하기 위한 연방 규제 요건과 인센티브가 거의 없다. 미국 전기통신정보청(NTIA)은 연방정부의 주파수 사용 관리 및 주파수 효율 보장에 책임이 있지만, NTIA는 주로 각 기관이 개발하는 시스템이 가능한 한 주파수 효율성이 높은지 확인하기 위해 개별 기관에 의존한다. 그러나 기관의 지침과 정책은 취득 시 주파수 효율성에 대한 체계적인 고려를 요구하지 않는다. 주파수를 사용하는 방식과 관련된 경제적 결과의 결여는 기관들이 정부 전체에 걸쳐 주파수 효율을 개선할 수 있는 기술을 개발하고 사용할 수 있는 기회를 능동적으로 추구할 동기를 거의 제공하지 않았다.^[12]

대체 주파수 거버넌스 제도 및 주파수 논쟁

디지털 전환으로 주파수 관리는 새로운 시대로 접어들었다. 2009년 2월 17일까지 디지털 TV로 완전 전환(2005년 디지털 전환 및 공공 안전법)하면 방송사가 주파수를 보다 효율적으로 사용하고 주파수를 공유할 수 있도록 공간을 절약할 수 있다.

주파수 공유는 열띤 토론의 대상이다. 상용 무선 호출의 기하급수적인 성장으로 더 많은 트래픽을 수용하기 위해 추가 주파수가 필요함. 규제 기관으로서 FCC는 더 많은 주파수를 사용할 수 있게 함으로써 이러한 요구에 대응했다. 2차 시장은 출현할 수 있도록 허용되었고 면허소지자는 주파수 사용을 제3자에게 일시적으로 임대할 것을 권장한다. 면허를 양도할 수 있도록 하는 것은 방송사가 사용하지 않는 주파수를 공유하도록 동기를 조성하기 위한 FCC의 중요한 시도다. 주파수 부족 문제에 대한 또 다른 제안 해결책은 통신 시스템이 레이더 사용을 위해 이전에 할당된 주파수를 점유하고 주파수를 협력적으로 공유할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 접근방식은 최근 DARPA 프로젝트를 포함한 여러 연구 프로그램에서 협력 레이더 통신 주파수 공유의 몇 가지 방법을 조사하면서 더욱 많은 관심을 받고 있다.^[13] 셀룰러 네트워크에서 주파수 공유와 같은 더 많은 대안이 진행 중이다.^[14]

주파수 부족은 새로운 무선 서비스를 출시하려고 할 때 직면하는 주요 문제로 대두되었다. 이러한 희소성의 영향은 사업시행자가 가용 주파수의 특정 대역에 대한 접근을 확보하기 위해 수십억 달러를 투자해야 하는 주파수 경매에서 가장 두드러진다. 이러한 희소성에도 불구하고, 최근의 주파수 이용 측정에서는 가용한 주파수 이용 기회가 심각하게 활용도가 낮다는 것을 보여주었다. 즉, 사용하지 않은 상태로 방치된다. 이러한 인위적인 "접근 제한" 기반의 희소성은 종종 명령과 통제 지배체제의 정적 및 경직된 특성에서 기인하는 것으로 간주된다. 이해관계자들은 주파수 접근에 대한 제약을 완화함으로써 지배구조 시스템의 가능한 개선을 검토하기 시작했다. 두 가지 일반적인 모델은 "스펙트럼 공유"와 "스펙트럼 재산권" 접근법이다.

스펙트럼 커먼스 이론

미국 법에 따르면, "정부"라는 용어가 "국민"^{[citation needed]}과 동의어로 사용되는 경우를 제외하고는 주파수는 민간 부문이나 정부의 재산으로 간주되지 않는다.

"공유권"이라는 용어의 원래 용어는 일반 대중이 공유권을 사용할 수 있는 제한된 권리를 갖는 관습이었다. 각 개인들은 자신의 사용권에 관심을 가졌지만 공유권 자체는 재산이 아니며, 거래할 수 없기 때문에 "재산"도 아니었다. "공유지의 비극"이라는 용어는 1968년 사이언스에 실린 기사에서 개럿 하딘에 의해 대중화되었다. 공동체의 비극은 개인에 대한 최선의 전략이 '공익'과 충돌할 때 사적 이익에 의한 공적 유보("공익")의 파괴적 이용이 초래될 수 있다는 철학을 잘 보여준다. 그러한 시나리오에서, 각 「나쁜 배우」의 기여도가 분 단위일지라도, 이러한 행동의 결과가 결합되었을 때, 자원이 무용지물 정도로 저하될 수 있다고 단언한다. 이러한 우려는 스펙트럼의 규제로 이어졌다.^{[citation needed]}

주파수 재산권 모델

주파수 재산권 모델은 주파수 자원을 토지처럼 취급해야 하며, 즉 주파수 부분의 사적 소유가 허용되어야 한다고 주장한다. 이러한 부분의 배분은 시장력을 이용하여 시행되어야 한다. 주파수 소유자는 2차 시장에서 이러한 부분을 교환할 수 있어야 한다. 또는 주파수 소유자는 선호하는 기술(서비스 및 기술 중립성)을 통해 원하는 방식으로 자신의 밴드를 사용할 수 있다. 주파수 재산권 모델은 전송권의 배타적 배분을 옹호하지만, 허가된 제도와는 같지 않다. 주요한 차이는 면허된 거버넌스 체제에 내재된 서비스와 통신 기술에 대한 엄격한 요구사항과 반대로 주파수 재산권 접근법에서 옹호되는 서비스와 기술 중립성이다.

주파수 재산권에 대한 기본 아이디어는 1951년 당시 법대생이었던 ^[15]레오 헤르젤이 주파수 관리에 관한 미국 FCC 정책에 대한 비판을 준비하면서 처음 제안하였다. 노벨 경제학상 수상자인 로널드 코아세는 1959년 현상에 대한 우월적 대안으로 주파수 권리를 경매에 부치려는 생각을 옹호했다.^[16] Coase는 최초 분배는 문제에 영향을 미칠 수 있지만, 빈도에서의 재산권은 가장 효율적인 사용으로 이어질 것이라고 주장했다. 처음 FCC에 비전을 제시했을 때 농담이냐는 질문을 받았다.

주파수 재산권 모델의 지지자들은 그러한 관리 체계가 잠재적으로 혁신을 촉진하고 주파수 소유자가 잠재적으로 자원을 절약하기를 원할 것이기 때문에 주파수 자원의 보다 효율적인 사용을 촉진할 것이라고 주장한다.^[17]^[18]

주파수 재산권 모델은 잠재적으로 인위적인 희소성과 보류 문제로 이어질 수 있다는 이유로 종종 비판된다. 보류 문제는 개별 주파수 소유자가 기여에 대한 대가로 매우 높은 보상을 요구할 수 있기 때문에 (고대역폭 적용에 필요할 수 있는) 주파수 자원의 집계가 어렵다는 것을 의미한다.^[19] 주파수는 드물게 유한한 상품이기 때문에 아예 사용하지 않으려는 비뚤어진 동기가 있다. 주파수 시장의 참가자와 기존 주파수 소유자는 주파수를 선제적으로 구입한 후, 기존 또는 신규 경쟁자가 이용하지 못하도록 보유할 수 있다. 이 입고된 주파수에 대한 기존 주파수 소유자의 공식 계획은 알 수 없는 미래 사용을 위해 저장될 것이며, 따라서 예측 가능한 미래에는 이 주파수를 전혀 사용하지 않을 것이다.

부분적이거나 불완전한 "재산으로서의 스펙트럼" 규제 체제에서, 구(舊) 명분과 공적 정책에 따라 주파수를 획득한 현직 및 그랜드파워 소유자는 이전 규제 체제에서 얻은 주파수를 비용 없이 판매할 때 횡재를 얻을 수 있다. 규제체제가 재산모델로 바뀌면 기존 유·고령 사용자에 대한 본래의 장점과 원인지침이 없어지는 경우가 많다. 메리트 지침이 여전히 준수되고 있는지 여부를 확인하고, 그렇지 않을 경우 기존 주파수 소유자로부터 주파수 면허를 취소하고 오래된 메리트 지침에 따라 주파수를 신규 사용자에게 재발행하거나, 새로운 "특성으로의 스펙트럼" 정책에 따라 주파수를 인라인으로 판매하기 위한 규제 검토 메커니즘은 존재하지 않는다.

미국 규제 기관

1934년의 통신법은 모든 연방 용도에 대해 대통령에게 주파수 관리에 대한 권한을 부여한다(47 USC 305). NTIA(National Telecommunications and Information Administration, NTIA)는 연방정부를 위한 주파수를 관리한다. 이 규칙의 내용은 NTIA '연방 무선 주파수 관리 규정 및 절차 매뉴얼'에 수록되어 있다.

연방통신위원회(FCC)는 모든 국내 비연방 주파수 사용(47 USC 301)을 관리하고 규제한다.^[20]

배경:

국제 주파수 관리

국제전기통신연합(ITU)은 국가 간 RF 스펙트럼과 우주 위성의 사용을 관리하는 유엔(UN)의 일부다. 전권회의는 ITU의 최고 정책결정기구로, 연준의 일반 정책을 정하기 위해 4년마다 회의를 갖는다. ITU는 3주체로:전파 통신 부문(ITU-R)[21]고, 스펙트럼 관리는 고주파에 결정적 역할을 한다, ITU-R연구 그룹 1[22]은 스펙트럼 관리 스터디 그룹;전기 통신 표준화 백세주와 기술적 특성과 무선 서비스에 운영 절차 등을 결정하게 나뉩니다.ctor(1세TU-T)는 국제적으로 합의된 기술 및 운영 표준을 개발하고, 전기통신 개발 부문(ITU-D)은 ITU 191개 회원국 중 3분의 2를 차지하는 전 세계 개발도상국의 통신 인프라 확충을 촉진한다. ITU 무선규정은 무선 주파수의 사용을 지배하는 구속력 있는 국제협약을 약 40개의 다른 서비스에 의해 정했다.^{[citation needed]}