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Livro: Inovações na Gerência do Espectro


Stephen Song, Carlos Rey-Moreno e Mike Jensen são coautores do livro "Inovações na Gerência do Espectro", publicado em 2019 pela Internet Society e a Associação para o Progresso das Comunicações (APC). O livro (em inglês) está em anexo em PDF e o texto abaixo é da introdução:

O valor de estar conectado a uma rede de comunicação está aumentando constantemente. E, no entanto, metade da população mundial permanece desconectada da Internet. As soluções tradicionais estão mostrando sinais de terem atingido seus limites. As tentativas de resolver esse problema, seja por meio de estratégias / fundos de serviço universal, iniciativas do setor privado ou filantropia, tiveram um sucesso limitado. Isso representa um enigma para os formuladores de políticas e reguladores, onde o valor continua a ser agregado àqueles com acesso acessível à infraestrutura de comunicação, enquanto os desconectados ficam cada vez mais para trás, simplesmente ficando no mesmo lugar.

Para resolver esse problema, é necessário um novo pensamento. Há mudanças no cenário das telecomunicações que representam uma causa genuína de otimismo: é possível que todos no planeta tenham acesso acessível às comunicações. No entanto, para que isso aconteça, são necessárias mudanças na política e na regulamentação de acesso, em particular no que se refere ao gerenciamento do espectro radioelétrico, que ainda está amplamente enraizado nos paradigmas analógicos do século XX. Este relatório pretende ser um recurso para reguladores e formuladores de políticas encarregados de abordar o acesso acessível. Este texto começa fornecendo novas lentes para entender o vocabulário, a estrutura e o cenário atual do gerenciamento de espectro. Em particular, os seguintes problemas são abordados:

A necessidade de tornar o vocabulário e os conceitos subjacentes ao gerenciamento do espectro mais acessíveis. Usando analogias e exemplos, são descritos os diferentes fatores envolvidos na comunicação usando ondas de rádio. Da mesma forma, novas metáforas são introduzidas para desconstruir a narrativa atual do gerenciamento do espectro com base nos direitos de propriedade, o que esconde inovações na tecnologia sem fio que possam ajudar a conectar os não atendidos. Uma nova visão do espectro usando essas metáforas mostra que é possível passar do atual debate sobre “escassez de espectro” para um debate sobre abundância, principalmente nos locais onde vivem os não conectados.

O fato de as organizações que usam a mesma frequência ao mesmo tempo no mesmo local resultarem em falha na comunicação leva a uma complexa dança entre agências reguladoras, órgãos normativos, fabricantes de equipamentos e operadores de rede, os quais influenciam a evolução e a aceitação das tecnologias sem fio. O desafio que o ritmo acelerado das mudanças tecnológicas apresenta ao ritmo tradicional de alocação e atribuição de espectro. Esse desafio é agravado pela crescente demanda de espectro sem fio das operadoras, a fim de atender à crescente demanda por serviços de banda larga.

Em seguida, o texto faz uma pesquisa detalhada do status atual do gerenciamento do espectro nas bandas de frequência usadas para fornecer conectividade em uma seleção de países representativos em todo o mundo (Argentina, Brasil, Canadá, Índia, México, África do Sul e Estados Unidos) e descreve a base para um ecossistema em gerenciamento de espectro em evolução, onde abordagens complementares podem ser usadas para remover as barreiras e fornecer suporte às redes comunitárias e pequenos operadores. Em particular, os reguladores e formuladores de políticas são incentivados a considerar evidências de gerenciamento inovador do espectro nos seguintes tópicos:

A rápida disseminação do uso do espectro isento de licença na forma de wi-fi é uma lição importante sobre o poder da inovação sem atritos e sobre a demanda reprimida por acesso à Internet acessível. Faz sentido para os reguladores alavancar esse sucesso, expandindo a faixa de frequências designadas para uso isento de licença, principalmente nas faixas de 5 GHz e 6 GHz, e reduzindo ainda mais os custos tributários e administrativos associados ao seu uso. Os reguladores também devem considerar aumentar os níveis de energia permitidos ao usar antenas direcionais com wi-fi para enlaces fixos de longo alcance ("backhaul"), reconhecendo as chances reduzidas de interferência na comunicação altamente direcional.

Além das bandas tradicionais isentas de licença wi-fi, existem outras bandas que atualmente podem ser usadas sem uma licença de espectro em muitos países. De particular interesse são as bandas de 24 GHz, 60 GHz (banda V) e a partir de 71 GHz (banda E), também conhecida como mmWave, pois o comprimento de onda dessas frequências mais altas está na faixa de milímetros (mm). Essas frequências podem ser usadas por pequenas operadoras e redes comunitárias para fornecer conectividade “semelhante a fibra”. Reguladores e formuladores de políticas devem considerar a possibilidade de usar essas faixas com isenção de licença.

A interferência prejudicial reduzida das antenas que podem focalizar a comunicação sem fio ao longo de feixes/caminhos muito estreitos levou alguns reguladores a expandir o uso de algumas bandas, como a banda de 11 GHz para enlaces ponto-a-ponto fixos. Os reguladores devem considerar a disponibilidade no mercado de soluções de microondas de baixo custo em 11 GHz e outras frequências e adaptar a regulamentação para incentivar sua aceitação. Isso pode assumir a forma de um cenário de licenciamento leve para a atribuição cooperativa de atribuições de frequência geolocalizadas.

Os custos crescentes do espectro licenciado de uso exclusivo contrastam fortemente com o espectro isento de licença, disponível sem nenhum custo. O espectro dinâmico oferece a oportunidade de estabelecer um meio termo entre os dois. Embora a regulamentação do espaço em branco das faixas de televisão (TVWS) tenha sido implementada em alguns países, seu potencial real ainda pode ser percebido como uma tecnologia de acesso acessível nos países em desenvolvimento nos quais o espectro UHF é amplamente desocupado. Os reguladores devem acelerar a adoção da regulamentação de TVWS e explorar a aplicação dessas abordagens de gerenciamento a outras bandas de frequência.

Embora a demanda por espectro frequentemente exceda sua disponibilidade administrativa em áreas urbanas, grande quantidade de espectro licenciado não é utilizada em regiões economicamente pobres e escassamente povoadas. Vários fabricantes de 2G e 4G de baixo custo que oferecem o potencial de alterar drasticamente o modelo de custo para a implantação sustentável da rede móvel rural surgiram nos últimos anos. Os reguladores devem considerar estruturas para o compartilhamento de espectro para serviços de rede móvel em áreas rurais que podem não ter valor para as operadoras existentes, mas que terão um impacto significativo para as pequenas operadoras e as redes comunitárias. Um estudo econômico para entender o custo econômico do espectro não utilizado e abordagens para incentivar seu uso ajudaria a fundamentar os negócios. Isso pode levar a conjuntos de pequenos blocos de espectro para aqueles que fornecem conectividade acessível em áreas mal atendidas. Essa poderia ser uma estratégia particularmente eficaz para garantir que as próximas atribuições do espectro 5G não levem a um aprofundamento do fosso digital.

Os leilões, como estratégia para a designação de espectro, devem ser revistos em termos de seu papel no aumento do acesso acessível em regiões carentes. Devem ser exploradas abordagens gerais para a designação de espectro direcionadas a regiões difíceis de atender. Da mesma forma, abordagens mais granulares para calcular os valores que as operadoras precisam pagar para usar o espectro podem abrir oportunidades para reutilização de frequência e fornecimento de acesso acessível. A inclusão de fatores como o local onde o espectro será usado e a atribuição de pesos menores ao valor final, quando usados ​​em áreas não atendidas, incentivarão a extensão da infraestrutura atual.

Nem todas as inovações no gerenciamento do espectro precisam vir de autoridades reguladoras e formuladores de políticas nacionais. As associações industriais têm o potencial de se tornar locais de auto-regulação. Elas também desempenham um papel fundamental na defesa da regulação do espectro, alinhada com as necessidades daqueles que fornecem soluções complementares para acesso universal acessível. Um dos exemplos mais inovadores de auto-regulação vem do gerenciamento da infraestrutura de telecomunicações como um recurso de uso comum. Isso gera economias de escala e incentivos para o compartilhamento de infraestrutura que contribuem para a redução de custos para o usuário final.

As inovações apresentadas neste documento devem ser incluídas em uma estrutura geral de licenciamento adequada a pequenas operadoras e redes comunitárias. As altas taxas de licenciamento, bem como as obrigações associadas às questões de licença e conformidade, criam uma barreira para que os operadores complementares se beneficiem das inovações no espectro.

A relevância do espectro como recurso crítico na oferta de acesso a preços adequados levou à necessidade de um debate público mais inclusivo. Isso impõe aos reguladores a obrigação de aumentar a transparência e a comunicação com relação a questões de gerenciamento do espectro, infraestrutura de licenciamento e telecomunicações em geral.

Nos últimos 25 anos, o cenário das telecomunicações mudou de operadores estatais monolíticos para um complexo ecossistema de operadores, tecnologias, fabricantes e provedores de serviços. Esse novo ambiente abriu as portas para redes comunitárias e as pequenas operadoras para preencher as lacunas de acesso que as grandes operadoras provavelmente não resolverão.

A regulamentação do espectro, que serviu bem em mercados previsíveis e de baixa velocidade, não é mais capaz de acompanhar o ritmo das mudanças tecnológicas e não está orientada para novas tecnologias e modelos de negócios que possam solucionar lacunas de acesso e acessibilidade. É necessária inovação. Incentivamos os reguladores e os formuladores de políticas a adotarem as recomendações acima, que levarão a um ecossistema mais diversificado, no qual operadoras menores e redes comunitárias possam promover o objetivo comum de acesso a preços adequados a todos.