Brought to you as a public service of the Open Spectrum Foundation (Stichting Open Spectrum), Amsterdam - Prague

openspectrum.info logo

This text is also available in English,
Chinese: 什么是开放式频谱?
Italian: Italian
Spanish: Spanish
and French: French and Portuguese

Что такое «открытый спектр»?

Идеология «открытого спектра» основана на понимании того, что технологии могут уменьшать или даже устранять необходимость мелочного вмешательства государства в управление беспроводными коммуникациями. В различных контекстах он может рассматриваться как:

  • Идеал свободы в сфере использования радиочастот;
  • Критика традиционного управления спектром;
  • Возможности порождаемые трендами в радиотехнологиях.

В реальности, «открытый спектр» является всем этим, что ведет к разным акцентам и мнениям среди сторонников «открытого спектра». Данная интернет-страница не может разрешить эти разногласия, но она может направить нашу работу при помощи прояснения возможных вариантов государственной политики.

На протяжение почти целого столетия государства накладывали детальные ограничения на использование радио – кто может принимать или передавать какие частоты и виды волн, на какой мощности, с каких местоположений, для каких целей. Итог этих ограничений отражается в лицензиях конкретных пользователей или «станций». Государственный контроль использования радио выходит далеко за пределы того, что приемлемо для других способов коммуникации (речь, печать, фотография, интернет и т.д.). Тем не менее, большинство людей одобряют строгие правила для радио, веря, что они необходимы для предотвращения хаоса и помехового взаимодействия.

Тем не менее, на протяжение последних 20 лет были разработаны более «умные» радиоустройства, которые в некоторой степени решают те проблемы, которые некогда казались требующими государственного вмешательства. Беспроводные телефоны могут автоматически сканировать спектр в поисках незанятого канала. Мобильные сети GSM динамически назначают частоты, когда включается телефон и устанавливает силу сигнала на минимальном уровне, который достаточен для поддержания должного качества связи. «Умные» принимающие устройства могут отличать сигналы, которые кодируются по-разному, даже если сигналы распространяются на одной и той же частоте. «Умные» радиоустройства обычно совмещают простоту использования с лучшим качеством соединения и поддержкой новых приложений. Сочетание этих характеристик стимулировало рост спроса на беспроводные устройства. А распространение этих устройств резко повысило экономическую эффективность производительности, личную безопасность, удобство и социальную сплоченность.

Бум беспроводных коммуникаций также привлек внимание к тому, что регулирование, которое было приспособлено для защиты «глупых» устройств от помехового взаимодействия, создает искусственный недостаток частот. Последние обзоры показали, что статичное присвоение частот может приводить к использованию спектра всегда на 5-10%. Несколько экспертов в области радио начали обращать на это внимание в середине 1990х, закладывая основу для появления «открытого спектра» как альтернативной модели управления спектром. Эли Ноам (Eli Noam), Йоши Бенклер (Yochai Benkler), Дэйв Хьюгс (Dave Hughes) и Кевин Вербач (Kevin Werbach) были среди тех, кто первыми начали доказывать, что «открытый спектр» является серьезным вариантом государственной политики. Но толчок к этой эволюции дало принятое в 1985 г. решение Федеральной комиссии связи США, которое позволило новым коммуникационным технологиям развиваться в диапазоне, который предназначен для нелицензируемых «промышленных, научных и медицинских» (Industrial, Scientific and Medical, ISM) устройств.

Коммуникации в ISM-диапазоне должны мириться с наличием помехового взаимодейстсий. Это противоположно традционному подходу к управлению спектром, цель которого состоит в предовтращении помехового взаимодействия. Защита от помехового взаимодействия обычно достигается за счет недопущения других передающих устройств к использованию лицензируемой частоты в пределах защищаемой зоны. Однако Wi-fi – появившаяся в ISM-диапазоне технология – показала, что большое количество людей может совместно использовать диапазон, без специфического присвоения частот, если каждый использует маломощные устройства и форму волн, снижающую помеховое взаимодействие. Без наличия защитной зоны, нет и технического обоснования лицензирования Wi-Fi. Действительно, многие страны теперь отказываются от лицензирования Wi-Fi, как показывается в нашем всемирном обзоре.

Wi-fi часто упоминается как «доказательство концепции» открытого спектра, подтверждение «нелицензируемого общенародного достояния» как практического подхода к управлению спектром. Поэтому мы фокусируемся на отмене лицензирования Wi-fi в качестве способа придания уверенности регуляторов, которые только начинают путь к более свободному доступу граждан к радио. Тем не менее, также важно заметить что «открытый спектр» является намного более широкой концепцией, чем Wi-fi. В то же время, Wi-fi работает столь хорошо в силу добровольного принятия стандарта IEEE 802.11b, а также технической проверки соответствия, в ходе которой оборудование допускается к неограниченной продаже, если оно отвечает некоторым требованиям, в частности, относительно мощности и использования частот. Таким образом, отсутствие лицензирования не равнозначно отсутствию регулирования. Сторонники «открытого спектра» имеют разное мнение по этому вопросу: некоторые выступают за полное дерегулирования, а другие (подобно нам) приветствуем проверку соответствия как замену лицензирования.

Другим вызывающим разногласия вопросом является доступ к нелицензируемым диапазонам. Сверхширокополосные (Ultra-WideBand, UWB) сигналы, например, могут использоваться на такой малой мощности – ниже той, что позволяется для непреднамеренных изулчений – что многие люди думают, что помеховое взаимодействие UWB с лицензируемыми устройствами маловероятно. С другой стороны, некоторые владельцы лицензий, которые заплатили за частоту миллионы долларов, выступают против бесплатного доступа к их частотам на основе UWB-технологий. Другим подходом является «когнитивное радио». Когнитивные устройства узнают о наличии других сигналов в окружающей среде, быстро перенастраиваясь на незанятые частоты, освобождая частоту как только основной владелец лицензии начинает ее использовать. Действительно, динамический, оппортунистический доступ наподобие описанного может повысить использование спектра до очень выского уровня. Но действительно ли риск помехового взаимодействия с когнитивным радио будет минимальным? Этот вопрос нуждается в большей проверке в широком круге различных условий. Тем не менее, открытие лицензируемых диапазонов для совместного с нелицензируемыми устройствами использования проще, чем полное очищение спектра от лицензируемых пользователей. Поэтому если вы думаете, что «открытый спектр» может вводится постепенно, это важный вариант.

«Пассивные» радиослужбы – наподобие радиоастрономии или нисходящих спутниковых каналов связи – создают особую проблему. Назмные станции не излучют сигналы, которые могут быть обнаружены когнитивным радил, и они должны без помех получать очень слабый сигнал. Может быть, что диапазоны для пассивных служб должны защищаться как участки дикой природ и исключаться из нелицензируемого использования. Для нас это не проблема – но другие защитники «открытого спектра» считают, что все радиодиапазоны должны быть нелицензируемой «общей собственностью», которая регулируется только «минимальным набором правил, требуемых для обеспечения успеха беспроводной общей собственности».

В независимости от проблем и рисков, некоторые люди думают, что радиотехнологии неизбежно двигаются в том направлении, которое делает все формы регулирования невозможными. Вероятно, в ближайшее десятилетие по миру распространятся миллиарды меток радиочастотной идентификации (RFID); их будем столь же тяжело контролировать, как эпидемию. «Компьютерное радио» (Software-defined radio) является другим вызовом. Все больше функций радио, которые реализовывались техническими средствами, вероятно в будущем будут реализовываться при помощи программных средств. Если это программное обеспечения будет основываться на «открытом коде» или сможет изменяться или заменяться после покупки, процессы «проверки соответствия» будут подорваны. Что дальше? Оптимисты представляют будущее без регулирования, где дарвиновская рыночная конкуренция обеспечит наиболее приспособленные устройства – оборудование обладающее иммунитетом к помеховому взаимодействию и способное при необходимости автоматически находить и использоваться каждый кусочек недоиспользуемого спектра. Подобно тому, как крупнейшие животные, обычно являются мирными вегетарианцами, пользователи могущественного оборудования могут предпочесть ради общей выгоды не создавать помехового взаимодействия. Широко поддерживаемые стандарты и протоколы автоматической кооперации и «вежливости» представляются ключевыми для этого сценария. Если некоторые спонтаннно организующиеся системы могут быть созданы для быстрого надложения штрафов на создателей помех, каждый в таком будущем будет чувствовать себя уверенно.

Наши цели более скромны. Мы хотим устранить участие государства в предоставлении разрешений для индивидов и организация для безвредного использования радио, в особенности в развивающихся странах. Формулируя это позитивно, мы хотим дать волю преимуществам беспроводных коммуникаций в целях экономического и социального развития в тех местах, где это может принести пользу. По мере уменьшения необходимости в особо строгом обращении с радио, связанном с недостатками технологий, регулирование радио должно приближаться к правилам, которые применяются к наиболее обычному средству коммуникации – человеческой речи. Чтобы оказаться в этом положении, требуется время, однако прогресс на этому пути будет отмечен экономическим ростом и улучшением качества жизни.

---Роберт Хорвиц, 29 июня 2005 г
(пер. В Новикова)