帯域幅の割り当て

帯域幅の割り当ては、無線周波数をさまざまなアプリケーションに割り当てるプロセスです。無線スペクトルは有限のリソースであるため、効率的な割り当てプロセスが強く求められています。米国では、連邦通信委員会 ( FCC) がスペクトルの個別の部分、つまりバンドをさまざまな業界に割り当てる責任を負っています。FCC は最近、モバイル データ用にスペースを増やすために、スペクトル上のテレビ放送の位置を移動したときに、この責任を負っています。^[要出典]スペクトルの異なるバンドは他のバンドよりも多くのデータを送信でき、スペクトルの一部のバンドは他のバンドよりも明瞭な信号を送信します。^[1] 特に高速なバンドや長距離のバンドは、無線通信を含むビジネスを運営しようとする企業にとって非常に重要です。

FCC は一般的にオークションを使用して企業間で帯域幅を割り当てます。オークション理論に基づき、オークションはリソースを割り当てる最も効率的な方法であると考える経済学者もいます^[要出典]。各バンドが送信できるデータ量と信号の明瞭度には違いがあるため、オークションではより望ましいバンドがより高値で売れます。^[2]米国では現在、バンドをオークションで売却し、その後バンドは購入者の所有物となります。FCC のスペクトルオークションでは、各当事者が 1 つの密封入札を提出するのではなく、複数回の入札ラウンドが行われます。FCC は、複数のバンドをオークションにかける場合、それらを同時にオークションにかけます。これにより、より効率的な入札プロセスが可能になり、オークション終了時にオークションにかけられるバンドが過大評価または過小評価されるのを防ぎます。この方法の例は、 2008 年の700 MHz オークションです。この方法により政府に数十億ドルの資金がもたらされる一方で、中小企業が価格面で市場から締め出され、大企業と競争できなくなることが懸念されています。これにより、通信業界の視点の数が減少し、公共の利益を保護するというFCCの原則の1つに違反することになります。^[3]この懸念を軽減するために、FCCはオークションの対象となる周波数帯の一部を、小規模な業界プレーヤーのみが入札できるように確保することがよくあります。^[4]

周波数帯域を割り当てるために使用された別の方法は、抽選でした。抽選は 1980 年代に FCC によって使用されました。抽選の利点は、より多くの資金を持つ当事者に有利になるオークションとは異なり、すべての当事者に勝つチャンスがあることです。すべての当事者にチャンスを与えることで、公共の利益にかなうと考えられていました。抽選方法の欠点は、一部の企業がレントシーキング行為に従事し、使用するつもりはなく、別の企業に販売するだけの複数のライセンスを取得しようとすることです。この状況では、企業が公共のリソースに対してレントシーキング行為を行っているだけでなく、企業間の交渉が何年も続く可能性があり、周波数が使用されず、公共の利益にかなわないことを意味します。^[5]

帯域を割り当てる3つ目の方法は、比較ヒアリングとも呼ばれる行政手続きです。この方法は、主に1982年以前に使用されていました。 ^[6] この方法では、関心のあるすべての企業が、その周波数帯域のライセンスを取得すべき理由についてプレゼンテーションを行います。この方法の利点は、柔軟性があり、FCCがさまざまな帯域に異なる基準を使用できることです。これにより、FCCは公共の利益が認められていることを確認できます。この方法には欠点もあります。主な欠点は、オークションなどの他の方法とは異なり、政府がヒアリングから収入を得ることができないことです。この方法により柔軟性が得られる一方で、決定の基準がケースごとに異なる可能性があるため、透明性が欠如する可能性もあります。^[7]もう1つの欠点は、ヒアリングのプロセスが結論に達するまでに長い時間がかかることです。

FCC は周波数帯域を別の割り当てに再割り当てする責任も負っています。新しい技術が開発されるにつれて、周波数帯域の需要が変化し、一部の帯域が以前よりも望ましいものになります。^[8] このような状況が発生すると、FCC は、他の用途のためにスペースを確保するために、アプリケーションを別のスペクトル帯域に移動することを決定する場合があります。この場合、FCC は既存のアプリケーションに移行の準備に数年を要します。この移行の例として、FCC が 700MHz 帯域を放送テレビから携帯電話アプリケーションに再割り当てしたことがあります。FCC が最初に帯域の再割り当てに投票したのは 2002 年ですが、放送テレビ会社は 2009 年 2 月まで放送を停止する必要はありませんでした。^[9]

1990年代から2000年代にかけてのモバイルデータトラフィックの急激な増加により、無線システムの大規模な導入が進みました。その結果、利用可能なRFスペクトルが限られているため、空間の再利用が活発化し、同一チャネル干渉が容量を制限する大きな要因となっています。^[10]

そのため、モバイルデータの需要が増加し続ける一方で、この分野で新たに導入された標準規格や大きな技術的進歩にもかかわらず、ネットワークのスペクトル効率が飽和しているため、「RFスペクトル危機」^[11] が迫っているという多くの独立した警告が出されています。

2017年までに、毎月11エクサバイト以上のデータトラフィックがモバイルネットワークを介して転送される必要があると推定されています。^{[10] [12]} 考えられる解決策は、Li-Fiコンソーシアムが提案しているように、Wi-Fiなどの一部のRF技術をLi-FiなどのRFを使用しない技術に置き換えることです。

無線周波数スペクトルは限られた天然資源であり、固定、移動、放送、アマチュア、宇宙研究、緊急通信、気象学、全地球測位システム、環境監視、通信サービスなど、陸上、海上、空中での生命の安全を確保する多数のサービスからの需要が高まっています。^[13]調整されていない使用は、通信サービスの故障につながる可能性があります。ITU-Rは無線通信を確保する上で重要な役割を果たしています。唯一の世界的な無線スペクトル管理者としての立場で、ITU-Rは無線ブロードバンドシステムによる使用のためにスペクトルを特定して調和させ、これらの貴重な周波数が効率的に、他の無線システムからの干渉なしに使用されていることを確認します。通信（モバイルと放送を含む）、衛星通信、高度航空通信、地球規模の海洋問題、資源、緊急事態、気象学、気候変動を監視する地球探査衛星用の周波数を保護するためのスペクトルを割り当てます。通信サービスは収束しており、ICTの世界の関係者はオールIP（全データ）ネットワークに適応する必要があります。モバイルデバイスでウェブを閲覧したり、メールをチェックしたり、ビデオを視聴したりする消費者が増えるにつれ、ワイヤレスネットワーク上のデータ使用量は急速に増加しています。^[14] さらに、シスコによると、世界のモバイルデータトラフィックの急増は2013年までに66倍に増加すると予測されており、このトラフィック増加の大部分はビデオによるものです。^[15] データトラフィックの進化により、将来の「データ不足」が予測されます。ワイヤレスサービスでは、この「データ不足」により、スペクトルのより効率的な使用がさらに求められています。米国では、FCC議長のジュリアス・ジェナコウスキー氏によると、「モバイル通信の爆発的な成長は、私たちの対応能力を超えています。21世紀に向けてスペクトルポリシーを更新する積極的な方針が取られなければ、限界に達します。一部の国では、ブロードバンドへの投資やスペクトルバンドの再割り当てによって、差し迫った危機にすでに適応しています。」^[16] ITUはブロードバンドへの投資を促進するための意識を高め、世界中でスペクトル管理の改善に取り組んでいます。しかし、帯域幅の逼迫に関する議論は、いくつかの観点からは反論可能です。元FCC職員のUzoma Onyeijeは、ブロードバンドスペクトル危機の存在に疑問を投げかける研究を行い、さらにスペクトルの再割り当ての必要性を軽減する既存のネットワークの代替案を提案しています。Onyeijeは、「スペクトル危機」が存在すると主張する前に、通信事業者は現在のインフラストラクチャを緩和するために利用可能な市場ソリューション、具体的にはネットワーク技術のアップグレード、公正使用ポリシーの採用、音声からインターネットプロトコルへの移行、消費者インフラストラクチャの活用、通信事業者インフラストラクチャの強化、パケットの優先順位付け、キャッシュ、チャネルボンディング、帯域幅に敏感なアプリケーションとデバイスの開発の促進を活用すべきであると主張しています。^[17] あるいは、ユーザーインザループパラダイムは、すべてのユーザーを関与させることで需要側を形成することでデータ逼迫を緩和し、高価な過剰プロビジョニングを時代遅れにします。

帯域幅の割り当ては、コンピューティング業界に関連して、サーバー上で実行されているWeb サイトに帯域幅を割り当てたり、ネットワーク上のコンピューターに帯域幅を割り当てたりするシナリオでも使用できます。コンピューティングにおける割り当ては、割り当てられた帯域幅が使用されると、アクセスを終了または一時的に停止することによって管理/強制されることがよくあります。これを高く設定すると、ダウンロード速度とネットワーク上の他のデバイスの接続性が向上します。

連邦通信委員会 (FCC) は、ブロードバンド、公共の安全、およびメディア用に無線スペクトルの一部を割り当てる責任を負う米国政府の独立機関です。

アメリカ政府とは異なり、エジプト政府は独自の通信インフラを持たず、民間企業が独自の通信インフラを運用している。^[18]この政府管理外の通信割り当ては、2011年1月25日のエジプトの社会抗議運動の際、前例のない議論の対象となった。エジプト政府は、インターネットやすべてのオンラインサービスを含むすべての通信を遮断した。^[19]エジプト政府はまず、スマートフォンやブラックベリーのインターネットデータ使用、およびFacebook、Twitter、Instagram、YouTubeなどのソーシャルメディアウェブサイトもブロックした。最終的には携帯電話サービスも遮断した。エジプト政府は通信を統制していないにもかかわらず、通信を統制する権限を持つ機関がないため、これが可能であった。事実、インターネットサービスプロバイダーとエジプト政府の協力は必要だった。そうでなければ、彼らは倫理的に事業を運営することが困難になるからだ。政府がサービスプロバイダー企業に電話をかけ、法的権利の範囲内で要求すれば、たとえそれが法律に違反するものであっても、彼らは政府の要求に従うのである。^[18]その国でビジネスを行うためには、政府の要請に従わなければなりません。

スペクトル管理局 (OSM) は、米国連邦政府の無線周波数スペクトルの使用を管理する唯一の責任を負っています。OSM は、サブオフィスである省間無線諮問委員会 (IRAC) と連携して、連邦政府の使用に関するさまざまな操作を実行します。OSM と IRAC は、連邦政府のスペクトル使用を管理する割り当てと規制に関するポリシーを確立して発行し、スペクトルの平時および戦時使用の計画を策定し、国際無線会議の準備、参加、結果の実施、周波数の割り当て、政府固有の周波数の割り当て、連邦政府機関の新しい通信システムの保守、スペクトルが利用可能になることの証明に協力しています。さらに、OSM は IRAC と協力して、特定のスペクトル リソースの評価を実行するために必要な技術エンジニアリングの専門知識と、これらの調査を実行するために必要な自動化されたコンピューター機能を提供し、連邦政府の通信関連の緊急対応活動のあらゆる側面に参加し、連邦政府の通信自動化情報システム セキュリティ活動に参加しています。^[20]

21 世紀は無線通信社会の到来を告げ、自由な情報社会の重要な要素となっています。高速で信頼性の高い情報と通信に対する現代のニーズにより、米国連邦政府は、米国国家無線通信サービスの下で、国家および国土の防衛、利用可能な公共の安全、緊急対応サービス、および研究とサービス提供を中心とした業務の保証を実施しました。

米国と大統領は、連邦および非連邦の使用に対するスペクトル管理政策の立場をさらに個人的に確立しました。国立電気通信情報局（NTIA）は、スペクトル帯域幅、特に連邦の使用に対する年間規制を継続しています。さらに、大統領から直接発行された行政覚書には、米国内のスペクトル管理の継続的な改善に関する直接的な政策が記載されています。^[21]

2002 年 6 月に設立されたスペクトル ポリシー タスク フォースは、連邦通信委員会 (FCC) がスペクトル ポリシーに及ぼす絶え間なく変化する影響について理解するのを支援するために作成されました。スペクトル ポリシー タスク フォースは、無線スペクトルから得られる公共のアクセス、使用、および利点を最大化することを目標としています。

スペクトラムタスクフォースの具体的な任務には、スペクトラム政策に対する現在の「コマンドアンドコントロール」（C&C）アプローチを進化させるための具体的な情報と推奨事項をFCCに提供することが含まれます。スペクトラムタスクフォースはまた、技術デバイス/信号干渉、スペクトラム効率、国内および国際スペクトラム政策のための効果的な公共安全通信などのスペクトラム問題に対処するためにFCCを支援することに特化しています。^[22]

• 帯域幅割り当てプロトコル