Możliwość wykorzystania innowacyjnych technologii radiowych napotyka często bariery związane z przyjętym historycznie sposobem gospodarowania widmem, a nie jego obiektywną, fizyczną dostępnością.

Minęło właśnie, a dokładnie 3 listopada br., 100 lat od podpisania w Berlinie przez 29 państw Międzynarodowej Konwencji Radiotelegraficznej, która ustalała zasady radiowej łączności ze statkami na morzu, rozpoczynając trwający do dzisiaj proces uzgodnień w dziedzinie współużytkowania widma częstotliwości fal radiowych. Załącznik do tamtej konwencji, nazwany później Regulaminem Radiokomunikacyjnym, był systematycznie modyfikowany i uzupełniany. Obecnie obowiązujący dokument liczy ponad 2000 stron i określa zasady działania wszystkich rodzajów służb radiokomunikacyjnych, przeznaczenie poszczególnych zakresów widma mniej więcej od 3 kHz do 300 GHz, a także lokalizacje satelitów na orbicie geostacjonarnej.

Podstawą uzgodnień jest konieczność unikania zakłóceń, które może wywoływać działanie w środowisku elektromagnetycznym wielu źródeł promieniowana radiowego. W początkowej fazie rozwoju radia problem wzajemnych interferencji usiłowano rozstrzygać jednostronnie, zmieniając parametry nadawania, w tym zwiększając moc nadajników. Pojawianie się nowych nadajników musiało jednak prowadzić do konfliktów, które dowiodły potrzeby regulowania działalności służb radio-komunikacyjnych zarówno lokalnie, jak i w skali międzynarodowej. Widmo częstotliwości fal radiowych zaczęło być traktowane jako ograniczony, zarządzany przez rządy poszczególnych państw zasób, a dla ułatwienia wielostronnych uzgodnień przeznaczano dla specyficznych kategorii użytkowników określone zakresy, definiowano zasady użytkowania urządzeń radiowych, ich standaryzacji, jak również sposoby unikania wzajemnych zakłóceń.

Obowiązujący stan w zakresie gospodarki zasobami widma częstotliwości fal radiowych to wynik uzgodnień podejmowanych w ciągu kilkudziesięciu lat w konwencjach międzynarodowych, przede wszystkim Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU) i prowadzonych w jego ramach Międzynarodowych Konferencji Radiokomunikacyjnych (WRC) i odpowiednich konferencji regionalnych. Osiąganie w tym systemie wspólnego stanowiska wszystkich zainteresowanych państw, a także dostawców technologii i użytkowników bywa trudne i zawsze wymaga dużo czasu.

Ograniczone zasoby

Coraz większa liczba urządzeń i użytkowników zainteresowanych wykorzystaniem ograniczonych zasobów widma częstotliwości fal radiowych wymagała wprowadzenia systemu licencjonowania, a także definiowania ograniczonych parametrów dla poszczególnych urządzeń.

Możliwość praktycznego wykorzystania widma jest uzależniona nie tylko od obiektywnej, dającej się teoretycznie wyliczyć charakterystyki promieniowania w danym zakresie częstotliwości, z określoną mocą nadajnika i charakterystyką anteny, ale też od wielu różnych cech środowiska, które odmiennie oddziaływają w różnych częstotliwościach, np.: morfologii terenu, obecności budynków, drzew, zbiorników wodnych, pory dnia, stanu atmosfery, wpływu aktywności słońca i promieniowania kosmicznego na stan jonosfery itd. W praktyce dostępność i jakość odbioru sygnału radiowego weryfikuje się w rzeczywistym środowisku.

W wielu zakresach częstotliwości przygotowuje się zawczasu szczegółowe plany zagospodarowania, w których zakłada się ściśle określone charakterystyki i parametry techniczne nadawania. Niektóre plany zagospodarowania częstotliwości wymagają uzgodnień międzynarodowych i szczególnie w ostatnich latach zdarza się, że bezwładność wielostronnego systemu negocjacji konferencji radiokomunikacyjnych nie nadąża za nowymi technologiami, nie mówiąc już o rosnących oczekiwaniach rynku. Ponadto w wielu zakresach częstotliwości przydzielanie poszczególnych częstotliwości następuje stopniowo, a wcześniej zaplanowane zagospodarowanie nie musi iść w parze z zapotrzebowaniem potencjalnych użytkowników. W rezultacie możliwość wykorzystania innowacyjnych technologii niekiedy napotyka bariery związane z przyjętym historycznie sposobem gospodarowania widmem, a nie jego obiektywną fizyczną dostępnością.

Harmonizacja

Pomimo długiej tradycji międzynarodowych uzgodnień w zakresie gospodarki widmem we wszystkich państwach utrzymują się nadal znaczne lokalne różnice. Inne bywa podejście do zasad licencjonowania, uzyskiwania pozwoleń, rezerwacji częstotliwości.

Różnice dotyczą nie tylko problematyki telekomunikacyjnej. Największą barierą w Polsce jest bliskie absurdu skomplikowanie przepisów, dotyczących uzyskiwania pozwoleń na budowę stacji nadawczych. Proces wydania niezbędnych decyzji administracyjnych wymaga kilkudziesięciu postanowień, a często również pokonania zabobonnych protestów. Potrzeba na to często wielu miesięcy energicznych starań, przebrnięcia przez zawiłe procedury, które zadziwiają większość zagranicznych inwestorów.

W przeszłości widmo częstotliwości było traktowane jako ograniczony zasób, własność państwa użytkowana głównie dla realizacji polityki publicznej np. w zakresie obronności, bezpieczeństwa, radiofonii i telewizji, transportu. W ciągu ostatnich dwudziestu lat pojawiło się wiele nowych koncepcji wykorzystania radia.

Poza tradycyjną funkcją łączności osobistej i radiodyfuzją zastosowanie technologii radiowych to: systemy teledetekcji satelitarnej, satelity meteorologiczne, systemy pozycjonowania GPS, telemetria, radary wojskowe i cywilne, radioastronomia, systemy sterowania medycznymi implantami, czujki alarmowe, znaczniki RFID, coraz liczniejsze zastosowania przemysłowe. Awionika nowoczesnego samolotu to obecnie kilkadziesiąt pracujących równolegle systemów radiowych. Największy apetyt na zasoby pasma radiowego mają jednak obecnie użytkownicy sieci komputerowych.

Ekonomiczna opłacalność większości zastosowań zależy od skali ich wykorzystania, standaryzacji i możliwości uzgodnienia jednolitych zakresów częstotliwości. Dlatego w polityce Unii Europejskiej tak dużo miejsca zajmuje obecnie kwestia uzgodnień w zakresie harmonizacji zagospodarowania widma dla potrzeb systemów paneuropejskich. Niewątpliwie takiemu podejściu należy przypisać globalny sukces uzgodnionego w Europie systemu telefonii komórkowej GSM. W przeszłości kilka podobnych, teoretycznie uzgodnionych projektów (np. ogólnoeuropejski systemem przywoławczy ERMES, system łączności w czasie lotu TFTS) próbowano wdrożyć bez podobnego powodzenia. Otwarcie konkurencji na rynku telefonii komórkowej nastąpiło w 1993 r., zbyt późno, by uzgodnić wspólne podejście do rozwoju wcześniejszych komórkowych systemów analogowych.

Wspólny rynek

Spektakularne efekty demonopolizacji i rozwoju konkurencji na rynku telekomunikacyjnym skierowały niedawno uwagę Komisji Europejskiej na ostatni obszar utrzymywania się szczególnych przywilejów, jakimi są prawa do wykorzystania częstotliwości. Fizyczne ograniczenie dostępności widma świetnie tłumaczy ograniczanie rynku operatorów systemów radiokomunikacyjnych, ale jest wyraźnym odstępstwem od wdrażanej w kablowych sieciach reguły swobody budowy nowych rodzajów infrastruktury.

Na dodatek chciano wyciągnąć jakąś naukę z tego, co się wydarzyło podczas przetargów na pierwsze sieci UMTS, kiedy kierowane ceną przetargi wywindowały opłaty licencyjne do niespodziewanie wysokiego poziomu. W Wlk. Brytanii łączna kwota wynegocjowanych opłat za licencje UMTS w roku 2000 wyniosła niemal 22 mld funtów, a w Niemczech kwota zadeklarowana za 6 licencji wyniosła 50 mld euro.

Nadmierny optymizm uczestników pierwszych przetargów UMTS nieco zachwiał stabilnością całego sektora, ale doświadczenie to pokazało, że wartość dostępu do widma można wiązać z szacowaniem rynku, na którym mają być świadczone usługi. Z drugiej jednak strony powielony w wielu krajach system, w którym widmo zostało podzielone na stałe pomiędzy 3 graczy GSM i 4 UMTS, nie uruchamia jeszcze mechanizmów, w których widmo po zakończeniu przetargu ma realną rynkową wartość, ponieważ nie zakłada się jego odsprzedaży.

Widmo odstąpię

Przygotowywana właśnie w Komisji Europejskiej nowelizacja systemu regulacyjnego dla sieci i usług łączności elektronicznej określiła reformę zarządzania widmem jako najważniejszy priorytet. W nowym podejściu planuje się utworzenie dla częstotliwości w wybranych zakresach i wobec określonych typów praw posiadania wtórnego rynku na obszarze całej Europy. U źródeł tej koncepcji jest oczekiwanie, że obecni posiadacze praw do użytkowania widma najpierw zaczną szacować swoje rzeczywiste potrzeby, a następnie zaczną poszukiwać sprzedających lub nabywców.

Dla komercyjnych, ustabilizowanych rynków usług ceny częstotliwości powinny po jakimś czasie osiągnąć realny rynkowy poziom. Powinny też zacząć zanikać problemy z zagospodarowaniem nieużywanych częstotliwości, poprawić się warunki dla wprowadzania nowych usług i technologii. Stworzy to również okazję do oferowania usług w sieciach, które nie są ograniczone dotychczasowymi granicami państw.

Koncepcja uwalniania rynku jest wciąż przedmiotem rozważań, ponieważ wymaga jeszcze wielu rozstrzygnięć. Które zakresy, zharmonizowane dla całej Unii, wybrać? Jak wdrożyć system informacji o dostępnych zasobach? Jak zliberalizować dotychczasowe ograniczenia zarówno w dysponowaniu widmem, jak i stosowaniu dotychczasowych rozwiązań technologicznych? Trzeba w końcu rozstrzygnąć w sposób przejrzysty niełatwą kwestię zmiany dotychczasowych praw posiadania. Na przykład w Polsce rezerwacja częstotliwości jest rodzajem użyczenia zasobu, który ciągle pozostaje własnością państwa.

Mogą też powstać bardzo specyficzne problemy prawne. Jak podmioty prywatne mają prowadzić negocjacje, by nie naruszać zasad prawa antymonopolowego? Jak zapewnić, by kupowane częstotliwości służyły do świadczenia usług, a nie do blokowania innych uczestników rynku? Jak nie przeszkadzać w zakupach częstotliwości przez podmiot, który nie używa ich tylko czasowo dlatego, że gromadzi zasoby przed wprowadzeniem nowej technologii czy pakietu nowych usług?

Liberalizacja unijnego systemu gospodarki widmem wiąże się również z rezygnacją z dotychczasowej praktyki określania w licencjach technologii, które mogą być wykorzystywane w danym pasmie. Nie jest to całkowite odejście od utrwalonego praktyką podziału widma na różne służby radiokomunikacyjne, ale z pewnością rezygnacja z niektórych rynkowych anachronizmów, jak podział na służby stacjonarne i ruchome. Polski regulator już dzisiaj rezygnuje z narzucania w rezerwacjach konkretnych technologii. Pomocne w realizacji takiej polityki są technologie cyfrowe i nowoczesne techniki modulacji sygnału radiowego, które powinny unikać problemów z zachowaniem kompatybilności elektromagnetycznej, jeżeli w tym samym lub w sąsiednim pasmie pracują różne systemy. Jak to będzie w praktyce, zobaczymy. Po wstępnych, bardzo liberalnych deklaracjach Komisji Europejskiej ostatnio słychać wyraźniej wymuszoną przez fachowców od radia ostrożność: można wszystko, ale pod warunkiem że nie będzie szkodliwych interferencji z innymi systemami.

Zarobić na wyłączeniu

Niezależnie od eksperymentów z tworzeniem wtórnego rynku na częstotliwości trwa walka o miejsce po systemach analogowych. Najwięcej emocji budzi bardzo atrakcyjny pod kątem warunków propagacyjnych obszar widma pomiędzy 470 a 862 MHz, na razie wykorzystywanego przez telewizję analogową, którą zaplanowano całkowicie wyłączyć w ciągu kilku najbliższych lat (2007-2015). Chętnych na skorzystanie z "cyfrowej dywidendy" jest sporo, zarówno wśród operatorów telewizji cyfrowej wysokiej rozdzielczości, jak i operatorów komórkowych 3G, energicznie walczących o częstotliwości, które pozwolą rozwinąć telewizję mobilną. Nie ma na nią wystarczająco dużo miejsca w dotychczas użytkowanym pasmie. Gwałtownie rosną również apetyty operatorów oferujących szerokopasmowy dostęp do Internetu.

Czeka nas zatem bardzo dużo zmian dotyczących wszechobecnych technologii radiowych, których rozwój będzie wzmacniany ekonomią skali wspólnego rynku europejskiego. Czeka nas rozwój telefonii trzeciej generacji, radiofonia i telewizja cyfrowa, telewizja wysokiej rozdzielczości, telewizja mobilna, telewizja IP, WiMAX, znaczniki RFID, wspólna europejska platforma satelitarna ISI. I co jeszcze?

<hr>Piotr Rutkowski jest specjalistą w dziedzinie strategii rozwoju telekomunikacji, właścicielem firmy doradczej Rotel.