Gestão do Espectro: No cenário da mudança

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Lucas Sá Álvaro
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1 Gestão do Espectro: No cenário da mudança Palestras da ComSoc/POSTIT Jaime Afonso Instituto Superior Técnico, 3 de Maio de 2011

2 GESTÃO DO ESPECTRO: No cenário da mudança 1. ENQUADRAMENTO 2. GESTÃO DO ESPECTRO: Fundamentos 3. VISAO PROSPECTIVA: Partilha do espectro 4. CONCLUSÕES

3 1. ENQUADRAMENTO

4 No cenário da mudança Novo quadro regulamentar (Revisão 2006) Facilitar o acesso ao espectro Promover maior flexibilidade no uso espectro neutralidade tecnológica e de serviços Promoção de politicas sectoriais (e-safety, smart grid, internet das coisas) Procura de espectro Necessidade de enquadrar novas tecnologias e serviços Requer técnicas inteligentes de partilha de espectro Valor económico do espectro

Espectro Radioléctrico Ondas Eléctricas Ondas Radio Infra vermelho Luz Visível Ultra Violeta Raio-X Raios Gama Raios Cósmicos Espectro Radioeléctrico Onda Longa Onda Média

5 Espectro Radioléctrico Ondas Eléctricas Ondas Radio Infra vermelho Luz Visível Ultra Violeta Raio-X Raios Gama Raios Cósmicos Espectro Radioeléctrico Onda Longa Onda Média Sweetspot 3G BWA DECT WiFi TETRA Bluetooth GSM Rádio FM Feixes TV Hertzianos VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF khz MHz GHz 3000 Maior Cobertura Menor Cobertura

6 QNAF Atribuições de espectro Atribuições 9 khz- 30 GHz Amador por Satélite 0.1% Amador 0.1% Operações Espaciais 0.2% Investigação Espacial 5.7% Radiodeterminação 9.1% Radioastronomia 1.2% Radiodifusão por Satélite Radiodifusão 2.0% 1.7% Exploração da Terra por Satélite 6.5% Fixo 25.1% Amador Amador por Satélite Radiodifusão Radiodifusão por Satélite Exploração da Terra por Satélite Fixo Fixo por Satélite Movél por Satélite 3.2% Inter Satélites Auxiliares de Meteorologia Movél Movél por Satélite Radioastronomia Movél 23.3% Auxiliares de Meteorologia 0.3% Inter Satélites 4.6% Fixo por Satélite 16.8% Radiodeterminação Operações Espaciais Investigação Espacial Frequência Standard e Sinal Horário

7 2. GESTÃO DO ESPECTRO Fundamentos

Atribuição Planeamento Consignação Licenciamento Normas e Avaliação de Conformidade Cooperação

8 Gestão do Espectro Combinação de procedimentos administrativos e técnicos necessários para garantir a operação das estações dos diferentes serviços de radiocomunicações, livres de interferências Atribuição Planeamento Consignação Licenciamento Normas e Avaliação de Conformidade Cooperação Internacional Gestão do Espectro Ligação Externa Controlo de Espectro Fonte: Handbook ITU, National Spectrum Management.

9 Cooperação internacional INTERNACIONAL UNIÃO INTERNACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES REGIONAL NACIONAL uso do espectro uso dos equipamentos

Dimensão Internacional Regulamento de Radiocomunicações REGION 1 REGION 2 REGION 3 890-942 FIXED MOBILE except aeronautical mobile BROADCASTING S5.

10 Dimensão Internacional Regulamento de Radiocomunicações REGION 1 REGION 2 REGION FIXED MOBILE except aeronautical mobile BROADCASTING S5.322 Radiolocation Footnote Artigo 5º FIXED MOBILE except aeronautical mobile BROADCASTING S5.322 Radiolocation S5.318 S FIXED MOBILE except aeronautical mobile BROADCASTING S5.322 Radiolocation S5.150 S5.325 S FIXED MOBILE except aeronautical mobile BROADCASTING S5.322 Radiolocation S FIXED MOBILE BROADCASTING Radiolocation Serviço Secundário Qualificação da atribuição S5.322 In Region 1, in the band MHz, stations of the Broadcasting Service shall be operated only in the African Broadcasting Area excluding Algeria, Egypt, Spain, Libya and Morocco, subject to agreement under No. S9.21 Faixa Serviço Primário

Dimensão Regional CEPT ETSI EC R&TTE Directive Spectrum Decision TCAM RSC 98/34 Spectrum Decision Process Industry HS Harmonised Standards EC Commission Decisions EU members EC Decisions

11 Dimensão Regional CEPT ETSI EC R&TTE Directive Spectrum Decision TCAM RSC 98/34 Spectrum Decision Process Industry HS Harmonised Standards EC Commission Decisions EU members EC Decisions Standards CEPT Reports Industry M A N D A T E S M A N D A T E S CEPT members Standards SRDoc Liaison Statement ECC Decisions ECC Recs ECC Reports CEPT Reports Fonte: EU RSPG Opinion - Streamline

12 Dimensão Nacional Pilares da Gestão do Espectro

13 Utilização do espectro Alguns números Serviço Móvel Terrestre Redes Celulares cerca Estações 3 operadores com GSM900/1800 e UMTS Redes de Trunking cerca 400 Estações TETRA, MPT1327, CDMA-PAMR Redes Privativas (PMR) - 40MHz, 80MHz, 160MHz, 400MHz Cerca de 2600 redes Radiodifusão Televisão, Radiodifusão Sonora - cerca de 1700 Estações Fixo Ligações Ponto-Ponto - cerca de Estações

14 3. VISÃO PROSPECTIVA Partilha do espectro

15 Novas abordagens Comando e Controlo: As Administrações decidem o modo de atribuição e consignação de espectro Commons: Os utilizadores decidem as aplicações que pretendem no espectro atribuído Mercado: Comércio Secundário Liberalização

16 Utilização Flexível do espectro Neutralidade tecnológica: minimizar constrangimentos para a utilização do espectro, assegurada que esteja a operação dos sistemas livres de interferências Neutralidade de serviços: não deve ser imposta nenhuma utilização exclusiva do espectro para um serviço particular de comunicações electrónicas WAPECS PMR 2G PAMR Mobile 3G 3G Next generation systems RLAN MP-MP FWA Broadcasting DAB DTT Analogue TV/Audio Mobile Portable P-P P-MP Fixed Fixed MS MSS FS FSS BS BSS Frequency allocations Fonte: Comissão Europeia

17 Potencia relativa - db Engenharia do Espectro Princípios Espaço Modelo Propagação 12 8 Limite Cobertura Serv. W Zona Serviço Limiar Interferência Serv. Z -8 Serv. Z Zona "Esterilizada" distância (km) Serviço X, Y.. Serv. X Frequência Fonte: Regulamento Radio.

18 Novos paradigmas tecnológicos Novos sistemas Radio Novas tecnologias Fonte: Sportviews. Sistemas Underlay (e.g. UWB) Sistemas Overlay (e.g. 5 GHz Radio LAN) Utilização mais eficiente do espectro: novos desafios!

19 Redes Locais via Radio (RLAN) Espectro adicional 5 GHz Protecção do serviços existentes Compatibilidade envolvendo diversos serviços de radiocomunicações ITS MRNS AS FS MS ARNS MS RL MS FSS EESS FSS ARNS INVES INVES BBDR RNSS BBDR RL BFWA ARNS: Aeronautical Radio Navigation Service AS: Amateur Service BBDR: Broadband Disater Relief BFWA: Broadband Fixed Wireless Access EESS: Earth Exploration Satellite Service FS: Fixed Service FSS: Fixed Satellite Service INVES: Spatial Investigation Service ITS: Intelligent Transport Systems (Mets): Meteorology Service MS: Mobile Service MRNS: Maritime Radio Navigation Service RA: Radioastronomy RL: Radiolocation RNSS: Radio Navigation Satellite Service

20 Redes Locais via Radio (RLAN) Espectro adicional 5 GHz Requisito de Transmit Power Control (TPC) CEPT cria o conceito de Dynamic Frequency Selection (DFS) Baseado no DECT (DCS/DCA) Utiliza o princípio LBT/AFA Interferência das RLANs nos Radares

21 Redes Locais via Radio (RLAN) Espectro adicional 5 GHz A operação de RLAN está na origem de interferências em Radares Meteorológicos devido a: Sistemas programáveis (TPC, DFS) PRF variáveis, larguras de pulso, medidas de calibração do ruído Especificações do receptor / Radar Normas harmonizadas ETSI tentam resolvem definitivamente o problema: 1 de Janeiro 2013 Acordo com a comunidade meteorológica (parâmetros dos receptores, definição de sinais de teste)

22 Sistemas Ultra Wideband (UWB) Wireless and/or Fixed Wired Wired Infrastructure (Internet) Audio Gateway Monitor Camcorder DVD Printer Desktop Computer Display Laptop Computer PDA TV Digital Camera Fonte: Pulsers Audio UWB: ocupação de espectro

23 Sistemas Ultra Wideband (UWB) Compatibilidade com vários serviços de radiocomunicações Vários pressupostos técnicos em causa

Sistemas Ultra Wideband (UWB) Solução de longo prazo: 6-8.

24 Sistemas Ultra Wideband (UWB) Solução de longo prazo: GHz Técnicas adicionais de mitigação Detect and Avoid (DAA) e Low Duty Cycle (LDC)

Europeia Fonte: ETSI Faixa dos 24 GHz: Serviço Fixo, Radioastronomia e Exploração da Terra por

25 Short Range Radar (SRR) - UWB Programa e-safety Demasiada Proximidade 9% Acidentes Automóvel Alcool 9% Outras 3% Desatenção Condutor 68% Desatenção/pr oximidade 11% Fonte: Comissão Europeia Fonte: ETSI Faixa dos 24 GHz: Serviço Fixo, Radioastronomia e Exploração da Terra por Satélite Footnote 5.340: todas as emissões são proibidas num conjunto de faixas, p.ex GHz - 24 GHz

26 Sistemas Short Range Radar (SRR) UWB/SRR não foram aceites como solução nos 24 GHz Interferências 100 vezes superiores ao admissível Solução definitiva nos 79 GHz Desenvolveu-se de uma solução temporária (2013) Complexidade legal na sua implementação (Decisão 2005/50/EC) Em discussão uma solução intermédia 26 GHz

27 Sistema IMT IMT-2000 e IMT-Advanced Systems beyond IMT-2000 will encompass the capabilities of previous systems Mobility New capabilities of systems beyond IMT-2000 High IMT-2000 Enhanced IMT-2000 New Mobile Access Dashed line indicates that the exact data rates associated with systems beyond IMT-2000 are not yet determined Enhancement Low New Nomadic / Local Area Wireless Access Peak Useful Data Rate (Mb/s) KEY: denotes interconnection between systems via networks, which allows flexible use in any environment without making users aware of constituent systems. Nomadic / Local Area Access Systems Digital Broadcast Systems Fonte: Rec. ITU-R M.1645

28 Sistema IMT IMT-2000 e IMT-Advanced WRC-07: espectro adicional no mínimo da ordem dos 600 MHz Faixas de espectro identificadas para o IMT (RR) Faixa (MHz) Footnotes do Regulamento de Radiocomunicações IMT AA A A, A A A, 5.432A, 5.432B, 5.433A Soluções inteligentes de partilha de espectro (cognitive radios?)

29 Sistema IMT IMT-2000 e IMT-Advanced Definição de condições genéricas de compatibilidade através da BEM (Block Edge Mask) Visa a implementação do conceito de neutralidade tecnológica Será implementada nos 3,5 GHz, 2.6 GHz e 800 MHz

30 4. CONCLUSÕES

31 CONCLUSÕES Garantir a protecção dos sistemas existentes e planeados É necessária uma maior experiência a utilização de modelos flexíveis da Gestão do Espectro, there is no free lunch Flexibilidade do uso do espectro: implementado passo a passo, the devil is in the details O futuro? We always overestimate the change that will occur in the next two years and underestimate the change that will occur in the next ten

32 FIM Gestão do Espectro: No cenário da mudança Jaime Afonso Instituto Superior Técnico, 3 de Maio de 2011

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