การบริหารคลื่นความถี่แห่งอนาคต
หน้าที่ 1 - การบริหารคลื่นความถี่แห่งอนาคต
เพื่อที่จะหลีกเลี่ยงการขาดแคลนคลื่นความถี่ที่มีอยู่นั้น ระบบโทรศัพท์แบบเซลลูล่าร์จะมีการนำความถี่กลับมาใช้ใหม่ (Reuse plan) ในหลายๆหนทาง วิธีการดังกล่าวจะทำให้ระบบเครือข่าย สามารถที่จะกำหนดช่องความถี่เพียงหนึ่งช่องสำหรับการสื่อสารได้มากกว่าหนึ่งเซลล์ ในขณะที่สัญญาณรบกวนต่างๆ ก็จะถูกกำจัดออกไป ระบบเซลลูล่าร์ก็จะมีการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่ไว้จำนวนหนึ่ง เพื่อการติดต่อเท่าที่จำเป็น จากรูปที่ 3 จะเห็นได้ว่าการที่จะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการบริหารคลื่นความถี่นั้นจะต้องทำการผ่อนคลายกฎระเบียบเสียก่อน อย่างไรก็ตามก็ยังคงมีความเสียงที่ Regulator จะต้องตระหนักเนื่องจากการปล่อยให้เกิดความอิสระในการจัดการกันเองระหว่าง ผู้ใช้คลื่นความถี่ก็อาจจะเกิดความไม่เป็นธรรมเกิดขึ้นได้ หรืออาจเกิดระดับการรบกวนกัน (Interference) ที่สูงขึ้นจนเกินระดับที่ยอมรับได้
พ.อ.รศ. ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ
settapong_m@hotmail.com
ประจำกรมข่าวทหาร กองบัญชาการกองทัพไทย
อนุกรรมการเตรียมการและยกร่างแผนแม่บทกิจการกระจาย เสียงและกิจการโทรทัศน์ กสทช.
อนุกรรมการกำหนดนโยบายการจัดให้มีบริการโทรคมนาคมพื้นฐานโดยทั่ว ถึงและบริการเพื่อสังคม กสทช.
1. กล่าวทั่วไป
ปัจจุบันวิวัฒนาการของเทคโนโลยีโทรคมนาคมมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ในการดำรงชีวิตประจำวันของมนุษย์บนโลกนี้ ดังนั้นความต้องการและคุณค่าของทรัพยากรความถี่ (Spectrum Resource) จึงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีจะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและน่าทึ่งเพียงใดก็ตาม ทรัพยากรด้านความถี่ ก็ยังมีอยู่อย่างจำกัด นั่นหมายความว่าจะต้องมีการใช้ทรัพยากรในด้านนี้ให้มีความเหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูงสุด (Optimization) เท่าที่จะทำได้
ทรัพยากรความถี่แบบดั้งเดิมถูกบริหารจัดการโดยวิธีการให้สิทธิที่ผูกขาดแก่ ผู้ใช้ผู้เดียว (Exclusive) และไม่สามารถโอนให้กับผู้อื่นได้ เป็นที่ทราบกันดีว่าสิทธิที่ให้มักเป็นรูปแบบการอนุญาตระยะยาว (Long-term Licensing) โดยเป็นที่ทราบกันดีว่าการให้สิทธิในลักษณะดังกล่าวจะทำให้เกิดการผูกขาดและจะเป็นอุปสรรคในการสร้างนวัตกรรม ในขณะที่เทคโนโลยีมีการพัฒนาไปเร็วมากจนข้อบังคับกฎเกณฑ์ที่พยายามสร้างขึ้น มาตามไม่ทัน ด้วยเหตุผลดังกล่าว ทำให้มีการเสนอแนะในเชิงนโยบายด้านการบริหารคลื่นความถี่ และการอภิปรายได้มีขึ้นมากมายในบรรดาผู้เชี่ยวชาญในรูปแบบเอกสารทางวิชาการ รวมทั้งจากการศึกษาของ ITU FCC และ Ofcom ชี้ให้เห็นว่าการทำให้เกิดเสรีในด้านการบริหารความถี่นั้นเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่ง (Liberalization and deregulation) แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการวิเคราะห์เปรียบเทียบ และพิสูจน์ความจริงระหว่างการบริหารจัดการที่มีความแตกต่างกันในรูปแบบต่างๆ เหล่านั้น 
จากการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมโทรคมนาคมของประเทศไทย ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงด้านนโยบายภาครัฐฯ การเปลี่ยนแปลงด้านเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ตลอดจนการแข่งขันอย่างรุนแรงในภาคธุรกิจเอกชน ทำให้ความต้องการทรัพยากรคลื่นความถี่เป็นปัญหาที่ท้าทายเป็นอย่างยิ่ง และเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า ระบบโทรคมนาคมในปัจจุบัน ประสบกับปัญหาการใช้ทรัพยากรคลื่นความถี่ที่มีอย่างจำกัด จนเป็นผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการจัดสรรคลื่นความถี่ให้กับหน่วยงานภาครัฐฯ เอกชน รวมทั้งในภาคประชาชน อีกทั้งทำให้หน่วยงานหลักที่รับผิดชอบโดยเฉพาะอย่างยิ่ง คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ได้รับแรงกดดันจากทุกทางเพื่อการจัดสรรทรัพยากรคลื่นความถี่ที่มีอยู่อย่าง จำกัดอย่างเป็นธรรม โดยต้องคำนึงถึงความมั่นคงของชาติเป็นสำคัญอีกด้วย การจัดสรรคลื่นความถี่จะมีผลกระทบโดยตรงต่อการปฏิบัติงานขององค์กรภาครัฐฯ ต่างๆ เช่น กิจการของ กทช. และกิจการของกระทรวง ทบวง กรม ต่างๆ ส่วนในภาคประชาชนเนื่องจากมีการใช้ความถี่อย่างไม่ถูกต้องตามหลักของกฎหมาย ทำให้มีผลกระทบที่รุนแรงต่อการบริหารคลื่นความถี่และในที่สุดความมั่นคงของชาติ เช่น กรณีปัญหาการจัดสรรคลื่นความถี่ในกิจการวิทยุชุมชน และโทรทัศน์ชุมชน เป็นต้น ซึ่งปัญหาดังกล่าวก็เกิดขึ้นกับทุกประเทศทั่วโลกเช่นกัน จนทำให้หน่วยงานที่ควบคุมดูแลการออกกฎระเบียบในการจัดสรรคลื่นความถี่ทั่วโลก พยายามหาเทคโนโลยีที่สามารถบริหารทรัพยากรความถี่ให้สามารถรองรับกับความต้องการได้
แต่ด้วยความก้าวหน้าในด้านการวิจัยและพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ (Software) ในด้านโทรคมนาคม จึงทำให้เครื่องมือและอุปกรณ์สื่อสารโทรคมนาคมมีความชาญฉลาดมากขึ้น โดยสามารถทำให้การบริหารคลื่นความถี่ (Spectrum Management) ที่มีอยู่อย่างจำกัดในระบบโทรคมนาคม ให้ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงขึ้น จนสามารถลดปัญหาความขาดแคลนทรัพยากรคลื่นความถี่ได้ในระดับหนึ่ง และจากการค้นคว้าในเบื้องต้นพบว่า ในปัจจุบันนี้การวิจัยและพัฒนาในสาขาโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้องกับหัวข้อการ บริหารคลื่นความถี่นั้น ได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะเนื่องจากจะส่งผลให้สามารถลดปัญหาที่เกิดขึ้นกับการจัดสรรคลื่นความถี่ โดยรวม โดยขณะนี้มีผู้วิจัยอยู่กลุ่มหนึ่ง ที่เริ่มค้นพบหนทางในการแก้ปัญหาความขาดแคลนทรัพยากรคลื่นความถี่และเป็นที่ยอมรับในระดับนานาชาติ ด้วยการนำเสนอเทคโนโลยีบริหารคลื่นความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัดในระบบโทร คมนาคมอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเทคโนโลยีดังกล่าวคือ Dynamic Spectrum Allocation ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้เทคนิคในการปรับเปลี่ยนหรือย้ายคลื่นความถี่ไปยัง พื้นที่ที่มีความต้องการใช้สูง ระบบจะมีกรรมวิธีในการคำนวณการปรับย้ายคลื่นความถี่แบบอัตโนมัติ และสามารถเพิ่มจำนวนช่องทางการติดต่อสื่อสารให้มากขึ้นในพื้นที่ที่มีความต้องการสูง จนเป็นที่คาดการณ์ว่า เทคโนโลยีโทรคมนาคมในอนาคตซึ่งมีความต้องการในการใช้งานเพิ่มมากขึ้นภายใต้ ทรัพยากรคลื่นความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัด อาจจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาประยุกต์ใช้ โดยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนี้ อาจส่งผลกระทบต่อการจัดสรรคลื่นความถี่ในประเทศไทยในที่สุด 2. การประยุกต์ใช้งานเทคโนโลยี Dynamic Frequency Allocation ในระบบเครือข่ายโทรศัพท์ระบบเซลลูล่าร์
ในระบบเครือข่ายโทรศัพท์ระบบเซลลูล่าร์นั้น การรักษาระดับของสัญญาณและการปรับปรุงคุณภาพในแต่ละช่องสัญญาณของการติดต่อ สื่อสารนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง ปัจจัยประการหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของสัญญาณ คือ ระดับความแรงของสัญญาณรบกวน (Interference) เมื่อมีการใช้ช่องสัญญาณร่วมกัน (Co-channel) ซึ่งสัญญาณรบกวนดังกล่าวมาจากการที่เซลล์ระบบเซลลูล่าร์ 2 เซลล์ที่อยู่ติดกันในทางภูมิศาสตร์นั้น ใช้คลื่นความถี่ในการสื่อสาร (Frequency channel) ที่เหมือนกัน การหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวนั้น คือการที่กำหนดกลุ่มของคลื่นความถี่ขึ้นมาเพื่อใช้โดยเฉพาะ เพื่อที่ไม่ให้เซลล์ทั้ง 2 เซลล์ดังกล่าวใช้ช่องสัญญาณความถี่เดียวกัน ดังแสดงในรูปที่ 1 แต่ในขณะเดียวกัน แม้ว่าการกระทำดังกล่าวจะแก้ปัญหาสัญญาณรบกวนได้ แต่ช่องสัญญาณของความถี่ในระบบเครือข่ายนั้นก็จะถูกใช้และหมดไปอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้เนื่องจากในระบบเครือข่ายดังกล่าวมีช่องสัญญาณความถี่อยู่อย่างจำกัดนั่นเอง 
รูปที่ 1 รูปจำลองแสดงความถี่ในระบบเซลลูล่าร์ที่แตกต่างกัน
โดยทั่วไปแล้ว วิธีการที่จะนำความถี่กลับมาใช้ใหม่หลายๆแบบนั้น (Reuse plans) มักจะเป็นทักษะความสามารถในเชิงศิลปะ ตัวอย่างเช่น การนำความถี่มาใช้ใหม่แบบตายตัวนั้น (A fixed reuse plan) จะเกี่ยวข้องกับการกำหนดกลุ่มของคลื่นความถี่ที่คงที่ สำหรับแต่ละเซลล์ในระบบเครือข่ายนั่นเอง อนึ่งคลื่นความถี่ต่างๆนั้นสามารถที่จะถูกจัดสรรให้ได้มากกว่า 1 เซลล์ได้ ตราบเท่าที่เซลล์ดังกล่าวนั้นอยู่ห่างกันและไม่ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนดัง กล่าว
ตามที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น เซลล์แต่ละเซลล์ในระบบเครือข่ายที่ใช้แผนการนำช่องความถี่ที่ตายตัวมาใช้ใหม่นั้น จะถูกจำกัดด้วยจำนวนช่องสัญญาณความถี่ที่ถูกจัดสรรให้ (Bandwidth แคบ) ซึ่งความสามารถในการควบคุมการสื่อสารของแต่ละเซลล์ก็จะถูกจำกัดเช่นกัน เนื่องจากจะต้องหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนใน Co-channel ด้วย ในอีกนัยหนึ่งแผนการนำช่องความถี่ที่ตายตัวมาใช้ใหม่นั้น ไม่มีความยืดหยุ่น ไม่มีมาตรการในการปรับการจัดสรรคลื่นความถี่ในแต่ละเซลล์ให้เหมาะสม ทั้งนี้เพื่อที่จะรองรับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ซึ่งจะทำให้คุณภาพของเสียงในการสนทนารวมไปถึงประสิทธิภาพในการควบคุม Traffic นั้นต่ำลงมาก ดังนั้นแผนการนำความถี่มาใช้ใหม่แบบ Adaptive นั้น หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า การบริหารความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation ก็จะเป็นอีกหนทางหนึ่งในการแก้ปัญหาดังกล่าว 3. การบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation
แผนการนำความถี่มาใช้ใหม่แบบปรับได้ (Adaptive) นั้น มีวัตถุประสงค์ในการที่จะหลีกเลี่ยงคุณภาพของเสียงและความสามารถในการควบคุม Traffic ที่ลดต่ำลง ในกรณีที่มีปริมาณการใช้งานที่เพิ่มมากขึ้น ด้วยการจัดให้มีความยืดหยุ่นที่มากขึ้น ในขณะที่การจัดสรรความถี่แบบเดิมนั้นจะจัดสรรกลุ่มของช่องความถี่ให้กับเซลล์ต่างๆ ในระบบเครือข่ายแบบตายตัว (Fixed frequency) แต่การบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation จะขึ้นอยู่กับ ห้วงเวลาและระดับความต้องการสัญญาณของแต่ละเซลล์ วิธีการนี้กระทำได้ด้วยการวัดระดับคุณภาพของสัญญาณในแต่ละช่องความถี่ของ เซลล์นั้นๆเป็นระยะๆ เทคนิคในการวัดคุณภาพของสัญญาณ จะประกอบด้วยการใช้ Received Signal Strength Transceivers (RSSI) และการประเมินค่า Bit Error Rate (BER) ของสัญญาณรับ เมื่อมีความจำเป็นที่จะต้องใช้ช่องสัญญาณนั้น เซลล์ต่างๆ ก็จะได้รับการจัดสรรช่องสัญญาณให้ ตราบเท่าที่คุณภาพของสัญญาณที่ได้จากการวัดนั้นยังอยู่ในมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น ถ้าเซลล์ A ต้องการ Frequency channel เพิ่มเติมในการจัดการปริมาณการโทรที่เพิ่มมากขึ้น ถ้าช่องความถี่ X กำลังถูกใช้อยู่ที่เซลล์ใกล้เคียง X ก็จะไม่ถูกจัดสรรให้ เนื่องจากสัญญาณรบกวนใน Co-channel ที่มาจากการใช้ช่องความถี่ X ในเซลล์ใกล้เคียงนั้น จะถูกวัดในเซลล์ A ในฐานะของสัญญาณรบกวน ดังนั้นคุณภาพสัญญาณของช่องความถี่ X ก็จะไม่ได้มาตรฐาน (เซลล์ A จะได้รับช่องความถี่อื่น ที่มาจากการทดสอบจาก Algorithm แล้วผ่านมาตรฐานแทน)
หนทางในการบริหารช่องสัญญาณแบบ Dynamic Frequency Allocation นั้น มีอยู่หลายหนทาง ความแตกต่างของแต่ละหนทางนั้น คือ บรรทัดฐานในการที่จะใช้ตัดสินว่าช่องความถี่ใดความถี่หนึ่งควรหรือไม่ที่จะ ถูกจัดสรรให้กับเซลล์ที่กำหนดให้ในห้วงเวลาใดเวลาหนึ่ง ตัวอย่างเช่น H. Eriksson ได้แนะนำให้ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ในการวัดคุณภาพของสัญญาณ Downlink ในแต่ละช่องความถี่ หลังจากนั้น ช่องความถี่ต่างๆ ก็จะถูกจัดสรรบนพื้นฐานของอัตราส่วนของ Carrier to Interference (C/I) ที่ได้ค่าสูงที่สุด หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง G. Riva ได้อธิบายว่าช่องสัญญาณความถี่ต่างๆ นั้นจะถูกจัดสรร ถ้าคุณภาพของสัญญาณที่วัดได้นั้น ได้ระดับ C/I ที่กำหนดไว้ เช่นกัน (กระบวนการแสดงดังรูปที่ 2)
รูปที่ 2 Flowchart แสดงตัวอย่าง Algorithm ของ Dynamic Frequency Allocation4. ข้อจำกัด
วิธีการบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation นี้ จะทำให้การจัดสรรความถี่ให้กับระบบเซลลูล่าร์มีความยืดหยุ่นมากขึ้น (สามารถปรับเปลี่ยนได้ ขึ้นอยู่กับการวัดระดับสัญญาณรบกวน) ซึ่งจะส่งผลให้คุณภาพของสัญญาณและความสามารถในการควบคุม Traffic ของเครือข่ายดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด อนึ่งเกณฑ์ของช่องสัญญาณที่จะถูกเลือกให้กับเซลล์ปลายทางนั้น ไม่ได้พิจารณาพารามิเตอร์ต่างๆ ทั้งหมดในระบบโดยละเอียด ซึ่งผลจากการจัดสรรความถี่ไปให้แล้วนั้น จะส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ดังกล่าวเช่นกัน
จากแนวคิดดังกล่าว การบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation จะพิจารณา Bandwidth ที่เหลืออยู่ และจะต้องสัมพันธ์กับความถี่ที่จะต้องใช้ใน Base station นั้นๆ วิธีการดังกล่าวเป็นปัจจัยหนึ่งที่ใช้ในการเลือกความถี่ให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด สำหรับการเลือก Bandwidth ที่เหลืออยู่ในครั้งต่อไปเช่นกัน จากตัวอย่างในรูปที่ 2 ด้วยวิธีนี้กลยุทธในการบริหารช่องความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation จะช่วยในการเลือกความถี่ที่ซึ่งจะทำให้มีการเลื่อมทับกันของ Bandwidth เท่าที่จำเป็น ซึ่งจะทำให้มีการเลือก Bandwidth ที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด 5. บทวิเคราะห์
จากแนวคิดทางทฤษฎีในการจัดสรรคลื่นความถี่เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดแก่ สาธารณะสามารถอธิบายได้ด้วยแนวคิดทฤษฎีทางด้านเศรษฐศาสตร์เกี่ยวกับต้นทุนและผลประโยชน์ทางสังคม (Social cost and social benefit) กล่าวคือประโยชน์ทางสังคมจากการใช้คลื่นความถี่จะเพิ่มขึ้น เมื่อมีปริมาณการใช้คลื่นความถี่เพิ่มสูงขึ้น อย่างไรก็ตามประโยชน์ดังกล่าวจะเพิ่มขึ้นในอัตราที่ลดลง (Diminishing return) เนื่องจากคลื่นความถี่ที่มีประโยชน์ในการใช้มากมักจะถูกนำมาใช้ก่อน
พัฒนาการของเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายและการบีบอัดสัญญาณ (Data compression) ทำให้การใช้คลื่นความถี่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในเวลาเดียวกันการเกิดขึ้นของบริการโทรคมนาคมใหม่ๆ ซึ่งแพร่หลายไปยังผู้ใช้อย่างรวดเร็ว ก็ทำให้เกิดความต้องการใช้คลื่นความถี่เพิ่มขึ้น ทั้งนี้จากการที่การพัฒนาทางเทคโนโลยีและมีความต้องการใช้คลื่นความถี่ในปัจจุบันนั้นเพิ่มขึ้น จะส่งผลให้ประโยชน์และต้นทุนทางสังคมจะเปลี่ยนไปในระดับที่สูงกว่าเดิม เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว นโยบายการบริหารคลื่นความถี่จะต้องมีความยืดหยุ่น (Flexible) และมีลักษณะพลวัต (Dynamic) เช่น สามารถรองรับการจัดสรรคลื่นความถี่ใหม่ (Re-allocation) เพื่อตอบสนองบริการต่างๆ ที่เกิดขึ้นจากเทคโนโลยีและรูปแบบการบริโภคที่เปลี่ยนไป มิฉะนั้นประโยชน์ที่สังคมจะได้รับจากการใช้คลื่นความถี่ก็จะน้อยกว่าระดับที่ควรจะเป็น อนึ่งในปัจจุบันวิธีการจัดสรรคลื่นความถี่ จะมีทางเลือกหลักๆ อยู่ 4 หนทาง ซึ่งประกอบด้วย
1. การจัดสรรแบบมาก่อนได้ก่อน (First-come, first serve) วิธีนี้มักจะใช้สำหรับช่วงคลื่นความถี่ที่มีความต้องการไม่มากนัก
2. การคัดเลือกแบบสุ่ม (Lottery) หน่วยงานจัดสรรคลื่นความถี่จะประกาศย่านคลื่นความถี่ที่จะจัดสรรและจำนวนผู้มีสิทธิเช่นเดียวกับวิธีแรก จากนั้นก็จะประเมินคุณสมบัติเบื้องต้น (Pre-qualification) ของผู้ขอใช้คลื่นความถี่และเลือกผู้มีสิทธิใช้คลื่นความถี่ โดยวิธีการจับฉลากหรือวิธีสุ่มอื่นๆ จากผู้ที่มีคุณสมบัติขั้นต้น
3. การคัดเลือกเปรียบเทียบ (Comparative evaluation) ผู้ที่จะได้สิทธิใช้คลื่นความถี่คือ ผู้สมัครที่มีข้อเสนอดีที่สุดตามหลักเกณฑ์ที่ตั้งไว้ หรือได้คะแนนรวมสูงสุด
4. การประมูลคลื่นความถี่ (Spectrum auction) เป็นวิธีการจัดสรรคลื่นความถี่ซึ่งอาศัยกลไกตลาดหรือกลไกทางด้านราคา (Market-based approach) แนวคิดพื้นฐานของการประมูลคือ ความเชื่อที่ว่าผู้ที่เสนอราคาในการประมูลสูงสุดคือผู้ที่มีความสามารถในการใช้คลื่นความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และประโยชน์สุทธิสูงสุดของสังคมจะเกิดขึ้น
ทั้งนี้ 3 วิธีแรกเป็นการจัดสรรโดยอาศัยกลไกรัฐ (Administrative approach) ส่วนวิธีสุดท้ายเป็นการจัดสรรโดยอาศัยกลไกตลาด โดยในส่วนของการจัดสรรความถี่แบบพลวัตสามารถที่จะนำมาใช้ต่อยอดของการประมูลคลื่นความถี่ (Spectrum auction) ของผู้ประกอบการ โดยจะสามารถนำมาบริหารคลื่นความถี่ที่ได้รับการจัดสรรจากภาครัฐนั่นเอง จากประเด็นดังกล่าวจะเห็นว่าการบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation จะเป็นอีกหนึ่งทางเลือกจากหลายๆ หนทางของการบริหารจัดสรรคลื่นความถี่ที่จะยังประโยชน์ในด้านผู้ใช้ที่เพิ่มขึ้น คุณภาพในการสื่อสารที่ยังคงอยู่และสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต
ปัจจุบันเป็นที่ยอมรับกันมากขึ้นว่ากระบวนการบริหารจัดการทรัพยากรคลื่นความ ถี่ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นด้วยการใช้หลักการทางการตลาดและเศรษฐศาสตร์มากขึ้น (More market-based approaches) ซึ่งในหลายประเทศเริ่มใช้หลักการดังกล่าวในกระบวนการประมูลคลื่นความถี่ (Spectrum auction) และในการจัดสรรคลื่นความถี่ (Spectrum assignment) เพื่อให้คลื่นความถี่มีมูลค่าตามความต้องการของตลาดตามหลักการอุปสงค์ อุปทาน
หากมองเป็นรูปแบบในเชิงระดับการผ่อนคลายกฎระเบียบการบริหารคลื่นความถี่ (Deregulating spectrum management) แล้วสามารถแบ่งขอบเขต (Zone) การบริหารคลื่นความถี่ได้ 4 รูปแบบ (Zone) คือ
(1) Command & Control Zone เป็นการบริหารคลื่นความถี่โดยองค์กรกำกับดูแล (Regulator) เป็นผู้กำหนดเงื่อนไขการให้ใช้ใบอนุญาต
(2) Market Forces Zone เป็นการบริหารคลื่นความถี่โดยองค์กรกำกับดูแล (Regulator) ต้องมีการดำเนินการผ่อนคลายกฎระเบียบการบริหารคลื่นความถี่ (Deregulating spectrum management) ด้วยความเป็นธรรม และมอบอำนาจหรือสิทธิการใช้คลื่นความถี่กับภาคธุรกิจเป็นผู้บริหารจัดการ ซึ่งสามารถขายสิทธิต่อ (Trading) หรืออนุญาตให้ใช้ร่วม (Sharing) ซึ่งวิธีนี้กำลังเป็นที่สนใจและมีการใช้ในประเทศที่มีประสบการณ์และเข้าใจ การบริหารคลื่นความถี่เป็นอย่างดีแล้ว
(3) Licence-exempt Zone เป็นการบริหารคลื่นความถี่โดยองค์กรกำกับดูแล (Regulator) อนุญาตให้มีการใช้คลื่นความถี่โดยไม่ต้องได้รับใบอนุญาตให้ใช้คลื่นความถี่ โดยผู้ใช้ความถี่จะได้รับการส่งเสริมให้เกิดการใช้ความถี่ซ้ำ (Reuse) โดยมีการรบกวนกันในระดับที่ยอมรับได้และจะไม่มีการให้สิทธิในการใช้คลื่น ความถี่เฉพาะผู้ใช้รายใดรายหนึ่งเท่านั้น (Exclusive use) นั่นหมายความว่าผู้ใช้ทุกราย (Open access spectrum) หรือผู้ใช้ในกลุ่มหนึ่งมีสิทธิร่วมกันที่สามารถเข้าใช้ความถี่ได้เมื่อต้องการ (Spectrum commons) อย่างไรก็ตาม Regulator จะออกกฎระเบียบและเงื่อนในการใช้งานไม่ให้เกิดการรบกวนซึ่งกันและกัน เช่น การจำกัดกำลังส่ง หรือการจำกัดพื้นที่การใช้คลื่นความถี่ เป็นต้น
(4) Dynamic Frequency Allocation เป็นเทคโนโลยีที่ใช้เทคนิคในการปรับเปลี่ยนหรือย้ายคลื่นความถี่ไปยังพื้นที่ที่มีความต้องการใช้สูง ระบบจะมีกรรมวิธีในการคำนวณการปรับย้ายคลื่นความถี่แบบอัตโนมัติ และสามารถเพิ่มจำนวนช่องทางการติดต่อสื่อสารให้มากขึ้นในพื้นที่ที่มีความต้องการสูง จนเป็นที่คาดการณ์ว่า เทคโนโลยีโทรคมนาคมในอนาคตซึ่งมีความต้องการในการใช้งานเพิ่มมากขึ้นภายใต้ทรัพยากรคลื่นความถี่ที่มีอยู่อย่างจำกัด
Regulator ต้องออกแบบนโยบายให้มีความสมดุลย์กันระหว่าง 4 Zones อย่างไรก็ตามในปัจจุบันมีแนวโน้มในหลายประเทศที่เริ่มให้ความสำคัญ Market Forces Zone, Licence-exempt Zone และ Dynamic Frequency Allocation เพราะประเทศเหล่านั้นมีความเชื่อว่าหากปล่อยให้การใช้คลื่นความถี่เป็นไปตามกลไกของตลาดแล้ว จะทำให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อระบบเศรษฐกิจและสังคมในที่สุด
รูปที่ 3 แสดงความสัมพันธ์การบริหารคลื่นความถี่รูปแบบต่างๆต่อ
ระดับ Risk/Return และระดับการผ่อนคลายกฎระเบียบการบริหารคลื่นความถี่
(Deregulating spectrum management)6. บทสรุป
ในปัจจุบันการบริหารคลื่นความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation ในระบบโทรคมนาคม เป็นเรื่องที่กำลังอยู่ในความสนใจ เนื่องจากสามาถทำให้ระบบโทรคมนาคมที่มีอยู่แต่ละระบบใช้ Bandwidth และช่องความถี่ที่ถูกจัดสรรให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงส่งผลให้การจัดสรรคลื่นความถี่โดยรวมมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นไปด้วย โดยในปัจจุบันการจัดสรรคลื่นความถี่จากภาครัฐ จะใช้วิธีการประมูล (spectrum auction) เป็นหลัก ซึ่งคลื่นความถี่ที่ได้รับการประมูล ก็จะถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ เมื่อกล่าวถึงระบบเซลลูล่าร์ ผู้ประกอบการส่วนใหญ่จะใช้ระบบ Fixed frequency ย่อยๆ ในแต่ละเซลล์ คลื่นที่ได้รับการจัดสรรดังกล่าวจะส่งผลต่อการลงทุนของผู้ประกอบการในแง่มุมต่างๆ เช่น เสาอากาศ เครื่องรับส่ง เป็นต้น อนึ่งการบริหารความถี่แบบ Dynamic Frequency Allocation จะทำให้ผู้ประกอบการต่างๆ ที่ได้รับการจัดสรรช่องความถี่ไปนั้น จะได้รับประโยชน์สูงสุด เนื่องจากจะเป็นการบริหารความถี่ที่สามารถรองรับปริมาณการใช้ได้มากขึ้นและไม่ทำให้ Traffic และคุณภาพในการติดต่อสื่อสารลดลง ซึ่งจะส่งผลให้การลงทุนอุปกรณ์ในการจัดสร้างระบบเครือข่ายลดต่ำลง โดยภาครัฐจะมีรายได้อย่างมหาศาล อีกทั้งยังสามรถสามารถบริหารคลื่นความถี่ที่มีอยู่ในปัจจุบันได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด จึงเป็นเหตุผลที่สำคัญยิ่งที่ กทช. จะต้องให้ความสนใจในการติดตามและสร้างองค์ความรู้ในเรื่อง Dynamic Frequency Allocation ทั้งนี้ก็เพื่อผลประโยชน์ของชาติต่อไป
เอกสารอ้างอิง
1. Matti Salmenkaita, Jose Gimenez ans Pablo Tapia Moreno, System and Method for Dynamic Frequency Allocation for Packet Switched Services, Patent Application Publication, Salmenkaita et al., May 2008.
2. Behtash Babadi and Vahid Tarokh, A Distributed Dynamic Frequency Allocation Algorithm, School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
3. Thomas Charles Clancy III, Dynamic Spectrum Access in Cognitive Radio Networks, Dissertation, University of Maryland, College Park, 2006.
4. Michele C. Farquhar, Ari Q. Fitzgerald, "Legal and regulatory issues regarding spectrum rights trading", Telecommunications Policy 27 (2003) 527-532, USA.
5. Gregory L. Rosston, "The long and winding road: the FCC paves the path with good intentions", Telecommunication Policy 27 (2003) 501-515, USA.
6. Thomas W. Hazlett, "Liberalizing US spectrum allocation", Telecommunication Policy 27 (2003) 485-499, USA.
7. DSTI/ICCP/TISP(2004)11, "Secondary markets for spectrum: Policy issues", USA.
8. Ofcom Consultation document, "Spectrum Liberalization", Nov. 2004, USA.
9. H. Eriksson, "Capacity Improvement by Adaptive Channel Allocation", IEEE Global Telecomm. Conf., pp. 1355-1359, Nov. 28-Dec. 1, 1988.
10. G. Riva, "Performance Analysis of an Improved Dynamic Channel Allocation Scheme for Cellular Mobile 74 Radio Systems", 42nd IEEE Veh. Tech. Conf., pp. 794-797, Denver 1992.