Comprendre la gestion du spectre au Canada

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Les services de communication sans fil influencent continuellement la manière dont les Canadiens vivent et participent à la société. Ils permettent d’améliorer la connectivité à travers tout le pays, particulièrement dans les régions vastes et peu peuplées. Ils sont aussi à l’avant-plan des avancées technologiques telles que l’arrivée de la cinquième génération des services sans fil (5G) qui permettra le développement de nouvelles applications comme celle d’Internet des objets.

La prochaine enchère de spectre d’Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE) sera importante pour le déploiement de la technologie 5G au pays. Puisque le spectre est une ressource publique non épuisable, mais limitée, une gestion efficace des fréquences radioélectriques s’avère nécessaire.

Cette Note de la Colline présente un aperçu de la gestion du spectre au Canada et des défis qui peuvent s’y rattacher.

Spectre 101

Le spectre électromagnétique regroupe des ondes d’énergie transmises dans l’espace à la vitesse de la lumière. Il regroupe plusieurs types d’ondes selon leurs bandes de fréquences. L’une d’elles, la gamme des radiofréquences, est d’origine humaine et sert de canal lors de l’envoi ou de la réception de signaux sans fil. Le spectre est donc au cœur de la gestion des services sans fil. Dans ce document, le terme « spectre » est seulement utilisé ici dans le sens de gamme de radiofréquences.

Le spectre a différents usages en fonction des bandes de fréquences. Celles-ci se mesurent en Hertz, c’est-à-dire en nombre d’ondes franchissant un point fixe en une seconde. Les fréquences de spectre radioélectriques se retrouvent entre trois kilohertz (kHz) et 300 gigahertz (GHz) où la couverture est inversement proportionnelle à la capacité de transfert de données. Ainsi, comme le présente la figure 1, les bandes basses peuvent couvrir de plus grandes zones alors que les bandes hautes couvrent de plus petites zones, mais avec une forte capacité de transfert de données.

Figure 1 – Couverture et pénétration selon les bandes de fréquences

La couverture des bandes de fréquence est inversement proportionnelle à la capacité de transfert de données. Ainsi, les fréquences basses (moins de 1 GHz) ont une grande couverture, mais une faible capacité de transferts de données (donc une faible pénétration). Les fréquences moyennes (entre 1 GHz et 10 GHz) ont une capacité de couverture et de pénétration moyennes. Les hautes fréquences (supérieures à 10GHz) ont une faible portée mais peuvent transférer de grandes quantités de données.

Source : Figure préparée par la Bibliothèque du Parlement à partir de données tirées du document d’Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE), Perspectives du spectre de 2018-2022, 6 juin 2018.

Plusieurs fréquences seront importantes pour le déploiement de la technologie 5G, mais ISDE considère que les bandes clés sont celles de 3 500 et 3 800 MHz.

La figure 2 présente un exemple de la répartition actuelle de différentes bandes au Canada. Le Tableau canadien d’attribution des bandes de fréquences présente tous les détails sur l’utilisation de chaque fréquence au Canada.

Figure 2 – Répartition typique des bandes de fréquences

Différentes bandes de fréquences de spectre sont utilisées selon la géographie et la densité de population. Les bandes de basses fréquences, telles que les bandes de fréquences de 600MHz est idéal pour la couverture des grandes zones géographiques et pour la pénétration dans les bâtiments, ce qui fait en sorte qu’il est important pour le déploiement dans les régions urbaines et rurales. Les caractéristiques du spectre de bande moyenne permettent d’assurer la couverture et la capacité. La bande de fréquence moyenne de 3 800 MHz est particulièrement utilisée dans les régions rurales au Canada. Les bandes de hautes fréquences, telle que la bande de fréquences de 24 GHz, sont souvent utilisées dans les grandes-villes, car leur portée est restreinte, mais elles ont une grande capacité de transfert.Différentes bandes de fréquences de spectre sont utilisées selon la géographie et la densité de population. Les bandes de basses fréquences, telles que les bandes de fréquences de 600MHz est idéal pour la couverture des grandes zones géographiques et pour la pénétration dans les bâtiments, ce qui fait en sorte qu’il est important pour le déploiement dans les régions urbaines et rurales. Les caractéristiques du spectre de bande moyenne permettent d’assurer la couverture et la capacité. La bande de fréquence moyenne de 3 800 MHz est particulièrement utilisée dans les régions rurales au Canada. Les bandes de hautes fréquences, telle que la bande de fréquences de 24 GHz, sont souvent utilisées dans les grandes-villes, car leur portée est restreinte, mais elles ont une grande capacité de transfert.

Source : Figure préparée par la Bibliothèque du Parlement à partir de données tirées du document d’Innovation, Sciences et Développement économique Canada (ISDE), Perspectives du spectre de 2018 à 2022, 6 juin 2018.

Gestion du spectre

Chaque pays gère le spectre sur son territoire à sa convenance. Cependant, le secteur des radiocommunications de l’Union internationale des télécommunications (UIT) coordonne l’harmonisation internationale de la gestion du spectre. L’UIT divise le monde en trois régions, telles qu’identifiées dans la figure 3, entre lesquelles les fréquences doivent être harmonisées pour éviter toute interférence et assurer la continuité du service.

Figure 3 – Carte des régions établies par l’Union internationale des télécommunications pour l’harmonisation de l’usage du spectre

L’Union internationale des télécommunications a divisé le monde en trois régions où la gestion des fréquences de spectre doit être harmonisée : La Région 1 inclut l’Europe, les pays de l’ancienne Union Soviétique, l’Afrique, la Mongolie et le Moyen-Orient à l’Ouest du Golf Persique, ce qui comprend l’Irak et le Koweït. La Région 2 inclut les Amériques, ce qui comprend le Groenland et des îles du Pacifique telle que la Polynésie Française. La Région 3 inclut l’Océanie et la plupart des pays d’Asie ne faisant pas partie de l’ancienne Union Soviétique. Les pays de cette région sont situés au Sud de la frontière délimité par l’Iran, l’Afghanistan, la Chine et le Japon.

Source : Figure préparée par la Bibliothèque du Parlement à partir de données tirées de l’Union internationale des télécommunications, Frequency Bands allocated to Terrestrial Broadcasting Services [en anglais].

Au Canada, ISDE s’occupe de la gestion du spectre (excepté celui utilisé pour la radiodiffusion, géré par le Conseil de la radiodiffusion et des télécommunications canadiennes [CRTC]) en se fondant principalement sur le principe du premier arrivé, premier servi pour l’attribution des fréquences et la délivrance des licences. Les licences sont divisées en zones de service de cinq niveaux, établis en fonction des données des sous-divisions du recensement de Statistique Canada, couvrant l’ensemble du Canada.

Depuis 1999, au moyen d’enchères publiques, ISDE assigne les licences pour lesquelles la demande dépasse l’offre. Parfois, au début d’une enchère, ISDE réserve une partie des licences à des fournisseurs de services de télécommunications (FST) régionaux ou de petite taille afin de faciliter la concurrence entre les FST. La figure 4 présente le processus habituel concernant une enchère de spectre.

Figure 4 – Processus d’attribution du spectre au Canada

Le processus d’attribution du spectre se déroule en plusieurs étapes au Canada : 1) Les consultations publiques constituent la première étape et durent de 6 à 9 mois. Au cours de ces consultations, le gouvernement fédéral cherche à comprendre les besoins de parties prenantes en matière de licences de spectre et à déterminer les paramètres de l’enchère, notamment la taille des blocs de fréquences qui seront alloués et les niveaux de zones de licence. 2) Les enchères publiques constituent la deuxième étape du processus et durent de quelques jours à quelques semaines. Au cours des enchères, les demandeurs peuvent miser sur plusieurs licences à la fois. Les mises se font via un système de soumissions électroniques en direct et il y a plusieurs enchères simultanées à rondes multiples. Les résultats de chaque ronde sont annoncés avant le début de la prochaine ronde. 3) À la fin du processus, les gagnants doivent payer intégralement les licences obtenues. Les acheteurs peuvent partager les licences obtenues si les conditions de licences sont respectées.

Source : Figure préparée par la Bibliothèque du Parlement à partir de données tirées de Gouvernement du Canada, Questions et réponses – Politique cadre sur la vente aux enchères du spectre au Canada.

Les dernières enchères de spectre ont eu lieu au printemps 2019 pour la bande de 600 MHz.

Les prochaines enchères se tiendront le 15 juin 2021. Elles visent à attribuer une tranche de 200 MHz de la bande de 3 500 MHz pour les zones de service de niveau 4 à des fins d’utilisation souple. Cela permettra aux titulaires de licences de choisir les types de services qu’ils veulent déployer, notamment les services mobiles (5G) ou les services sans fil fixes.

Frais de licence de spectre

Depuis 2017, au Canada, les frais de licence de spectre et de télécommunication sont soumis à la Loi sur les frais de service (LFS). Avec sa mise en œuvre, les frais de licence de spectre sont ajustés annuellement selon l’indice d’ensemble des prix à la consommation (IPC) d’avril publié par Statistique Canada. La première augmentation (2,2 %) des frais liés à l’IPC a eu lieu le 31 mars 2020. Depuis cette date, l’ajustement des frais liés à l’IPC est applicable à toutes les licences nouvelles, renouvelées ou modifiées. Le gouvernement fédéral n’avait pas augmenté les frais de licence de spectre depuis 2004.

Des rapports ont comparé les frais de licences de spectre d’après le prix par MHz par personne. Selon un rapport de 2010 [en anglais] comparant les prix en dollars canadiens de licences de spectre pour les pays du G7, la moyenne était de 0,0120 $. Le Canada avait le prix le plus élevé à 0,0351 $, suivi de l’Italie (0,0195 $) et du Japon (0,0163 $). Dans un rapport de 2017 [en anglais] comparant le prix en dollars américains des licences de spectre de plusieurs pays, le Canada détenait les prix les plus élevés pour certaines fréquences; par contre, les États-Unis, l’Inde et la Thaïlande avaient des prix plus élevés pour d’autres fréquences.

Défis

La gestion du spectre au Canada fait face à plusieurs défis. Par exemple,

  • les régions rurales dépendent beaucoup des services sans fil pour avoir accès à Internet à large bande. Or, ces régions ont souvent moins accès aux licences de spectre, car, tels que présentés dans un rapport partagé par le CRTC et dans un rapport du Comité permanent de l’industrie, des sciences et de la technologie, les FST titulaires de licences de spectre préfèrent utiliser leurs licences dans des endroits plus densément peuplés et donc, plus rentables;
  • l’allocation des fréquences selon les avancées technologiques est aussi un défi. ISDE remanie l’utilisation de certaines bandes pour répondre aux besoins, mais cette approche ne sera pas toujours possible puisque la plupart des bandes sont déjà utilisées. ISDE cherche donc à optimiser l’utilisation des différentes bandes grâce à de nouvelles technologies et techniques qui modifient la façon d’accéder au spectre. Ces pratiques permettront de partager le spectre en temps réel pour de multiples services.

Enfin, en mars 2021, Rogers a annoncé vouloir acquérir Shaw pour 26 milliards de dollars. Cette annonce a soulevé des questionnements en matière de spectre,  notamment quant aux licences de spectre appartenant à Shaw et obtenues grâce au système de réserve de spectre. Il y avait aussi des questionnements sur la place de Shaw dans la prochaine enchère de spectre si le gouvernement ne rendait pas d’ici là sa décision quant à la fusion. Mais, en avril dernier, ISDE a publié la liste de requérants pour cette enchère : Rogers y figure, mais pas Shaw.

De toute évidence, le spectre, bien qu’invisible, occupe une part importante de la vie des Canadiens. C’est pourquoi une gestion stratégique permettra de répondre à de nombreux enjeux en matière d’accessibilité et de développement technologique.

Auteure : Sarah Lemelin-Bellerose, Bibliothèque du Parlement



Catégories :Information et communications, Science et technologie

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