第二章 文獻探討
第二節 無線電頻譜管理
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圖 2-2. 各頻帶的用途以及傳送媒介 資料來源：許獻聰等編（2013），第 58 頁。
第二節 無線電頻譜管理
由於干擾的現象造成解讀訊息內容的困難，因此為了讓資料得以凖確傳遞，
傳統的方法是讓頻譜給予使用的獨占性（exclusivity of use）；政府作為代表民 眾的受託人（trustee）與管理者（steward），有權利與義務對被視為公共資源 的頻譜作出分配與安排讓特定團體作使用，以免使用無線電通訊時出現重疊和
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互相干擾（Benzoni & Kalman, 1993；Dodd, 1998／蔡崇洲譯，1999；White, 2000；謝穎青，2008）。
壹、頻譜資源的使用
由於無線電頻譜具有不可重疊和不可干擾的特性，如果不加以管理任由公 眾使用，將會做成經濟學的「公共資源的悲劇（tragedy of the commons）」；
「公共資源的悲劇」是指有限的資源會因為不受限制的使用而被過度剝削，最 終導致所有使用公共資源的使用者共同承擔資源耗損的代價，「公共資源的悲 劇」的概念由 Garrett Hardin（1968, 轉引自 Hazlett, 2001）所提出，Hardin 以草 原放牧來作比喻，指出對每一個牧羊人來說，每增加一隻羊都可以增加利潤，
而基於利益最大化的原則下，牧羊人都會不斷增加羊群的數目來增加利潤，但 是對牧場來說，每隻羊都會消秏草原的資源，而過度放牧所消秏的成本則需要 每個使用草原的牧羊人共同承擔，因此當每個牧羊人為了利益最大化而增加羊 群數目時，就會造成有限資源的過度使用，使資源受到的耗竭與破壞，最終影 響所有人的利益，也就是「公共資源的悲劇」；而頻譜資源作為一個有限度的
「牧場」，過度使用會造成所有使用者共同承擔干擾的後果，雖然有另一種說 法是科技會不斷進步，使得頻譜的「稀有」程度處於不斷變動的概念，新技術 可以減少「公共資源的悲劇」的發生，而且人們利用頻譜後不會對頻譜造成損 害，若果以牧場作為比喻，並未能反映頻譜資源的物理特性，然而現今科技仍 未能完全解決頻譜干擾的問題；但是如果主管單位在避免過度濫用資源的規定 上過於嚴格，則會造成資源無法充分利用的「非公共資源的悲劇（tragedy of the uncommons）」，以頻譜的運用來說就是頻譜被閒置與無效率的經營，導致頻 譜資源無法發揮其應有的價值（Hazlett, 2001；數位匯流產業發展研究中心，
2010；張民萱，2013）。
因此各國能否使頻譜資源達到最大的經濟效益，均取決於各國政府能否有 效率地規劃及使用頻譜，並且確保把無線電通訊系統的干擾減到最少（林俊宏，
2011），因此正確的頻譜政策顯得非常重要，對一個公共資源而言，有效的規 劃才能讓資源被妥善運用，而且在技術不斷發展的情況下，新技術可以提升頻
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譜的使用效率，因此頻譜並非人們所想像的如此「稀有」，只有不正確的政策 才讓頻譜資源變得「稀有」（Markoff, 2012.5.25）。
貳、無線電技術與社會效益
Hazlett（2001）指無線電頻譜為業者帶來利潤的同時也會因用量增加而造 成互相干擾，業者為了處理干擾的費用會使業者出現利潤損失的問題，圖 2-3 是使用頻譜取得的利潤與社會成本的靜態（Static）關係圖，其中 x 軸是代表頻 段的用量，y 軸是代表得到的利潤或損失，當使用無線電的用量增加時，利潤 也會跟著增加，在 Ó Private Gains 曲線中，最能獲利的服務會最先推出使得利 潤快速增長，但增加速度會隨著頻譜使用量增加，新服務所需的頻譜被佔用而 導致利潤增長放緩；在用量增加的同時，干擾也會隨之增加，如圖中的 Ó Private Losses 曲線，就會因為干擾增加所帶來的成本會逐漸遞增。
圖 2-3. 使用頻譜的利潤與社會成本的（靜態）關係 資料來源：Hazlett (2001), p.23。
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同樣在圖 2-3 上，淨社會價值（Net Social Value）為利潤與個人損失的差 額，在淨社會價值的曲線上，最大的價值出現在 T*與 V*的交接點上，而這個 值就是頻譜的最佳使用水平，因為利益與損失的差額最大，在 x 軸上看，T*值 的左邊是頻譜未能充分利用（Type II Error），而在 T*右邊則是頻譜過度使用
（Type I Error）（Hazlett, 2001）。
在現實生活中，消費者的偏好是會改變的，所以頻譜的最佳使用水平也會 跟著不斷改變，圖2-4為使用頻譜取得的利潤與社會成本的動態（Dynamic）關 係圖，當新技術出現，無線通訊服務有更大的流量去賺取更多利潤（Gains B）
以及因干擾造成的成本可以降低（Losses B）時，無線電用量從原本x軸的TA* 增加至TB*，因而可以在y軸上從VA*得到更大的利益VB*，這也代表消費者得到 的利益有所提高，因為頻譜可以提供更多的服務以及消費者可以享受更低的價 格，所以在A時期頻譜分配能賺到VA*的利潤，但到了B時期，新技術出現後，
頻譜分配需要改變才能讓利潤達到VB*的水平，所以政府在頻譜規劃時不應該 只針對處理干擾的問題，而是應該跟著時代與科技進步而改變，鼓勵創新服務 以及市場競爭，使頻譜有更大的效益（Hazlett, 2001；張民萱，2011）。
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圖 2-4. 使用頻譜的利潤與社會成本的（動態）關係 資料來源：Hazlett (2001), p.26。
然而政府如何把頻譜的效益提升到最佳 T*值的水平是個複雜的現實問題，
而且政府的頻譜政策可能會導致「非市場失靈（non-market failure）」的出現，
首先政府缺乏競爭市場的相關詳盡資料，使得政府儘管取得私人機構的資料，
但依據資料作出的頻譜分配都屬於粗糙的估算，事實上沒有人能準確知道那一 種科技最終會受到市場歡迎，相對企業對技術的預測與研發都涉及數以十億的 資金來說，政府在預測技術方向時根本無法準確對市場發展作出估計與瞭解，
而且還有另外一個因素，就是利益團體（interested parties）的遊說（lobby），
會影響公共同政策的方向，這都使得頻譜的效益無法達到最佳的 T*值（Hazlett, 2001）。
參、國際無線電頻譜管理規則
各國政府在制定頻譜管理政策時，都會參考國際規則以及其他先進國家的 做法；頻譜政策大概可分為「管制（control）」和「管理（manage）」兩種方
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式，「管制」是指傳統的管理控制模式，帶有控制的意味，是政府部門因為行 政需要而行使的公權力行為，而「管理」則是較偏重經濟層面和市場機能，利 用計劃、組織或指導等方式來達成服務社會與公共利益最大化的目的（Bateman
& Snell, 1998；林俊宏，2011）。
無線電頻譜的管制最早見於鐵達尼號（Titanic）的災難後，美國國會通過
「1912 無線電法案（the Radio Act of 1912）」以正視管制無線電通訊的重要性，
然而由於立法時沒有充足的考量以及假定了有足夠的頻譜供廣播電台使用，導 致 1920 年代廣播電台訊號互相干擾的情況日益嚴重，美國國會因而進一步修訂 無線電法案，「1927 無線電法案（the Radio Act of 1927）」宣稱無線電波不具 私人擁有權，電波是屬於公眾的（public），只有在政府允許之下才能使用，而 且需要以「公共利益、便利與必須（public interest, convenience and necessity）」
的原則來許可或更新廣播電台的執照（Krasnow & Goodman, 1998；羅莊鵬，
2003），可是對政府來說，「公共利益、便利與必須」是很難準確定義和落實 執行的概念（Hazlett, 2001），稍後的章節將會討論公共利益的執行層面。
在國際無線電頻譜的使用規範上，聯合國轄下的國際電信聯盟（Internal Telecommunication Union, ITU）每 2 至 3 年會召開無線電通訊會議（World Radiocommunication Coferences, WRC ） 來 探 討 和 協 調 各 國 制 定 無 線 電 規 則
（Radio Regulations）（謝穎青，2008；朱雲清、葉雲梯和朱瑞華編，2010；彭 芸 ， 2011 ） ； ITU 在 1932 年 成 立 ， 由 1867 年 成 立 的 國 際 電 報 聯 盟
（International Telegraph Union）與 1930 年成立的國際廣播聯聯盟（Internal Radio Union）組合而成，1945 年聯合國成立後轉為聯合國轄下的國際性組織，
現有 193 個成員國（鄭瑞城，1993；ITU, 2014）。
ITU 為了維持國際通訊的秩序與頻率的有效運用，把世界分為三個區，分 別是第一區的歐洲與非洲，第二區的美洲以及第三區的亞洲與澳洲，世界各國 都需要依照 ITU 訂定的無線電規則（Radio Regulation）使用無線電頻譜（鄭瑞 城，1993），依照 ITU 對無線電頻譜的分配，從 3kHz 到 3000GHz 共劃分為 9 個頻帶（frequency band）用作通訊，由於可用作通訊的頻譜只有 3kHz 到
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3000GHz 這個範圍，當中可用在行動電話務的頻率則在超高頻（UHF）上，因 此好的規劃及通訊技術顯得很重要，頻帶的劃分與用途如表 2-1。
中頻（MF） 300-3000kHz 1km-100m
中波廣播、航空及航海通
超高頻（UHF） 300-3000MHz 1m-0.1m
短距離通訊、電視、衛星
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以在表中看到香港與澳門、中國和台灣在 806-890MHz 頻段的規劃上存在差別，香港會把部分 CDMA2000 的頻譜用作 GSM 使用，像 832.5-837.5MHz 和 877.5-882.5MHz，另外可以在表上看到澳門 CDMA2000 使用的頻寬最多，而在 GSM 頻譜的劃分則大致相同。
表 2-2.香港、澳門、中國與台灣行動電話頻譜分配表
第三區劃分 香港劃分 澳門劃分 中國劃分 台灣劃分 610-806MHz
固 定 ／ 行 動 ／ 廣播
--- --- ---
4G-FDD 703-748MHz
4G-FDD 758-803MHz
806-837.5MHz 固 定 ／ 行 動 ／ 廣播
CDMA2000 825-832.5MHz
CDMA2000 825-845MHz
CDMA 825-835MHz
CDMA2000 825-845MHz 2G-GSM
832.5-837.5MHz 837.5-870MHz
固 定 ／ 行 動 ／ 廣播
--- ---
870-890MHz 固 定 ／ 行 動 ／ 廣播
CDMA2000 870-877.5MHz
CDMA2000 870-890MHz
CDMA 870-880MHz
CDMA2000 870-890MHz 2G-GSM
877.5-882.5MHz
2G-GSM 2G-GSM 2G-GSM/
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885-890MHz 885-915MHz 4G-FDD 885-915 MHz 890-942MHz
固 定 ／ 行 動 ／ 廣 播 ／ 無 線 電 定位
2G-GSM 890-915MHz
2G-GSM/
3G-WCDMA 890-915MHz
942-960MHz 固 定 ／ 行 動 ／ 廣播
2G-GSM
930-935MHz ---
2G-GSM 930-960MHz
2G-GSM/
4G-FDD 930-960MHz 2G-GSM
935-960MHz
2G-GSM/
3G-WCDMA 935-960MHz
1710-1885MHz 固定／行動
2G-GSM/
4G-FDD 1710-1785MHz
2G-GSM/
4G-FDD 1710-1785MHz
2G-GSM
1710-1755MHz 2G-GSM/
4G-FDD 1710-1770MHz 3G-WCDMA
補充頻段 1755-1785MHz
2G-GSM/
4G-FDD 1805-1880MHz
2G-GSM/
4G-FDD 1805-1880
MHz
2G-GSM
1805-1850MHz 2G-GSM/
4G-FDD 1805-1865 3G-WCDMA
補充頻段 1850-1880MHz
1885-1980MHz 固定／行動
3G-WCDMA 1904.9-1919.9MHz
（不對稱）
---
TD-SCDMA/
4G-TDD 1880-1920MHz
3G-WCDMA 1915-1920MHz
（不對稱）
3G-WCDMA 1920.3-1979.7MHz
3G-WCDMA 1920-1980MHz
3G-WCDMA/
CDMA2000
1920-3G-WCDMA 1920-1975
MHz
‧
1980MHz
2010-2025MHz 固定／行動
3G-WCDMA 2019.7-2024.7MHz
（不對稱）
---
TD-SCDMA 2010-2025MHz
3G-WCDMA 2010-2025
MHz
（不對稱）
2110-2120MHz 固 定 ／ 行 動 ／
空間研究 3G-WCDMA 2110.3-2169.7MHz
3G-WCDMA 2110-2170MHz
3G-WCDMA/
CDMA2000 2110-2170MHz
3G-WCDMA 2110-2165MHz 2120-2160MHz
固定／行動 2160-2170MHz 固定／行動 2300-2450MHz 固 定 ／ 行 動 ／ 無 線 電 定 位 ／ 業餘
4G-TDD 2300-2390MHz
4G-TDD 2300-2400MHz
4G-TDD 2300-2390MHz
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2500-2520MHz 固 定 ／ 衞 星 固 定 ／ 行 動 （ 航
空行動除外） 4G-FDD 2500-2570MHz
4G-FDD 2500-2570MHz
--- ---
2520-2535MHz 固 定 ／ 衞 星 固 定 ／ 行 動 （ 航 空行動除外）
--- ---
2535-2655MHz 固 定 ／ 行 動
2535-2655MHz 固 定 ／ 行 動