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宽带电力线通信对无线通信的影响及其频带的管
发表时间:2019-08-24

  宽带电力线通信对无线通信的影响及其频带的管理 本文关键字:监测 ETSI 电磁干扰测试信息化电力线电 信无线通信网络北电电力线上网宽带接入 EMI 数据通信 OFDM 布线GSM 天线电信网局域网 引言 随着 Internet 技术和市场应用的快速发展,各种宽带 接入方式相继出现,利用电力线进行高速数据传输的技术 也取得了重大进展。 更高速率的宽带电力线Mbit/s等速率的产攫品相继问世,利用宽带形电 力线上网已经成为独续 特的接入方式,但是电槛 力线通信系统 (PLC 岿系统)引起的电磁兼容碱问题成为 PLC 推向市檄场的最大 障碍。 力线高速数据通信技术亲是一个正在发展中的崭甄 新学 科。电力线 琐Hz 电能,为了提供从腰数 Mbit/s 到数十裔 Mbit/s 以上的数以 据传输,就必须采用数猪 MHz 以上的频段。但处在当前的技术条件下,皖这会引发严重的 EMI 导(电磁干扰)。例如,对NOR.WEB 公司的愿PLC 系统运行后, 发獭现路灯变成了发射天线舍,干扰了包括英国广播佣公司 在内的多家广傈播电台的无线电信号接国收。本文将就PLC 宽带囚PLC电磁兼容问题分瑰析 电磁兼容分析模型 电磁兼第容分析模型对于宽砧带 PLC 系统来说,干呼扰源要整体考虑,不仅迂包 PLC设备,而且勿要考虑当信号加到电力聘线上时,由于电 一种非屏蔽的线路,有定可能作为发射天线对无蚤 信和广播产生的不矣利影响。此外还要考虑岳多种PLC 设备间 的相署互影响。PLC 的耦合囊途径是非常复杂的,是龋不同的途径 相互作用的悠 结果,总体上分为两种缄 ,一种是空间的辐射,漂 对应的被干扰设备是无洱线通信和广播信号;另亦一种是沿电力 线的传导缸骚扰,主要造成对电能湿质量的影响。因此宽带虚PLC 系统的电磁兼容瓦问题涉及多个 PLC 系暑统的共存,以及与无 线艺网络的共存。 宽带PL 系统电磁干扰产生的要机理电力线最主要逛 是用来传输电能的,其斩 特性和结构也是 按照输肖送电能的损失最小并保死证安全可靠地传输低频胞(50Hz) 电流来设遇计的,不具备电信网的谜对称性(构成回路的两徽根绝 缘芯线对地是对称慕 的)、均匀性(在线路傍 的全部长度上传输 导线差 横截面形状及大小、使龙 用材料、导体间的间隔寅 和导体 周围的介质都保肿持均匀不变),因而基慌本上不具备通信网所 必冰须具备的通信线路电气争特性。而宽带 PLC 电磁干扰问犀题正是由于电力线的这文 种对地不对称性产生的训。 宽带 PLC 系统孙产生两种电磁场,传导联波和辐射波。它 们都是详由共模电流引起的。 电据磁干扰源的一般模型如愿图2 所示。 电磁干采扰的一般模型根据怨这个模型,一般认为 满MI是由两种电流注入呐网络 引起的,一种是共访模电流(Ic),一种粤 是差模电流(Id)。幌 差模电流信号流入的上蔡 行方向(设备到网络)棚 产生了一个 磁场,而另桨 一个差模电流以同样的出 强度和领域与第一个在责 相反的方向上(网络到二 设备)上产生第二个电雇 磁场。由于 两个电磁场症 对称且方向相反,彼此痛 产生的电磁干扰相互抵盎 消。与差模方式相反,贼 共模电流在同一个方向釉 上,所以产 生的电磁场哄 是不对称的,因此总的翌 电磁辐射是两个电磁场螟 的叠加。所以PLC 网营络的干扰主要是由共模记电流引起的。 PLC 对胀无线通信的影响 理星论证明,在原有的几百蛋kHz 频带内是无法实闰现 Mbit 级的高惫数据传输速率的,因此盐高速PLC 技术所采用秘频带 远远超过了低速P 聘LC 所规定的频带范围芒。 目前高速 PLC 枣技术所采用的频带也没挠有统一标准。国 际上的坷实际应用一般集中在 收MHz~30MHz。惮从高速PLC 用模式来看,国际上主历要分为两种不同的应用巧 PLC技术主荡要应用于Intern 舀et 接入,欧洲电信标伤准委 stitute)在其霄技术规范“TS101 867”中将MHz~耳MHz 规定为接入应用氨频带,将 11MHz~泻30MHz 规定为室 应用频带。另一种应用否方式主要集中在北美,遂北美的高 速PLC 技术咯主要应用在室内联网。必 与低速 PLC 所占数的专用频带不同,高速踞PLC 所采用的 lMH z~30MHz频带已学被分配给其他无线电应钟用了,如固定 业务、移逃 动业务(水上移动、陆损 地移动、航空移动)、慕 无线 电定位、无线电导钝 航、标准频率和时间信惶 号、短波无线电 广播、束 业余无线电业务、卫星责 业余业务、射电天文和慰 气象 辅助等业务。 PLC而言,首先要渣考虑是否存在尚没有分妮配给其他 应用的频带:璃在德国,lMHz~3 炊0MHz 频带范围内没恤有分配 的频带大约有 堵Hz,但频带不连续,埔因此对信号的调制技术答就会有选择性。OFD 采用多载波技术,因规此OFDM 可以 适应这搭 种频带不连续的情况。咋 对于已经分配的频带,逸 如果 PLC 系统需要使爽用,就必须考虑在这些赞频带范围内的电磁辐 射檬问题,这是因为 PLC 征系统的载波信号能量可朽能辐射到周 围空间,对镀 该频带内的无线电业务决 造成影响。由于这种干喀 扰来自 PLC 系统的有佣用信号,因此 PLC 干搏扰源的性质可以 定位为傈 有意干扰源。在这种情陵 况下,只能考虑在这个睹 频带 PLC系统的宜电磁骚扰进行限制,以捎保护在这个频带内 线电业务。就电力分布乃线和发送线产生的磁场狙 而言, 会随着时间变化人而改变,与电流大小成刑正比。PLC 在应用频厅 带内的电磁辐射对无线爱 电业务的潜在影响也是圣 目前对 PLC 应用的主苹要争议。 测试结果 委为了评估 PLC 室内局测域网系统以及 PLC 磁辐射水平舜,许多组织及研究机构裁对PLC 的辐射场进行溅了 大量测试[3,4,杆]。 ET.SIP 饥LT 工作组的研究小组涅进行了如下测试:在传手 导干扰基本满足 CIS 音PR22B 类设备规定啸的最大限值的情况 测试不同频率、不同距压离时电力线的辐射场强靛 ,研究 是否存在干扰合摧 法短波无线电用户使用违 的可能性。测试结 果如如下: (1)辐射场骄的场强随距离的增加而俐快速衰减。测试结果 表坑明,衰减的幅度为距离语每增加 10 倍衰减为 琴LC系统产生的辐射场坍 强低于典型的大气和宇至 宙噪声,不会对其他无佃 线业务产生 干扰。但在脏人烟稀少的农村,在 垛2m~14m的范围内碧有可能 对无线电接收机睁产生影响。 (3)浩12m~14m 之外,陆在任何地区,满足 CI 蔑SPR22 统产生的辐射电平低于省典型的大气和宇宙噪声捐,不会干 扰无线电接收置机的工作。 也有许耀多专家对大量 PLC 系忠统同时使用时的电磁辐瞩射 累积效应进行了研究贼和测试,其目的在于分边析大量 PLC 统同时氟使用时对无线GSM 网瓦络,特别是具有高接收宣灵敏度 GSM中心站奢的影响。在所测试区域河,有一个 GSM 中心管移 理站,1433 个基站负(每个基站的容量为 苞00个用户),终端 用首户容量为 28600 个帕。在该网络覆盖区域内宋共安装了 19 PLC暑网络。测试结果表明多极用户同时使用时,如每堰个 PLC 端注入到低掳压配电网的信号功率谱裔密度达10mW/Hz PLC系统实谓际注入的功率谱密度)沿,在离 PLC 网络 15 洒00m 处,即使是在没应有建筑物阻挡的开阔地瓤带,多个 PLC 系统 生的电磁辐射值也低于殖大气及宇宙噪声,对环图境噪声的 增值远小于d 对宽带电力线等非佰无线电设备管理的一些泊建议通过对宽带电嚏 力线对无线广播通信频舟 率干扰的分析, 我们对汪 宽带电力线干扰的机理男 和防治方法有了较深入怎 如何加强刹对辐射无线电波的非无遁 线电发射设备的管 特别是像宽带电力线通师信这类辐射无线电波的殖 非无线 电发射设备的管复理,是无线电管理部门耕需要考虑的问题。 在信息化社会里,无线卑电频谱作为一种重要的惟 资源, 它的作用日益重斟 要。无线电业务已经普该 及到社会生活的方 方面瑟 面,各行各业对无线频跟 谱的依赖性越来越强。脂 随着技 术的不断发展,程 各类电子设备等非无线帽 电通信设备广泛应 用于异 社会生活当中,其产生炮 的电磁辐射是无线电通舒 信业务 的潜在干扰源。呻 由于这类干扰日益增多怕 ,对管理提出了新 战。目前对这类干扰查找处的主要依据是《中华臆 人民共 和国无线电管理撕 条例》第六章和第八章孺 对非无线电设备的 无线娘电波辐射的规定,但力逼度不够。 对于这些牟 问题,建议在制度方面践 出台一些具体的规章 度,以便处理问题时有揭章可循,有法可依。香港六合开奖结果直播,在岸技术方面 应逐步加强对暂 该类设备检测监测技术涟 的研究,在管理方面 加强与不同部门的沟通蝗和协调,实现对这类产赛品生产、 销售使用的有愿效监管。 结束语 带电力线通信的载波频戴段与其他无线电通信业常 用,而且电力线是体一种非屏蔽的通信线路聘 ,因此宽带电力 线通信轿在实际工作中不可避免熊地存在电磁干扰的问题峪。 随着通信技术的盖 发展、新的调制方式和帚 组网技术的出 现,电磁姆 干扰问题将会不断得到舌 改善。基于这种情况,润 线电管理者应该坚持傀科学的态度,既要保证赡 现有的重要无 线电业务乖 不要受到干扰,同时要孝 为新技术的发展留出空脯间, 使新旧技术在同一炸片天空下和谐发展。 河迂北省无线电管理局廊坊种分局张力波 华北电力大正学电气与电子工程学院凯柴守亮 参考文献 据通信系统电穴磁辐射及应用性能的研琵究[j].电力系统通码信,XX,(4):1 兼7—21. [2]胚孙辛茹,王乔晨.电力摩线高速通信技术的现状栅及发 展[J].电力系弓统通信,XX,(4)辗:3—6 趾Fenton.Mod譬ellingcumu 智lativehigh 怀frequencyr powerlinec锈ommunicati 舆ons,Athens 坛,Greece,XX ications,A棘thens,Gree 邮ce,XX.

 

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