高速電力線通訊電磁相容技術標準的研究動態論文

　　電磁相容性***EMC***是指裝置或系統在其電磁環境中符合要求執行並不對其環境中的任何裝置產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指裝置在正常執行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值;另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。以下是今天小編為大家精心準備的：高速電力線通訊電磁相容技術標準的研究動態相關論文。內容僅供參考閱讀!

　　高速電力線通訊電磁相容技術標準的研究動態全文如下：

　　【關鍵詞】 電力線 EMC

　　摘要：主要介紹各個國際標準組織和部分國家對電力線通訊***PLC***中電磁相容技術的標準要求，並對各種規範中PLC裝置的標準限值進行了比較;最後總結了PLC標準制定存在的問題並展望了發展方向。

　　1 前言

　　近年來，電力線通訊***Power Line Communications，PLC***技術發展非常迅速，現在已經進入初步應用階段。PLC系統充分利用電力系統的廣泛線路資源，通過OFDM***Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分複用***等技術可以在同一電力線不同頻寬的通道上傳輸資料。但是由於電網中傳輸的是強電，而且電網的穩定性比傳統的通訊網差得多，使得電力線通訊線路的電磁環境極為複雜。這就給電力線通訊系統提出了更高的電磁相容要求，電磁相容技術也成了實現電力線通訊所需的關鍵技術之一。

　　2 各國際標準化組織對PLC的研究情況

　　在世界範圍內，IEC的CISPR/I分會以及ITU-T等國際組織對PLC的電磁相容相關標準做了大量研究並討論了相應技術要求。歐洲從2000年起開始研究PLC系統的技術框架和技術標準，目前已經取得了一定的進展。主要相關的國際組織有CENELEC和ETSI，前者側重電磁相容問題，後者側重通訊技術方面的統一標準。

　　2.1 IEC/CISPR I分會

　　PLC裝置屬於資訊科技裝置，應符合IEC/CISPR22《資訊科技裝置的無線電干擾限值和測量方法》的要求。但是由於PLC裝置特殊的工作模式，其傳導干擾無法滿足現行標準的要求。在2002年的IEC會議上曾有代表建議對CISPR22進行鍼對PLC的修改***會議檔案編號：CISPR/I/44/CD***，增加一個專門針對PLC裝置的“多用途埠”，其定義為：連線到低壓分散式網路，支援資料的傳輸和通訊，結合了電信埠和電源埠功能的埠。

　　對於PLC裝置，該檔案建議要求它的傳導干擾既滿足現有標準電源埠的限值，也滿足電信埠的限值。這樣多用途埠的干擾測試就要進行兩次：

　　***1***作為電源埠***關閉它的通訊功能***，用通常的V型網路***AMN***進行測試，要求滿足CISPR22中表1和表2的限值。

　　***2***作為電信埠，用新型的T型網路進行測試，要求滿足CISPR22中表3和表4的限值。

　　這種測試方法基於以下原理：

　　***1***消費類產品的電源是非對稱干擾源，它所產生的干擾用V型網路***AMN***來進行測試是非常合適的。

　　***2***與之相反，採用共模訊號進行通訊的電信埠，它所產生的干擾要比差模訊號所產生的干擾小得多。T型網路很適合用於共模干擾的測量，因為適當的網路引數可以提供從差模訊號到共模訊號轉換所需要的縱向轉換損耗***LCL***。

　　針對以上的理論，該檔案建議對CISPR22進行較大的修改，增加大量有關多用途埠的內容，以及相關的測試裝置要求、試驗佈置要求和測試方法等。但是，這項建議沒能獲得最終的通過。參加會議的各個會員對這項建議的意見分歧很大，主要有：

　　***1***一部分CISPR會員認為PLC的相關內容應該轉由CISPR/A分會負責，一部分會員對此表示反對，認為PLC的研究還是應該留在I分會中。

　　***2***有些會員對CISPR/I/44/CD提出的測試方法能否徹底避免PLC裝置對其他裝置造成的不良影響表示懷疑。

　　***3***有些會員認為這一測試方法違背了CISPR22中“被測裝置應該工作在最大發射狀態下”的原則。

　　***4***有些會員認為世界各地的電網狀況不盡相同，確定一個合適的LCL值是很困難的。

　　隨後，在2005年的CISPR會議上，CISPR/I成立了一個特別工作組***PLT TASK FORCE***來負責PLC相關標準的研究工作。該工作組將負責繼續研究對CISPR22的相關修改，包括定義、限值、測試條件和測試方法等內容。特別組共準備發表7份相關技術檔案。

　　2006年3月該組織發表了第一份檔案，介紹安裝PLT裝置的電網結構。主要闡述如下內容：

　　1、電網拓撲結構，尤其是低壓電網拓撲結構。當PLT系統工作時，接入終端的傳輸通道就是低壓電力線。對於既有電力線不可能為了PLT系統進行大規模改造，因此必須充分了解低壓電力線拓撲結構，特別是農村、市區，居住環境、商業環境、辦公環境的拓撲結構。才能進行PLT網路規劃設計。

　　2、 PLT接入關鍵裝置EMC特性：電網接入裝置是PLT系統正常執行的關鍵之一。由於傳統高壓、中壓、低壓電網都是針對工頻電力訊號設計，所有裝置的高頻特性研究是十分艱鉅的。特別是低壓電網裝置產生的各種高頻騷擾有可能直接通過電網與PLT通訊訊號相互疊加,影響PLC網路執行。

　　其他技術檔案會陸續發表。

　　2.2 ITU-T

　　在ITU-T目前釋出的EMC建議中，電力線通訊網路和裝置應符合K.60 《電信網路電磁干擾限值和測量方法》的要求。K.60規定了從9kHz到3GHz頻段通訊網路的電磁輻射干擾限值，給出了9kHz到400GHz頻段的測量方法，還提供了在通訊網路中定位和尋找無線電干擾源的程式和一些解決干擾的措施。

　　目前ITU-T第五研究組正在加緊研究關於針對PLC修訂K.60的問題。歐洲European Broadcasting Union等機構的代表遞交文稿建議加嚴K.60的限值，從而防止PLC對其他廣播和通訊業務造成干擾，也有代表對此表示反對。各國代表目前正在積極地研究和蒐集素材，以便為合理地管制PLC的電磁干擾提供依據。

　　K.60並沒有規定電源埠傳導干擾方面的限值，因此對於PLC網路和裝置，符合K.60要求並不困難，只要在設計製造時適當採取控制電磁輻射干擾的措施即可。

　　2.3 CENELEC

　　CENELEC的TC205/SC205A/WG10***家用及建築物電子系統技術委員會/電源訊號產品標準分委員會/高頻發射與抗干擾工作組***和TC210/SC210A***通用EMC標準技術委員會/資訊科技裝置EMC標準分委員會***負責PLC電磁相容標準研究工作。其中，SC205A研究物理和MAC層。該工作組的研究發現，當考慮接入網路和室內網路共存的情況時，OSI的傳統分層結構將不能滿足需求。

　　特別值得關注的是，CENELEC和ETSI兩個標準化組織5個專業機構聯合組成了電信網路EMC標準聯合工作組***CLC/ETSI JWG***。

　　2.4 ETSI

　　ETSI專門成立了PLC研究工作組EP PLC，從2000年開始陸續公開了兩個PLC技術規範和9個技術報告。EP PLC主要致力於制定PLC產品和系統的技術規範，已列入ETSI工作計劃且與電磁相容相關的共有如下幾項：

　　TR 102 258***2003-09***LCL回顧與統計分析;

　　TR 102 259***2003-09***EMI回顧與統計分析;

　　TR 102 270***2003-12***基本低壓分佈網路***LVDN***測量資料;

　　TR 102 324***2004-05***電力線通訊系統輻射發射特性與測量方法技術水平;

　　TR 102 370***2004-11***3MHz～100MHz LVDN 基礎測量資料。

　　3 各國對PLC標準的研究

　　目前定義了1～30MHz範圍內電信網路輻射干擾限值的技術標準共有4個：德國的NB30、英國的MPTl570、美國的FCC Part15以及國際電信聯盟於2003年7月推出的ITU-T K.60。其中，由各個國家制定的相關標準如下。

　　3.1 美國FCC

　　高速PLC系統符合FCC part 15 定義的載波電流系統。PLC系統通過電力線以傳導的方式傳輸訊號，可認為是無意發射源，因此47CFR§15.205的要求對PLC不適用。

　　通常來講滿足輻射限值的系統可以保護正常工作的系統不受干擾。但是FCC不僅僅強調輻射限值的制定，考慮到不同的測量方法和測量過程存在測量不確定度， FCC認為一致性檢驗過程的制定也同樣重要。FCC part15規定的PLC輻射限值見表1。

　　表1 FCC part15規定的 PLC輻射限值

用途	頻率*MHz*	場強 *dBµV/m*	測量距離 *m*	測量頻寬 *kHz*	檢波器
載波電流系統	1.705-30.0	29.5	30	9	Quasi-peak
Class A	30-88	39.1	10	120	Quasi-peak
Class B	30-88	40	3	120	Quasi-peak

　　3.2 德國RegTP

　　德國RegTP***The Regulating Administration for Telecommunications and Posts of Germany***於1999年1月制定了NB30標準。規定了9kHz～3GHz通訊系統輻射干擾限值，包括有線電視、xDSL、PLC等系統。NB30標準的輻射限值見表2。

　　表2 德國NB30標準規定的輻射限值

頻率範圍*MHz*	場強 *dBµV/m*	測量距離 *ｍ*	測量頻寬	檢波器
>1 ～ 30	40 – 8.8 * lg10f *MHz*	3	9 kHz	Peak
>30 ～ 1000	27	3	待定	Peak

　　3.3 英國

　　英國於2003年1月針對PLC系統制定了MPT1570規範，規定了9kHz～1.6MHz磁場輻射限值，見表3。該標準規定使用滿足IEC CISPR16-1的環天線和接收機進行測量。主要目的是保護廣泛使用的廣播接收機。

　　表3 英國MPT1570規範規定的輻射限值

頻率範圍	場強 *dBµA/m*	測量距離 *ｍ*	測量頻寬	檢波器
9～150kHz	49-20lgf*kHz*	3	200 Hz	Peak
150kHz～1.6MHz	-1.5-20lgf*MHz*	1	9 kHz	Peak