欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

PLC技术相关标准的研究

浏览:4496  来源:通信人在线  日期:2008-11-08
 

电力线通信技术,包含了传统的输电网电力线载波(Power Line Carrier)、中压及低压配电网电力线载波(Distribution Line Carrier)及中压和低压线路上的宽带通信(Power Line Telecom)。从所使用的电磁波频率范围来分,可以分为低频(或窄带)电力线通信(LFPLCNBPLC)和高频(或宽带)电力线通信(HFPLCBBPLC)。

LFPLC已经有比较完整的标准,例如在频率方面,美国规定使用50~450kHz,欧洲规定使用3~148.5kHz,其中3~95kHz用于接入通信,95~140kRz用于室内通信。LFPLC的主要应用是自动抄表、费率控制、照明控制、简单的安全监视、设备状态监视等。

HFPLC(美国和欧盟称之为PLT)是最近几年开始出现的技术,使用频率范围大致为1~30MHz,主要应用包括:因特网高速接入、电话、VOD、视频监视、室内计算机联网、高速接入共享等。

HFPLC方面,目前的标准化程度是很低的。由于各种技术正在试验比较和不断发展,现在还没有形成优胜劣汰、统一制式的局面。作为通信的一种接入手段,标准一般定义以下几个方面内容:PLC系统的参考模型、传输能力和信道划分、PLC的物理层规范、介质访问控制层规范、电气特性、系统安全、网络管理、设备电磁兼容性要求和测量方法及设备的使用环境等。目前标准化研究内容的主要方向是:频率使用范围及其应用划分、发射频率灵活控制技术、PLC系统之间的共存协调、电磁兼容性(电磁骚扰与抗扰度限值及测试方法)等。

由于目前欧洲关于PLC的应用和开发都比较活跃。目前,欧洲最主要的标准化组织有三个:欧洲标准化委员会(CEN)、欧洲电工标准化委员会(CENELEC)、欧洲电信标准组织(ETSI)CENELECETSI分别负责欧洲电工技术标准和电信标准的制订,而CEN负责所有其他方面的标准制订。与PLC有关的主要是CENELECETSI,前者侧重电磁兼容问题,后者侧重通信技术方面的统一标准。

一、与PLC有关的标准化机构

PLC标准主要分为两大类,一是有关PLC通信技术的专用标准,二是相关的EMC(包括产品EMC和网络EMC)标准。

专门从事PLC通信技术专用标准制订的组织较少,在欧洲主要是欧洲电信标准组织(ETSI )中的PLT项目委员会(EP PLT),在北美主要是Home-Plug行业协会。Home-Plug2001年推出了PLC行业技术规范第一版,但该规范只涉及家庭局域网(室内联网)。2005Home-Plug准备推出PLC行业技术规范的AV版本,并已经开始起草用于提供宽带接入服务的BPL标准。ESTI是欧盟委员会认可的欧洲三大标准化正式机构之一,其中主要由PLT工作组从事PLC相关技术的研究和标准制订,正在制订的PLC技术标准范围较宽,包括室内联网、宽带接入和它们之间的相互共存,以及电力线载波的功率谱密度的可编程化,以保证和室内联网系统的互操作性和符合电磁兼容的相互要求。

EMC标准方面涉及的机构较多,情况比较复杂。国际标准组织包括IECISOITU,其中最主要是IEC在负责,尤其是CISPRTC77。在欧洲主要是CENELECETSI,尤其是CENELECTC205/SC205A/WG10(家用及建筑物电子系统技术委员会/电源信号产品标准分委员会/高频发射与抗干扰工作组)和TC210/SC210A(通用EMC标准技术委员会/信息技术设备EMC标准分委员会),以及ETSITC ERMEMC及无线电频谱技术委员会)和EP PLTPLT项目委员会)。其中,值得特别关注的是由这两个标准化组织和五个专业机构联合组成的电信网络EMC标准联合工作组(CLC/ETSI/JWG)。

二、ETSI EP PLT标准制订情况

已列入ETSI工作计划的共23项,199910月份以来已经完成了11项,仍在进行中的有5项,已经宣布停止的7项。

ETSI EP PLT主要致力于制订PLC产品和系统的技术规范,使得不同厂商的PLC产品可以互相兼容使用,以及在多电源共存环境下稳定工作。其标准规范的制定是以EU/EC的相关规定为前提的。自1999年以来,PLC工作组已经完成了多项工作,发布了相关文件。其中TS为技术规范,TR为技术报告,正式发布的有11个,起草完成的2个,拟定工作范围的2个,正式启动的1个。具体详见下表1

1ETSI EP PLT标准制订情况

三、PLC相关EMC标准制订情况

EMC标准大致分为产品EMC和网络EMC两大类。在产品EMC方面,相关的法律依据和技术标准主要是欧盟的EMC-DR&TTE-DCISPR 221997EN550221998,此外还有其他相关标准共100多项。产品EMC标准化机构主要是CISPR SCI WG3CENELEC SC205A WG10CISPR EN550221998实际上是IEC CISPR 221997的欧洲版,二者内容是等同的。中国也有等同的国家标准(GB 9254-1998《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》)。

CISPR是国际无线电干扰特别委员会的简称,是国际电工委员会(IEC)下属机构,CISPR 22标准的全称叫做《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》,它规定了信息技术设备(ITE)的分级(A级和B级),相应级别ITE的辐射骚扰限值、电源端子及电信端口的传导骚扰限值,以及相应的测量方法。涉及频率范围为0.15~30MHz(传导骚扰)和30~1000MHz(辐射骚扰),30MHz以下没有规定辐射骚扰限值。

PLC设备的特殊之处是电源端子同时又是电信网络端口,而CISPR 22中电源端子和电信端口是分别考虑的。近年来,在业界努力下,IEC正在组织对CISPR 22进行修订,先后提出了十多个修正草案。CISPR 22中涉及PLC的修订意见,归纳起来主要有下表2所示内容:

2CISPR 22中涉及PLC的修订意见归纳

CISPR 22的修改将对PLC的未来发展产生较大的影响,欧洲标准EN55022和中国国家标准GB9254,都是依据CISPR 22制定的。因此,业界对此事非常重视。2002年德国PPC公司与Main.net公司及Dortmund大学联合提出的关于纵向转换损耗(LCL)定值和阻抗稳定网络(ISN)的修订建议。就此问题CISPR已开会进行过专门讨论并形成文档,文档编号和名称分别为:CIS/I/63/CCAmendment to CISPR 22Clarification of its application to telecommunication system on the method of disturbance measurement at ports used for PLCPower Line Communication)》。

从网络的角度看,CISPR 22的修订固然很重要,但是,它毕竟只是一个针对信息技术设备(ITE)的EMC规范,并不能完全解决网络层面上的EMC问题。在网络EMC方面,欧洲的主要法律依据现在已经明确(EMC-DR&TTE-D),但是还没有统一的网络EMC标准(即适用于法律中定义的“系统”和“设施”的EMC标准)。涉及网络EMC标准制订的机构主要有:CENELEC/ETSI JWG EMCCENELEC TC210SC205AETSI TC ERMEP PLT,美国FCC及日本ARIB。目前,主要有四个涉及网络EMC的技术标准:NB30(德国)、MPT1570(英国)、FCC Part15(美国)和ITU K.60。概括地讲,美国FCC标准限值相对比较宽松,英国MPT1570最严,德国NB30ITU K.60处于二者之间。

1是几个标准的电磁辐射限制曲线,通过和美国的FCC15比较,德国规定的缺点是显而易见的。例如,在2MHz左右时,美国限值比德国的建议限值要高30dB,这就意味着传送功率高1000倍或者可能的数据传输速率大约高10倍。在这一先决条件下,就不会奇怪第一个速率在10Mbit/s以上的PLC系统产生于美国了。一些国际组织如PLC Forum正在致力于修改该标准。2004年底,由国际PLC Forum发起,PUAPLC Utilities Alliance)的发布了《关于2004年电力线通信白皮书》,目的是提供一个有关标准、市场政策、产品制造等方面的公共信息平台,讨论和决定应采取的政策,从而保证在欧洲广泛推进PLC技术的应用。

1FCC 15NB30MTP1570电磁辐射限值比较

如图2所示,德国多特蒙德大学的研究表明,在64台计算机同时使用五类双绞线上网时产生的电磁辐射都已经超过了NB30标准的限值,可见该标准限值的设定不是十分科学。

20018月初欧盟委员会已向CENCENELECETSI发出了指令(Mandate 313),责成这些标准组织联合研究制订适用于有线通信网络EMC问题的协调标准,网络的范围包括其在室内的延伸,传输介质包括(但不局限于)电力线、同轴电缆和传统电话线,并且要求在收到指令后6个月之内提出协调标准编制大纲和完成时间计划。ETSICENELEC组成了联合工作组(CLC/ETSI JWG EMC),协商制订关于有线通信网络的欧洲协调标准(HS)。

264台计算机使用五类双纹线同时访问时产生的电磁辐射曲线

由于EMC标准问题和政策法规问题是有紧密联系的,关于网络和产品的EMC标准编制,有关专家指出了如表310个相关问题.

3关于网络和产品的EMC标准编制的相关问题

根据对现实生活中电磁环境的实际测试结果,电视机、以太网、计算机等产生辐射的情况都和PLC网络一样,高于NB30的限值而低于FCC标准。如果要求都必须低于NB30规定限值,事实上是很难做到的,除非对现有系统都进行改造。有关专家认为:FCC Part15是目前应用比较广泛的EMC技术标准,主要特点是:①成熟稳定,已颁布执行15年,每两年复审一次,但主要限值指标没有调整过;②它是基于理论和实践结合总结出来的,而不像某些标准那样单纯基于理论计算。根据欧洲的测试,一般环境下电磁骚扰都在FCC限值以下10dB左右,说明它与实际需要比较吻合,松严适度。因此,FCC Part 15是经过实践检验的,比较客观的标准。

© 2004-2025 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站