FCC電力線通信法規(guī)和測量方法

摘要　介紹了FCC關(guān)于電力線通信方面的管理和技術(shù)法規(guī)，說明了電力線通信設(shè)備的認(rèn)證要求，描述了各種設(shè)備和系統(tǒng)的騷擾的測量方法。

1、引言

FCC組織眾多企業(yè)和組織對寬帶電力線通信（BPL）進(jìn)行了研究與討論，先后發(fā)布了三份相關(guān)的Report and Order（ET Docket No.03-104，04-37和04-245），并在Part15中新增了subpart G，終于正式制定了BPL的管理及技術(shù)法規(guī)。

2、電力線通信簡介

在Part15中，F(xiàn)CC為了規(guī)范電力線通信的管理，對如下相關(guān)的概念作了明確的說明與定義。

（1）載流系統(tǒng)Carrier Current System：通過電力線以傳導(dǎo)的方式發(fā)送射頻能量的系統(tǒng)或子系統(tǒng)，其信號的接收可以是傳導(dǎo)的（通過直接連接到電力線上的方式，屬非意圖發(fā)射），也可以是輻射的（通過空中接口接收從電力線上輻射出來的信號，屬意圖發(fā)射）。

（2）電力線載流系統(tǒng)Power Line Carrier Systems：一種作為非意圖發(fā)射使用的載流系統(tǒng)。電力公司為了達(dá)到電力系統(tǒng)監(jiān)測（比如保護(hù)延遲、計量等）的目的，以傳導(dǎo)的方式將射頻能量耦合到電力傳輸線上進(jìn)行傳輸。該定義不包括用戶接入線（分布子站到用戶線路之間的部分）。

（3）接入寬帶電力線Access Broadband over Power Line（Access BPL，接入BPL）：由電力公司安裝并維護(hù)的載流系統(tǒng)，僅作為非意圖發(fā)射使用，工作頻率為1.705～80MHz，在中壓或者低壓電力線路上提供寬帶的通信業(yè)務(wù)。Access BPL位于供電側(cè)，其定義不包括（2）和（4）中定義的范圍。

（4）室內(nèi)寬帶電力線In-House Broadband over Power Line（In-House BPL，室內(nèi)BPL）：指的是不為電力公司所擁有、維護(hù)或者控制的電力線載流系統(tǒng)，其電力線可以是架空的、埋地的或者是在用戶建筑的墻內(nèi)、地板或者天花板之內(nèi)。室內(nèi)BPL可以是局限于用戶所在的大樓或者小區(qū)內(nèi)的封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可以連接到接入BPL系統(tǒng)。

比較而言，可以認(rèn)為接入BPL位于電力線通信系統(tǒng)的接入側(cè)，而室內(nèi)BPL位于用戶側(cè)。

3、認(rèn)證要求

根據(jù)Part15的要求，在2006年7月7日之后，接入BPL設(shè)備需滿足Certification認(rèn)證要求。Part 15的subpart G負(fù)責(zé)接入BPL設(shè)備的radio部分，subpart B負(fù)責(zé)其digital部分。

4、技術(shù)要求

4.1　傳導(dǎo)騷擾

接入BPL設(shè)備不要求傳導(dǎo)騷擾測試。

4.2　輻射騷擾

4.2.1　中壓電力線通信系統(tǒng)

中壓指在1～40kV之間，一般指變電站之間的線路。

（1）對工作頻率在1.705kHz～30MHz的系統(tǒng)，其輻射騷擾按照意圖發(fā)射設(shè)備要求處理（限值見表1）。

表1　中壓電力線通信系統(tǒng)頻率1.705kHz～30MHz輻射騷擾限值

（2）對工作頻率大于30MHz的系統(tǒng)，按非意圖發(fā)射設(shè)備的要求處理（A類設(shè)備限值，見表2）。

表2　中壓電力線通信系統(tǒng)頻率大于30MHz輻射騷擾限值

4.2.2　低壓電力線通信系統(tǒng)

低壓指120/240V，一般指分布變壓器到用戶大樓之間的線路。

對30MHz以上頻段，輻射騷擾按B類非意圖發(fā)射設(shè)備的要求處理（限值見表3）。

表3　低壓電力線通信系統(tǒng)頻率大于30MHz附設(shè)騷擾限值

對9kHz～30MHz頻段，僅能作為非意圖發(fā)射設(shè)備使用，但輻射騷擾按意圖發(fā)射設(shè)備要求處理（限值見表4）。

表4　低壓電力線通信系統(tǒng)頻率9kHz～30MHz附設(shè)騷擾限值

特別地，對于525～1705kHz，可選用的限值是：15μV/m，距離47715/F（kHz）。

4.3　降低和避免騷擾的要求

（1）為了避免干擾某一地點(diǎn)同一頻段的已得到許可的業(yè)務(wù)（licensed），接入BPL系統(tǒng)要加入自適應(yīng)的降低騷擾的技術(shù)，以便能以遙控方式降低功率及調(diào)節(jié)頻率。采取的技術(shù)包括采用自適應(yīng)或者陷波濾波器，或者完全避免某一頻率或頻段。如果采用陷波濾波器，則對30MHz以下的頻段，在所陷頻段的衰減性能應(yīng)使其輻射發(fā)射比規(guī)定的限值低20dB，而對30MHz以上頻段，衰減后應(yīng)比限值低10dB；在達(dá)到此要求后，當(dāng)收到來自移動業(yè)務(wù)運(yùn)營者的有害干擾抱怨時，無須采取進(jìn)一步的措施。

（2）為了避免因發(fā)生錯誤之后重新加電或者關(guān)閉后重啟時，手動重新編程耗時較長所造成的延遲對受保護(hù)業(yè)務(wù)的干擾，要求接入BPL系統(tǒng)使用穩(wěn)定的存儲器或其他手段，來實現(xiàn)對先前的陷波設(shè)置等的迅速恢復(fù)，避免那些已被排除的頻段的影響。

（3）接入BPL系統(tǒng)還應(yīng)具備遙控關(guān)閉的性能，使得當(dāng)其他的解決干擾問題的降低騷擾功能失效時，可以在控制中心直接關(guān)閉任何產(chǎn)生干擾的單元。

5、管理要求

（1）由行業(yè)認(rèn)可的組織負(fù)責(zé)維護(hù)一個公開的數(shù)據(jù)庫，以管理所有已經(jīng)開始運(yùn)營的接入BPL系統(tǒng)及即將運(yùn)營的系統(tǒng)的相關(guān)信息，該數(shù)據(jù)庫稱為接入BPL數(shù)據(jù)庫（Access BPL Database）。接入BPL運(yùn)營商應(yīng)向該組織提供至少如下信息：

●接入BPL運(yùn)營商的名稱，所在地郵編。

●工作頻率。

●使用的接入BPL設(shè)備的制造商、型號、FCC ID；對已投入使用的設(shè)備，則為設(shè)備的商標(biāo)及型號。

●聯(lián)系人，包括電話、E-mail信息等。

●運(yùn)營的日期，如果是即將運(yùn)營的系統(tǒng)，則是計劃的開始運(yùn)營的日期。

對于即將運(yùn)營的系統(tǒng)，相應(yīng)公司應(yīng)提前至少30天將上述信息提交到數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫的管理人員在收到提交的信息后，應(yīng)在3個工作日之內(nèi)將數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫。運(yùn)營商提交上述信息時，無需通知FCC。

（2）licensed用戶在受到干擾后，如果懷疑是由接入BPL系統(tǒng)引起的，則可通知數(shù)據(jù)庫中指定的BPL運(yùn)營商的聯(lián)系人，二者商定一份可相互接受的時間表以展開調(diào)研，且一經(jīng)確認(rèn)干擾確實是由BPL系統(tǒng)造成的，運(yùn)營商必須在商定的合理的時間內(nèi)解決該問題而不能拖延。對由涉及到公共安全的用戶提出的有害干擾問題，運(yùn)營商必須在24h內(nèi)回復(fù)，否則，運(yùn)營商將被要求立即停止相關(guān)的運(yùn)營。

（3）運(yùn)營商部署B(yǎng)PL系統(tǒng)時，應(yīng)提前至少30天，通知并咨詢當(dāng)?shù)氐纳婕肮�共安全的用戶，以便在設(shè)計和部署系統(tǒng)時，不致在安全部門所用的頻率或頻段上產(chǎn)生有害干擾。

（4）部署B(yǎng)PL系統(tǒng)時，不要使用管制頻率或者管制區(qū)域內(nèi)的特定頻率。

（5）關(guān)于BPL設(shè)備的銷售。接入BPL設(shè)備只能定向地銷售給那些適合于操作BPL設(shè)備的有關(guān)公司，比如電力公共事業(yè)單位，接入BPL服務(wù)供應(yīng)商或者其協(xié)會等，并由責(zé)任方（Responsible Party）負(fù)責(zé)保證此點(diǎn)。如果以其他方式銷售，則可能會受到召回產(chǎn)品證書的處罰。

6、測試方法

6.1　一般原則

（1）測試時，EUT應(yīng)處于最大功率狀態(tài)，耦合的射頻信號占空比亦最大。測試中可以采用專門的測試模式或者測試軟件以模擬信號的上下鏈路的傳輸。

（2）對測試場所，要求其環(huán)境噪聲比規(guī)定的限值至少低6dB，如果是現(xiàn)場測試等情況下，不能滿足此要求的，則可在規(guī)定范圍內(nèi)適當(dāng)減小測量天線與EUT的距離，然后根據(jù)ANSI C63.4-2003中的外推法計算到所需的距離。

（3）對數(shù)據(jù)通信模式，如果脈沖重復(fù)速率大于20burst/s，則使用準(zhǔn)峰值檢波器，而小于20burst/s時使用峰值檢波器。

（4）對30MHz以上的頻率，可選用電場天線（比如雙錐天線）作為測量天線，要求其在水平和垂直兩個方向、1～4m的高度范圍內(nèi)變化，以探測出最大輻射騷擾值。特別地，對測量接入BPL設(shè)備時，考慮到在現(xiàn)場測量時條件的限制等原因，可以不要求測量天線高度在1～4m范圍內(nèi)變動，而僅在1m的高度進(jìn)行測量，其他高度采用5dB的天線高度校正因子。

（5）對30MHz以下的頻率，可選用有源或者無源環(huán)形磁場天線作為測量天線。環(huán)形天線高度為1m，天線平面位于豎直方向，測量時，繞其豎直軸旋轉(zhuǎn)180°以探測出最大值。使用有源環(huán)形磁場天線時，注意防止大信號的環(huán)境影響，以免損壞預(yù)放、接收機(jī)等。

（6）報告中應(yīng)包括相對與限值最大的6個頻點(diǎn)的騷擾值。