中心議題：

　　PLC技術的概況及相關法規(guī)

　　電力線通信技術的電磁兼容問題

　　PLC的輻射干擾問題

　　解決方案：

　　PLC傳導騷擾測量方法

　　1 PLC技術簡介

　　plc的英文全稱是power line communication，即電力線通信。通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得plc具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45mbps的高速網(wǎng)絡接入，來瀏覽網(wǎng)頁﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實現(xiàn)集數(shù)據(jù)﹑語音﹑視頻，以及電力于一體的"四網(wǎng)合一"！另外，可將房屋內的電話﹑電視﹑音響﹑冰箱等家電利用plc連接起來，進行集中控制，實現(xiàn)"智能家庭"的夢想。目前，plc主要是作為一種接入技術，提供寬帶網(wǎng)絡"一公里"的解決方案，適用于居民小區(qū)，學校，酒店，寫字樓等領域。

　　plc利用1.6m到30m頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時，利用gmsk或ofdm調制技術將用戶數(shù)據(jù)進行調制，然后在電力線上進行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調制信號濾出，再經(jīng)過解調，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率依具體設備不同在4.5m~45m之間。plc設備分局端和調制解調器，局端負責與內部plc調制解調器的通信和與外部網(wǎng)絡的連接。在通信時，來自用戶的數(shù)據(jù)進入調制解調器調制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O備，局端將信號解調出來，再轉到外部的internet。

　　PLC技術做為長距離調度的通信手段，早已有之。它以電力線路為傳輸通道，具有通道可靠性高、投資少見效快、與電網(wǎng)建設同步等得天獨厚的優(yōu)點。

　　2 PLC技術的輻射干擾問題

　　電力線相當于天線，它一方面將產(chǎn)生的電磁波向外輻射，另一方面吸收來自外界的電磁波。PLC使用2～30 MHz的頻帶傳輸數(shù)據(jù)時，可能會對該頻段的短波無線電廣播、業(yè)余愛好者無線電臺以及其它電信設備的正常工作產(chǎn)生影響。在電力線調制解調器工作時，電力線通信設備和電力線會產(chǎn)生泄漏電波，這些泄漏電波將變成無線通信中的噪音，有可能會對無線通信造成干擾，但是電力線輻射電磁波的能力遠遠沒有電力線通信設備輻射電磁波的能力大，且無線通訊應用的頻帶比較窄，所以影響的程度不大。在10 m的距離上、用9 kHz的帶寬測量其電磁輻射，頻率在10 MHz以下時達到66 dBμV/m，在100～200 m范圍內，它會干擾無線電通信和電子設備。

　　為了避免這種干擾，各國制定了相應的一些標準和規(guī)范。英國的MPT 1570、德國的NB30是專門針對高速PLC通信制定的法規(guī)，加上美國的通用電磁兼容標準FCC Part 15，實際上高速PLC現(xiàn)有三個電磁兼容標準。三個標準中，F(xiàn)CC Part 15為寬松，NB 30次之，MPT 1570嚴格。這些標準或規(guī)范規(guī)定的限值要求見圖1。

　　主管信息通信產(chǎn)業(yè)的日本總務省，已開發(fā)利用電力線作為通信網(wǎng)絡線路的技術，以促進社會信息化的發(fā)展總務省據(jù)此制定一項法令，從2002年起準許使用電力線作通信網(wǎng)絡的線路，同時還準備在年內開發(fā)可供家用電腦等使用的插口等裝置。將來只要把電腦的電源插頭插入插座，即可接入互聯(lián)網(wǎng)。新設立的聯(lián)合研究機構將研究使電力線發(fā)揮通信線路作用的技術。

　　德國聯(lián)邦議院議會上院新近通過一項議案，批準使用能使互聯(lián)網(wǎng)信息通過電力線和墻上電源插座傳輸?shù)募夹g。聯(lián)邦議會投票通過的這項議案為今后在廣播波段范圍內通過電力線上網(wǎng)鋪平了道路。議案還同意，在2010年電視信號、2015年標準無線電的傳輸分別完全實現(xiàn)數(shù)字化的時候，它們的波段也將接入互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。

　　德國聯(lián)邦參議院和聯(lián)邦通信與郵政管理局頒布了“電網(wǎng)在線”條例，在為PLC提供法律保障的同時也對輻射問題規(guī)定了具體指標。

　　據(jù)了解，德國多特蒙德大學的研究表明，在64臺計算機同時使用五類雙絞線上網(wǎng)時，產(chǎn)生的電磁輻射都已經(jīng)超過了NB 30標準的限值，見圖2所示。由此可見，該標準限值的設定不是十分科學。

　　通過和美國的FCC part 15比較，德國規(guī)定的缺點是明顯的。例如，在2 MHz左右，美國限值比德國的建議限值高30 dB，這就意味著傳送功率高1 000倍或者可能的數(shù)據(jù)傳輸速率大約高10倍。與美國相比，目前德國的限值已經(jīng)成為PLC系統(tǒng)發(fā)展的嚴重障礙。一些國際組織如PLC論壇正在致力于推翻該標準。

　　FCC Part 15對于有意的、無意的或者瞬時的并且在使用中無需個人許可證的發(fā)射設備做出了規(guī)定。它包括技術規(guī)范、行政要求以及其它的市場準入條件。FCC Part 15針對的是射頻產(chǎn)品，主要分為四類：無意發(fā)射設備、有意發(fā)射設備、不用許可證的個人通訊設備、不用許可證的國家的基礎信息設備。

　　英國的情況更糟，因為其建議的限值更低，一般比德國的NB 30低20 dB左右，這大體上相當于將可能的傳輸速率降低到60%左右。在這種環(huán)境下，不能指望電力公司對PLC技術進行投資。此外，從技術方面考慮，這樣低的限值也有很大的問題，通常有線電視、計算機網(wǎng)絡、甚至電話線的電磁輻射都會超過這些限值。

　　3 PLC的傳導騷擾測量方法在CISPR 22中，電源端口和電信端口都要求測量

    CISPR國際無線電干擾特別委員會。為國際電工委IEC的成員。其位置相當于 IEC的技術委員會， 已經(jīng)成為涉足電磁兼容標準的重要國際組織之一。CISPR22 信息技術設備無線電騷擾 CISPR25 為保護車輛上安裝的接受機而制定的騷擾限值與測量方法 CISPR14家用電器、電動工具及類似器具的射頻發(fā)射EMC標準要求。

　　但是PLC調制解調器僅僅采用了一個端口就完成了供電和通信的功能。因此，我們可以把這種端口定義為多用途端口。測量方法基于以下考慮：

　　（1）用戶使用的供電電源是非平衡的騷擾源，因此采用V型網(wǎng)絡（A M N）來衡量干擾程度是合理的。

　　（2）對于電信設備而言，引起輻射的共模對稱信號遠遠小于差模信號。采用T-ISN來測量差模信號，并根據(jù)適當?shù)木W(wǎng)絡性能的非平衡（LCL）典型值來增加差模到共模的轉換。

　　3.1限值應用

　　限值同時采用電源端口和電信端口的限值。多用途端口應當測量2次，如下所述：通信功能不激活，采用AMN測量，并符合電源端口的限值要求；通信功能激活，采用T-ISN測量，并符合電信端口的限值要求。

　　測量應當同時滿足平均值和準峰值的要求。通信功能測量時，應當滿足電壓限值或電流限值的要求。如果測量讀數(shù)靠近限值，那么在每個頻率點的測量時間不少于15 s。

　　3.2測量方法

　　應當忽略AE（輔助設備）對EUT電源端口騷擾電平的貢獻。因此，電力線終端適配器或PLC網(wǎng)絡模擬傳輸應當調整到使EUT電力線傳輸功能正常所需要的電平。

　　EUT的不用于P L C的電源端口不按上述要求進行測量，但是應當滿足相關電源端口的限值要求。總的說來，T-ISN應當在電源電壓上端接。出于對操作人員安全的考慮，應當有良好的絕緣或其它可接受的方法。

　　3.3應用T-ISN測量步驟

　　T-ISN的電路如圖3所示。

　　測量布置見圖4所示，將T-ISN直接與參考接地平板相連。

　　如果采用電壓測量，就直接在T-ISN的端口測量，但是讀數(shù)需要根據(jù)T-ISN的分壓系數(shù)進行修正。

　　如果采用電流測量，就使用電流探頭直接測量，并與電流限值直接比較。

　　為了確保電源供電端口在任何測量頻率上的無用信號不會影響測量，可能需要在T-ISN和AE之間插入一個低通濾波器。于不同濾波器而言，每個頻率的信號的減弱程度不同。當使用在音頻應用時，它有時被稱為高頻剪切濾波器， 或高音消除濾波器。低通濾波器概念有許多不同的形式，其中包括電子線路（如音頻設備中使用的hiss 濾波器、平滑數(shù)據(jù)的數(shù)字算法、音障（acoustic barriers）、圖像模糊處理等等，這兩個工具都通過剔除短期波動、保留長期發(fā)展趨勢提供了信號的平滑形式。低通濾波器在信號處理中的作用等同于其它領域如金融領域中移動平均數(shù)（moving average）所起的作用，低通濾波器有很多種，其中，通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫濾波器。該濾波器在150 kHz～30 MHz頻率范圍內對差模和共模電壓的衰減推薦值至少為40 dB。當濾波器插入時，應當滿足以下所規(guī)定的阻抗要求。濾波器的所有元件應當封裝在金屬屏蔽殼內，而且該屏蔽外殼應當直接與參考接地平板相連。在1.6～30 MHz頻率范圍內的RF低通濾波器與T-ISN或與AE的差模阻抗，應當至少比EUT發(fā)射模式或AE接收模式下的差模阻抗大20倍。

　　T-ISN應當具有以下特性：

　　（1）在150 kHz～30 MHz頻率范圍內的共模端接阻抗應當為150?±20?，相位為0～20。

　　（2）T-ISN應當對AE的騷擾提供足夠的隔離。T-ISN對來自AE的共模電壓或電流的騷擾衰減應當?shù)陀跍y量騷擾限值10 dB以下。

　　所要求的隔離度至少為：

　　在150 kHz～1.5 MHz頻率范圍內大于35～55 dB，隨頻率對數(shù)線性增加。

　　在1.5～30 MHz頻率范圍內大于55 dB。注：隔離是指T-ISN對來自AE共模騷擾的衰減。

　　（3）在該頻率范圍內，T-ISN的LCL為36 dB±3 dB。注：1）上述頻率的LCL值是安裝在典型環(huán)境的典型電源網(wǎng)絡的相線和中線之間的近似典型值。這個規(guī)定還在繼續(xù)研究中，可能在以后會修訂。 2）LCL的定義是基于ITU-T建議G.117:1996。

　　（4）由于T-ISN的插入，可能會造成在有用信號頻段內的信號衰減失真或信號質量的其它劣化。但是這些情況不應當影響EUT的正常運行。