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翻訳: T.Sato
外部インターネット接続は、 それが顧客のホーム・コンピュータに到達する場合にのみ有用であることから、 実際にはアクセス PLT システムでは双方の機能が組み合わされるかも知れない。
このテクノロジーに対して様々な名称が用いられていることに注意されたい： それは、PLC (power-line communications)、DPL (digital power line)、 そして BPL (broadband over power line) としても知られている。
ここまでは良い。 PLT は、通信を提供するもう１つの方法を構成する。 特に、それが「家庭へのブロードバンド」を提供する市場に競争を与える手段であることから、 通信規制組織はアクセス PLT を好意的に見ている。 彼らは、これが家庭ブロードバンド・アクセスをより安価に、 かつより速やかに使用できるようにするものと望んでいる ―― これは価値のある目標であり、また BBC が強力に支持しているものである。
だが、困難がある。 主電源配線インフラストラクチャは、高速データを運ぶように設計されたものではない。 一方で、これは、PLT 設計者が望む容量と信頼性を達成することは 技術的に挑戦的なことであることを意味する。 その一方で、PLT が注入する信号がワイヤに沿って単純に２点間で伝達されるのみではなく 「放射性エミッション」としても漏出し、 その招かれざるエミッションが無線サービスに干渉し得るという、 無線システム使用者にとっての困難がある。
この干渉の疑いは過熱した議論を生じ、また規制 ――PLT、あるいは無線のいずれかの側の主張を優先し、 あるいは実質的にどちらともしない代わりに―― を設けようという動きを生んだ。 執筆の時点で、満足な結論は視界に現れていない。
この記事はその問題の性質の概要を示し、実際の干渉の証拠を与え、そして可能な道を示す。
「当局は、電気機器や全ての種類の設備 ――電力網や通信網を含むが、工業、科学、及び医療用途のために使用される機器を除く―― の動作が無線通信サービス、そして、 特に無線航法やこの規則の条項に従って運用されているその他の安全サービス に対して有害な干渉を生じないことを確かとするための 全ての実際的かつ必要な手順を取らねばならない。」
従って、当局は、PLT ――電源網を使用した通信サービス―― が無線サービスと干渉しないことを確かとすることを RR によって要求されることは明らかである。
同様に、欧州 EMC 指令 (89/336/EEC と引き続く修正) は、 その Article 4 でその優先原則を定めている：
「Article 2 で参照された装置は、以下のように構成されねばならない：
それが発生する電磁妨害が、無線及び通信機器やその他の装置が
意図されたように動作できる水準を超えない； ‥‥」
往々にして、潜在的な干渉は、所望の信号と同一の種類のものとなる (例えば、１種類の無線サービスのためにのみに割り当てられた周波数帯において)。 一部の周波数帯は異なった種類のサービスで共有されるように RR によって割り当てられており、 この場合は所望の信号と干渉信号のより多くの組み合わせを考慮しなければならない。 それぞれの組み合わせについて、保護比 (protection ratio; PR) が定められている； それは、所望の信号の満足な受信を保証する、所望の信号と干渉信号の最小の比率である。 そして、無線サービスは、合意された高い確度で必要な PR が達成されるように計画される。 この方法によって、重要な通信網や放送網を確信を持って立ち上げられる。
保護は、通常は、所望の信号が受信される受信位置に対してのみ、 あるいは所定の最小フィールド強度よりも上に対してのみ与えられることに注意されたい。 例えば、この記事においては、HF 周波数帯における AM 放送については この保護されるフィールド強度は 40dBμV/m に設定されている。 これは、ITU-R Rec. BS.703 [1] から取られた。
執筆の時点で、著者が懸念しているほとんどの PLT システムは、 他の無線サービスと共に LF/MF/HF 放送用割り当て (長波、中波、及び短波帯としても知られている) を含む、 30MHz 以下のスペクトラムを使用する。 さらに、ほとんどの PLT システムは LF/MF 周波数帯を避けているようでもあり、 現時点における潜在的な脅威は主に HF 放送の受信に対するものである。 従って、HF がこの記事の焦点であるが、 放送に用いられている他の周波数帯も慎重な検討を必要とすることをはっきりと注意しておく。
30MHz 以下のスペクトラムは 長距離通信をサポートする伝搬メカニズムを持つという点で独特であり、 このため放送や他の無線ユーザーの双方にとって重要である。
中波 (そして欧州においては長波) は 地上波伝搬によって広範囲をカバーすることが可能である (特に低い周波数においてそうである)。 このため、単一の長波送信機が、往々にして国全体をカバーするために充分なものとなる； おそらく、中波でそうするためにはいくつかの送信機のネットワークが必要である。 夜間には空間波伝搬が生じ、距離の拡大 (そして計画されねばならない相互干渉の拡大) を生じる。 国際放送のいくつかは、これらの周波数帯で近傍の国への放送を行なっている。 逆の極端な例では、 局所的なサービスを提供するために低電力中波送信機も用いられ、 低電力送信機の狭められた範囲はその国の中においてさえも周波数の再利用を可能とする。
短波放送は通常は空間波伝搬を利用し、 これは対象地域内の送信機を必要とすることなく対象となる国に到達する 国際放送を可能とする。 技術的に可能な少数の代替手段1 は第三者の協力 ――これは得られないかも知れない―― を必要とするので、多くの場合、 これは対象の国にサービスを提供する唯一の実際的な方法である。
短波は、特に大きな、熱帯の、あるいは厄介な地形に分散した人口を持つ国のための、 国内放送のためにも用いられる。 これらの要因全ては、短波放送を有利なものとする。 適当な出力の単一の送信機が、 近垂直放射空中波 (NVIS) 伝搬を用いて広い範囲をカバーできる。 これは、ITU-R で規定されている熱帯地域での使用のために RR が特定の放送周波数帯を確保するのに充分に重要である。
しかし、旨味を取る方法がある。 DRM Consortium [2] (放送事業者、製造業者、及び研究機関の) は、 この周波数範囲で AM の代わりに使用することができ、 大幅に改善されたオーディオ品質をもたらす デジタル・システム [3] (DRM とも呼ばれる) を開発した。 これは、２つのプロセスを伴う。 まず、オーディオ信号を適切に示すために低ピット・レートで充分となるように、 現代的なオーディオ符号化テクニックを用いる。 用途と使用可能なビット・レートに応じて、 放送事業者は波形コーダー (AACplus か AAC) と音声専用コーダー (CELP か HVXC) のいずれかを選択できる。 この低ビット・レートの情報は、COFDM (符号化直交周波数分割多重) と MLC (マルチ・レベル符号化) を組み合わせた 変調とチャネル符号化システムを用いて送信される。 その結果は、アナログ AM を用いた場合は非常に劣悪なものとなるであろう 短波チャネルを通した場合でも、良質のオーディオを受信できるというものである。
DRM は、全ての種類の放送事業者 ――小規模のものから大規模なもの、局所的なものから国際的なもの、長波と短波―― の必要を満足するために設計されており、 放送事業者がその状況に適するように設定できる多数の選択肢を持つことに注意されたい。 受信機は、ユーザーの関与を一切受けることなく、 それが動作する適切なモードを認識する。 また、そのシステムは受信機をより使いやすくすることを意図した他の特徴 ――例えば、番組表から周波数を拾わねばならないことを過去のものとする―― を持つ。
DRM システムは公式には 2003年 6月 (World Radio Conference と同時) に立ち上げられ、 今後数年のあいだに広まるものと予期される。 多数の送信事業者によって、毎日多くの DRM 送信が行なわれている。
PLT システムを干渉源と見倣すとすると、必要な PR はまだ完全には決定されていない。 つまり、多くの PLT システムに対しては決定的な入手可能な規定はなく、 これは達成が困難なものとなろう。 いくつかの予測をすることは用意である。 もしその PLT システムが適度にノイズのようなものであったならば (少なくとも実際にトラフィックを運んでいる部分のスペクトラムに関して、 ADSL システム2 の場合にそう見倣せるように)、 PR は熱雑音の存在下における放送信号の既知の挙動から推論できる。 実際の PLT システムの特性は異なるが、 一般には AM 信号への干渉においては同一のレベルにおいて白色雑音よりも迷惑なものとなり、 これから我々は必要な PR が少なくとも白色雑音／ADSL と同程度であり、 おそらくはある程度大きいであろうと推論できる。 所望の信号がデジタルであれば、おそらく憶測は賢明なことではなく、 PR は実際にはラボでの試験によって決定すべきである。
詳細がどうであれ、次の一般化は安全である： 干渉電力が AM/DRM チャネル幅と同一の帯域幅で測定された時には、 広帯域干渉源から AM や DRM のいずれへの干渉の PR も、 dB で表現すれば常にかなりポジティブとなるであろう。 言い替えると、そのチャネル内での干渉電力は 所望の放送信号のそれよりもかなり低くなければならない。
(正当な) 無線サービス間の干渉は、無線コミュニティ内で扱われる。 一般に、伝搬モデルと適切な PR の適用に基づいた何らかの形の計画がある。 これは、メジャーな World Radio Conference (HF を除くほとんどの放送周波数帯で普通) や、 HF 放送に関して HF Coordination Committee (HFCC) を通じて取られたもののような より非公式なアプローチによって確立された、 非常にしっかりとした寿命の長い計画の形を取り得る。
非無線システムから無線サービス以外への干渉は、全く異なった形で扱われる。 既に見たように、無線サービスが干渉から保護されるべき一般的原理を定めた文書 (国際的には RR、そして欧州においては EMC 指令) が存在する。 しかし、これを実践に移す方法が、困難が始まり得る場所である。
器具や装置からの干渉は、EMC 規制の元で扱われる。 原理的には、これらは無線サービスが相互に保護するのと似た仕事を行なう筈である： 必要な保護の厳しさを決定し、 当該のアイテムが問題を引き起こすであろう可能性を考慮して緩和が適当であれば適用する。 例えば、大きな工場のみで用いられるアイテムは、 家庭で普通に使用されるアイテムよりも、 家庭用ラジオから常に遠く離れているであろう。 それは、干渉が散発的かつ短期的に生じるのか、 それとも連続的な性質を持つのかによって違いを生じる。 クロック周波数の漏洩のようなものに対して限度を定めるために書かれた エミッション・テンプレートは、 少数の周波数成分のみが存在するであろうことを考慮に入れるであろう。 それらは、このテンプレートを超えないというだけで 広帯域干渉が許容できるであろうことは暗示しない。 単純な例が、これを明確にするであろう。 数種類の放送で用いられている COFDM システムは、 それが使用する OFDM キャリアの１つのみ、あるいは非常に少数のみをノックアウトする 孤立した狭帯域干渉に対する許容度は非常に高い [4]。 これによって、DVB-T デジタル・テレビは、アナログ・テレビ信号 (信号電力の大部分が画像と音声のキャリアに集中している) からの驚くほど大きなチャネル内干渉を受容することができる。 対照的に、他の DVB-T 送信機からのチャネル内干渉は、 それを受容できるためには著しく低いレベルでなければならないだろう。 これは、これらの２つのケースに対する計画で適用される異なった PR に反映されている。 他のどのような種類の広帯域干渉源からの干渉も、 同様の方法で扱わねばならないだろう。
PLT からの干渉は、既存の手続きにうまく当てはまらない特殊な例である。 その干渉性エミッションは、実際には主電源配線 (受動アイテム) から来る。 それらは、PLT モデムによってその配線に信号が注入され、 偶発的な干渉を生じる可能性がある他の装置 (例えば、電動ドリル、蛍光灯) とは異なり、 放射が意図されていないとしても、その信号は故意に注入される。 少なくともアクセス PLT システムからの干渉はある程度継続的に生じ、 そのサービスを受けているかどうかに拘らず、 設備された地域の変電所から主電源を受ける全ての住宅が潜在的に影響を受けるであろう。
このため、「平坦な、あるいは緩やかに変化する」限度への基本的な嗜好は、 非常に早期に確立された。 最初は、当局がリードを取った (RR の元における彼らの責任を実施して)。
著者は、要求されたように、「平坦、あるいは緩やかに変化」し、 それぞれの異なった状況における LF/MF/HF サービス全てに 適切な保護を与えると考えられる限度のプロポーザルを作成した [7]。 それは屋外での受信に関しては 既存のノイズ・フロアの限定的な悪化を受け入れることに基づいており、 放送の屋内受信の保護レベルに最大の妥協を行なっている3。 この場合の測定は 1m の距離でループ・アンテナを用いて行なわれ、 150kHz〜30MHz の周波数範囲に適用される。 尖頭値検波を用いて 10kHz 帯域幅で測定された等価電界限度は、 以下の式で与えられる：
我々は、測定距離が異なるために、 このプロポーザルを NB 30 と直接比較できないという困難にすぐに直面した。 著者は、1m を健全な理由から選択した：
この限度は欧州放送連合に取り上げられ、他の無線ユーザーからの広範な支持も受けた； 残念ながら、当局における支持は少なかった。
NB 30 はこれらの中で最も厳しいが、 これでさえも放送受信の保護のためには全く不充分である。 残念ながら、現在はより緩い２番目の選択肢が好まれているようである。 著者は、このプロポーザルのように、 (その逆が明白に受信のために必要である時に) 受信位置において所望の信号よりも著しく強いエミッションを許容する エミッション限度を設定することは、 単に EMC 活動の評判を落とすと考える。
伝導性エミッション限度は他の製品規格に繋げられるという利点を持つが、 疑問をもたらしもする。 広帯域で持続的な性質の干渉は許容されていない。 現在好まれている２番目の選択肢の放射性エミッション限度は、 本質的にはそれから導かれている。 伝導性エミッションの試験は、規定された試験条件 (試験治具が負荷を与える) のもとで、注入点における同相電流が最悪となると仮定する。 これは、多くの片側スタブ (照明用スイッチ、壁面コンセントに挿されたスイッチが切られた延長ケーブルなど) を持つ主電源配線の構造が、 差動入力を別の場所で同相電流に変換するという事実を無視している [8]。
観察可能な特性は それがむしろ周波数ホッピング拡散スペクトラムであるという考えを支持するものの、 我々はそれが直接拡散を用いていると知らされた。 我々は、それがサブ・ステーションのモデムであれ、経路のどこかにあるリピータであれ、 家庭内端末が外界と直接通信することに気付いた。
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Fig.1: アイテム 9、及び 10 の境界で録音されたオーディオ波形。
これは、モデムがビジーとなるとオーディオが PLT 干渉にどのように「埋もれる」かを、
また「静止」状態の Main.Net モデムが目に見える (そして聞こえる)
定常的なクリックをもたらすことを示す。 |
干渉フィールド強度は、校正済みのループ・アンテナ、及び測定用受信機を用いて、 屋内で測定された。 例えば、5820 kHz (放送バンドに近い空いている周波数として選ばれた) において、 モデムがビジーであるか休止状態であるかに関わらず、 尖頭値検波を用いた 10kHz 帯域幅での等価電界強度は 64 dBμV/m (小さい上下変動を伴う) であった。 エミッションを運んでいる配線からのループの距離を正確に述べることはできない； そのループは測定が行なわれた部屋の三脚に単純に立てられた。 関係する配線が壁や天井の内側にあると仮定すれば、 その距離はおおよそ 1m のオーダーであった。 これは、大抵の人の家の部屋は ラジオを主電源ケーブルから遠く離すという選択肢を与えるほど大きくない (ラジオがバッテリー電源であるとしても) というポイントを強化する。 我々が携帯型ラジオを持って歩き回ったとしても、 その悪化は似たようなものとなるだろう。
我々は、短時間隣家を訪問する機会に恵まれた。
これは同一のテラス内の隣接した家であったが、これは
それらの家がテラスとなっている、あるいはセミ・デタッチである状況を代表する。
この隣人は PLT サービスを受けていない
―― だが、それでもその干渉を受けている4！
再び、我々は、代表的な電界強度の放送を記録したが、これは著しく損なわれていた
(ウェブサイト [11] から、アイテム 12〜13 を聞いて欲しい)。
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Fig. 2: 屋外メータボックス内に設置された Ascom 屋外アクセス・ポイント。
OAP はこの図の右下のユニットであり、読み取れるように、
電力計の給電側に接続されていた。
(訪問した Ascom を設備した別の施設は電気的に似た構成を持つが、
ここでは電力計と OAP は屋内に置かれていた。) |
Ascom システムは、低い HF をアクセスに、高い HF を屋内で用いるという一般的な慣習に従い、 アクセスと内部ネットワーキングにスペクトラムの別の部分を用いている。
アクセスに用いられる周波数は、2.4、4.8、8.4、及び 10.8MHz を中心とした４つのバンドである。 我々は、どの設備もこれらの４つのうちの３つのみを用いると信じている。 Ascom は、それぞれのシステムについて、2.25〜4.5 Mbit/s の容量を主張している。 内部ネットワーキングに用いられる周波数は、 おおよそ 19.8、22.4、及び 24.6 MHz を中心としたバンドである (厳密な詳細に関しては多少の不一致がある)。
我々は、そのシステムは 通常は上記の周波数を中心とした 1MHz のブロックのスペクトラムを使用すると伝えられた。 もしそれらがこの幅にきっちりと抑えられているならば 現在国際放送に用いられている HF バンド5 とは重ならないであろうことから、 放送に関する限りは良い選択を示すであろう。 設計者はこの選択に関して賞賛できる努力をしたようである。 だが、それぞれのバンドが単純な単一キャリア変調方式を用いてデータを運ぶようでもある； 本来のロールオフは穏やかであり、(あるとしても) 比較的簡単なフィルタで補われている。 従って、残念ながら、依然として放送との相当の干渉が生じ得る。
これらの内部と外部のシステムとの橋は、 屋外アクセス・ポイント (outdoor access point; OAP) で与えられる。 これは我々が訪れた双方の施設で電力計の給電側に接続されていたので、 高周波の屋内バンド信号はコンピュータの近くに置かれた屋内モデムに達するために 電力計を通過しなければならない。 これは、施設の１つの屋外メーターボックスを示す Fig. 2 で見ることができる。 屋内用周波数は電力計の給電側の OAP によって注入／受信されるので、 OAP が互いに近すぎるならば住宅間での干渉が起こり得ることは明らかである。
このシステムは、それぞれのキャリア上で時分割多重化を用いる。
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Fig. 3: Ascom システムの 4.41 MHz でのエミッションの周期的な特性 |
設計者の明らかに慎重な周波数バンドの選択にもかかわらず、 その放送受信に対する影響は依然として特定の放送周波数を妨害するのに充分であった ―― 例えば、ウェブサイト [11] から、録音されたアイテム 30、及び 31 を聞かれたい。
エミッション測定についての詳細は、[9] で読むことができる。
我々は、そのスペクトラムの観察によって このシステムのマルチ・キャリアの特性を確認できた。 スペクトラムはおおよそ 1.1kHz 離れた規則的な狭いピークを持っていたが、 これは４個ごとに欠け、4.4kHz の別の周期を与えているようである。 これ以上の情報がないために、その OFDM キャリア間隔が実際に 1.1kHz であるのか、 それとも側波帯のアーティファクトを伴った 4.4kHz であるのかを知ることはできない。 だが、その規則性は、該当する周波数範囲に同調させられた場合には、 AM ラジオ受信機が 1.1kHz トーンを再生することを意味する。
我々の測定結果を詳述する報告書は、この記事の執筆の時点では準備段階にある。 だが、設備された住宅の外側での測定が 40〜50dBμV/m (すなわち、最小の放送フィールド強度に達し、あるいはそれを超える) の干渉フィールド強度6 を与えたことは述べられる。 従って、屋内では放送に対する著しい干渉が経験される可能性が非常に高そうである。 それは、その住宅から 3m 程度の屋外で行なわれた録音で明らかであった。 これは、隣家の住人が被るかも知れないものを示してもいるだろう。
それは、Ethernet や WiFi と似た住宅内のネットワークを、 だが主電源配線の媒体を介して提供することを意図している。 それは OFDM ベースであり、4〜21MHz のスペクトラム範囲を使用する。 一部の無線ユーザーを念頭に置いて設計されたようであり、 そのスペクトラム・マスクは最大レベルから 30dB 下の深さのノッチを持って規定されている。 これらのノッチ周波数範囲は、USA でアマチュア無線に割り当てられている、 160、80、40、30、20、17、15、12、及び 10メータ・バンドと呼ばれる周波数7 に対応する。 それぞれのデバイスは、Ethernet パケットの送信のために全周波数範囲を使用する。
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Fig. 4: 7〜7.3MHz のノッチと
スペクトラムの他の部分のリップルを示す HomePlug PLT のスペクトラム。
周期的なプリフィックスが比較的長いことから、これらのリップルは際だっている。
(差動変圧器と、3kHz の分解能帯域幅と「Max Hold」のスペクトラム・アナライザ
とを用いて測定された。) |
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Fig. 5: ループ・アンテナと、
1kHz の分解能帯域幅と「Max Hold」のスペクトラム・アナライザとを用いて測定された、
15MHz 放送バンドのスペクトラム。
赤のトレースは HomePlug PLT システムがオフの時には
多くの放送信号が明瞭に見えることを示すが、
それがアクティブとなる (緑のトレース) と
40 dBμV/m を超える放送信号が酷く邪魔されるようなレベルにまで
「ノイズ・フロア」が著しく上昇する。
この「ノイズ・フロア」は、
HomePlug OFDM キャリアに対応して周期的に変動する。 |
Fig. 6:
ホーム・ネットワーキング PLT システムが
ワイヤレス・ネットワークとして機能することを示せた構成。
電源延長ケーブルが壁から抜かれた時、
もはや (配線された) 接続がないにもかかわらず、PLT ネットワークは動作を続ける。
「ワイヤ接続」であれ「ワイヤレス」であれ、
PLT システムが動作している時、放送受信機は干渉を受ける。 |
ノッチが仕様で要求された通りに実装されていることも確認できた。 これは、ライブとニュートラルのあいだの差動 RF 電圧を調べるための 広帯域変圧器構成8 を用いて確認された ―― Fig. 4 の結果のプロットを参照。 確認された全てのデバイスは、良く似た結果を持っていた。 この仕様は、ノッチに相当する OFDM キャリアは決して送信されないことを示している； しかし、規定された OFDM 波形のスペクトラムを そのパルス波形と除かれたキャリアを考慮しながら計算することは容易であり、 これが要求されたノッチ深さを生じるためには全く不充分であることに注目した。 従って、追加のデジタル・フィルタを使用しなければならないものと推論する。
放送事業者にとっては残念なことに、 これらのノッチは彼らが使用するスペクトラムのほとんどの部分を保護しない。 Homeplug ネットワークの動作が AM と DRM HF 信号の双方の受信の妨害を引き起こすことを示すのは容易だった ―― Fig. 5 を参照。
PLT 信号が放射されていることを、さらなる実験がはっきりと実証した。
HomePlug ネットワークが構築された。
１つの端末は、USB ― 主電源 PLT HomePlug デバイスを用いたラップトップ PC であった。
後者は電源延長コードに挿し込まれ、壁面電源コンセントに接続されていた。
クリスマス・ツリー・ライト１セットも同一の電源延長コードに挿されていた9
―― Fig. 6 を参照。
その PLT ネットワークは予期された通りに機能し、別の場所に接続された第２の端末と通信していた。
ラップトップ PC の HomePlug デバイスが主電源に物理的に接続されなくなるように
電源延長コードが壁から抜かれた時、
それにもかかわらずその HomePlug ネットワークは機能し続けた。
それは、HF 周波数スペクトラムを用いて、実質的に無線 LAN として機能した。
クリスマス・ツリー・ライトが、最初の端末のためのアンテナとして振る舞った。
これは、その特定の USB ― 主電源 PLT デバイスが
その電源を主電源からではなく USB 接続から取っており、
依然として PLT 信号を注入することができたため可能であった。
主電源配線が第２の端末のためのアンテナとして振る舞った。
それは、例えば抜かれた HomePlug デバイスの露出したピンを単に持つことによって、
ライトのように明白ではない「アンテナ」で (より低い容量で) 働くようにできた。
従って、可能な共存のための鍵は、より入り組んだものとならねばならない。 我々はそれが可能であると言うことができるが、 放送と PLT は同時に同じ場所で同一のスペクトラムを使用しようとしてはならない。
実質的に、これは既に部分的に受け入れられている。 Ascom システムは (その実装は望ましい結果を達成してはいないとしても) ほとんどの放送とアマチュア無線のバンドを避けようとして選択したバンドを持つようである。 DS2 システムはある程度のノッチを設ける能力を持っており、 HomePlug システムはアマチュア無線バンドに対応した固定のノッチを持っている。
これは非常に危険であり、 表現の自由とインターネットへの検閲なしのアクセスの自由が存在していない 多くの国々の体制への無条件の贈物となり得る。 例えそれが禁止されているとしても、現在は BBC World Service のような欧州からの国際放送事業者はこれらの国々へ放送することができ、 その市民らはそれを聞くことができる。 そのような国々 (国家 X と呼ぼう) は、 一定しない効果とともに、また ITU 無線規則に違反して、 放送のジャミングを選ぶかも知れない。 現在、欧州の国家はこれに関して国家 X に苦情を申し立てる立場にあり、 時にはこの苦情が効果を持つ。 だが、PLT プロバイダによる非公式な方法によってであっても、 欧州の無線受信がひとたび「検閲」されたならば、 もはや苦情のための有効な地盤はない。 この「互恵的」論拠は、国家 X によって欧州に放送される、 欧州では実際には誰も聞こうとは思わないかも知れず、 従ってその喪失について苦情を訴える視聴者はいないラジオ・プログラムでさえも 保護する義務を我々に負わせることに注意されたい。
この議論 (そして官僚主義とその結果のコスト) を避ける唯一の明らかな方法は、 無線サービスによる無線スペクトラムの使用を検出し (PLT 網の送信の意図的に挿入された「沈黙」期間中に)、 その時点で無線サービスが運用されていることをそれが見付けた 全てのスペクトラムの部分11 を避けるように、 PLT 機器が運用されることである。 これは検閲が行なわれないであろうことを保証するだろう ―― そして、PLT から屋内無線受信への干渉が最小限であるという制約のもとで、 PLT の容量を最大化するであろう。
それらはこのようなシステムが既に使用可能であることを暗示していると 誤解されるかも知れないものの、 欧州委員会による声明のいくつかはこの方法の可能性を明らかに認識している12。 我々の最良の知識によればそうではなく、 その開発を促進する何らかの規制上の圧力がない限りはそうなりそうにはない。 それが可能であるかどうかを調べるための簡単な実験を行なった。
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Fig. 7:
屋外アンテナで受信された放送信号フィールド強度 (赤のトレース； 左側の dBμV/m スケール)
と電源線間で検出された差動電圧 (緑のトレース； 右側の dBμV スケール) を比較する、
15MHz 放送バンドのスペクトラム・トレース (1kHz 分解能帯域幅)。
そのレベルが完全に対応しているとは限らないものの、ピークは良く対応している。
これは、ループと主電源配線が異なった検出特性を持つことを示唆するかも知れない；
だが、それは信号がフェードしている時に逐次的に記録されたトレースの結果でもあり得る。
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我々は実験を行なっている建物の外、11m の距離に、
(校正済みの) ループ・アンテナも配置した。
これは基準として用いられ、これによって、
受信できる可能性がある RF 信号があったかどうかと、その信号強度とを知ることができた。
課題は、受信可能な送信全てを、
主電源からの信号を調べることによって同定できるかどうかであった。
Fig. 7 は、広帯域変圧器を使用した場合の、
屋外で受信された信号と主電源から得られたスペクトラムの一部のトレースを示す。
電流クランプによる結果は同様である。
これらのトレースの目視は、
受信可能な信号で占められるチャネルを同定するアルゴリズムを考えることが
可能な筈であることを示唆する。
いくつかの単純なアルゴリズムが試され、良い結果が得られた。
これらのラインに沿ったさらなる作業が、強く推奨される。
30MHz 以下の無線スペクトラムは 長距離伝搬特性という無線ユーザーにとって特別な価値を持つユニークな資源であり、 放送に関しては、これは国際放送事業者にとって必須であり、 また国土が広い、貧しい、人口が分散した、 あるいは熱帯の国内放送にとっても非常に大きな価値を持つ。
30MHz 以下での放送は、より高いオーディオ品質と使用の容易さ ――視聴体験の全面的な改善―― をもたらす、 AM を置き換える DRM の導入によって転換されつつある
主電源配線は HF においてアンテナとして振る舞い、 電磁界を放射し、また受信する可能性を持つ。
電力線通信は視聴者の住宅での受信に相当の干渉を生じる可能性を持つ。 この可能性は 調査された全ての PLT システムからの実際の干渉の録音と測定によって確認された。
当局や欧州委員会によるエミッションの規制に関するプロポーザルは、 放送を適切に保護しない。 この場合、その溝は 60dB のオーダーである。 このようなプロポーザルは、EMC 規制の評判を落とすだけである。
放送やその他の無線サービスを保護する限度は、 PLT や類似のブロードバンド・サービスを非合法化する影響を持つであろう。 これは、おそらくは政治的に支持できないが、それは必要ではない。
必要なことは、干渉が防止されることである。 これは PLT が放送受信が行なわれるのと同じ時に、同じ周波数で、 また同じ場所で動作させないことによってのみ達成できそうである。 PLT システムの「ノッチ」が、これを達成するための手段として提案されている。
ノッチのみでは充分ではない。 充分に深いノッチを達成できることが確認されねばならない。 それらは、必要な時に、また必要な場所で、柔軟に割り当てられねばならない。 これを人が行なうシステムは、高価で、必要に応じるためには遅く、 また検閲に関する厄介な倫理的問題を生じるであろう。
スペクトラムのどの部分が無線信号で占有されているかを PLT システムが自身で自動的に決定し、それらを避けることができるであろう、 可能性のある方法が示唆された。 実験は、これが実現可能であろうことを示唆する。
[2] DRM web site: http://www.drm.org/
[3] STOTT, J.H., 2002. Digital Radio Mondiale: key technical features. Elect. and Comm. Eng. Journ., 14, (1), pp 4-14.
[4] STOTT, J.H., 1998. The how and why of COFDM.
EBU Tech. Rev., Winter 1998, pp 43-50.
Also available at: http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/papers/pdffiles/ptrev_278-stott.pdf
[5] STOTT, J.H., 2001. AM broadcasting and emissions from xDSL/PLT etc. BBC R&D White Paper† WHP 012.
[6] EBU. Demonstration prepared by Project Group B/EIC of the EBU, and available via link from: http://www.ebu.ch/en/technical/projects/b_eic.php
[7] STOTT, J.H., 2001. Emission limits. BBC R&D White Paper† WHP 013.
[8] STOTT, J.H., 2003.
How best to protect radio services as intended? BBC R&D White Paper† WHP 063.
[9] STOTT, J.H., and SALTER, J.E., 2003. The effects of power-line telecommunications on broadcast reception: brief trial in Crieff. BBC R&D White Paper† WHP 067.
[10] Main.Net website: http://www.mainnet-plc.com/index.htm
[11] Files available via BBC R&D web site at: http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp067.html
[12] Ascom website: http://www.ascom.com/powerline
[13] DS 2 website: http://www.ds2.es/
[14] STOTT, J.H., 2001. Cumulative effects of distributed interferers. BBC R&D White Paper† WHP 004.
[15] European Commission.
Papers COCOM04-50 and COCOM04-50Annex, available as:
http://forum.europa.eu.int/Public/irc/infso/cocom1/library?l=/publicsdocuments2004/cocom04-50_coverpdf/_EN_1.0_&a=d
and
http://forum.europa.eu.int/Public/irc/infso/cocom1/library?l=/publicsdocuments2004/cocom04-50annex/_EN_1.0_&a=d
† BBC R&D White Papers may be downloaded from the BBC R&D web site:
http://www.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/index.html
2. ADSL は、 電話の配線を用いて住宅をインターネットに接続するための一般的な方法である。
3. AM 放送受信に関して「最小限に保護されたフィールド強度、より低い保護比」 の概念に厳密に基づいた限度は、 6MHz よりも上の国際放送バンド全てについて、より厳しい限度を与えるであろう。
4. この訪問の短さは、 我々が単にこの状況で干渉が発生していることを確かめたことを意味し、 これは他の PLT 加入者の隣人にも起こり得ると合理的に予期される。 より長い時間をかけた実験を行なうことなしに決定的な判断を行なえなかったのは、 干渉が PLT を設備した住居からの放射によって生じたのか、 それとも伝導性 PLT 信号の被害者の住居内での放射によって生じたのかである。 だが、干渉は通りの広い範囲でも見出されており、 すぐ隣の隣人以外の人々も影響され得ることを示唆しそうである。
5. 2.4MHz、及び 4.8MHz を中心としたバンドは、 ITU-R で規定された熱帯地域での国内放送のために使用されている 熱帯バンドと呼ばれるものとぶつかる。 最も高い屋内バンドが 25.2MHz (24.6MHz ではなく) を中心としているという SSE の主張が正しいならば、それは 26MHz バンドの下の部分と重なるであろう。
6. ループ、及び Max Hold と 10kHz 帯域幅のスペクトラム・アナライザを用いて測定された等価電界； 測定用受信機を用いた 2002年の結果と基本的に同等のテクニック。
7. この USA の割り当ては他の国におけるものよりも広い場合があり、 どの場所のアマチュア無線家もその恩恵を受ける。
8. 絶縁コンデンサを含め、適切な定格の安全構成を用いて！
9. 著者は、最初にこのシナリオを提案してその挙動を報告した ドイツの RBT の Dr. Markus Wehr に大きく負っている。
10. これを行なうとしても、プログラム可能なノッチが必要となる。 ITU-R 無線規則のもとでのスペクトラム割り当ては時とともに変わる ―― 例えば、7MHz 付近でのアマチュア・バンドと放送バンドの再調整が現在議論中である。 従って、HomePlug で実装されているような固定のノッチは、解決ではない。
11. この保護は、おそらくは国際的に割り当てられた放送とアマチュア無線のバンド、 すなわち住宅での受信が意図されているものに限定され得る。 この場合、他の無線ユーザーのサービス (家の環境から離して置かれた受信アンテナによる) も過度に干渉されないことも確認しなければならないだろう。 著者は、非常に多数の配備からの累積的干渉が 特に航空無線サービスに著しい影響を持つかもしれないという懸念を持っており、 これはさらに評価されるべきである [14]。
12. 例えば、[15] からの、 「リアル・タイムにスペクトラムへのノッチを設ける機能のような先進的な緩和テクニックが、 干渉の解決を促進するであろう」という表現。
訳註 ―― この記事は 現在配備されているいくつかの PLC システムによる放送受信の妨害の可能性に言及していますが、 これはそれらのメーカーやその製品を非難することを意図したものではありません。
これは、EMC+Compliance Journal に掲載された記事を、 その許諾を得て T. Sato が翻訳したものです。 この翻訳については、原著者らはいかなる責任も持ちません。 これについての意見、質問などは VEF00200@nifty.com (T.Sato) 宛にお送り下さい。
Last update: 2005-02-27