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翻訳: T.Sato
アクセス・システムと屋内システムを共存させようとする ETSI の文書 (TS 101 867 [11]) が存在するものの、 それはほとんど無視されており、 1.6〜30MHz の周波数範囲の一部もしくは全てを用いた プロプライエタリの実現がいくつかある。 符号化方式、スペクトラム分布、そして信号レベルはシステム毎に異なっており、 詳細なデータは公表されていない。 世界の他の地域では積極的に追求されているものの、 様々な理由から、欧州ではアクセス・システムは広く実現されていない。
一方、米国などで屋内ネットワーキングのために用いられている HomePlug ネットワークシステムのための、確立された規定がある。 その第1版の規定は、 米国のアマチュアバンドの保護のために特定の周波数にノッチを持つ 4.5〜21MHz の周波数範囲にわたる一連のキャリア上に OFDM (直交周波数分割多重) を用いてデータを変調する [12]。 その転送ビットレートは 14Mbps 程度である。 より最近の規定は、150Mbps の情報レートを与えると主張されている、 HomePlug AV と呼ばれるものである。 イギリスにおいては、ブリティッシュテレコムは、 主電源配線を通る 3〜30MHz の範囲で広帯域データを通すための、 HomePlug に似ているが同一ではないメカニズムを含む、 BT Vision パッケージを提供している。
大雑把なところでは、また固定のレベルの提示は誤解を招くかも知れないほど この技術は充分に複雑化していることを考慮する必要はあるが、 PLTシステムの適当な動作のために一般に受け入れられている電力レベルは −50〜−40dBm/Hz である。 その周波数の干渉測定で標準的な 9kHz 帯域幅で測定すると、 これは、電力網の 100Ω の差動インピーダンスの両端では 100〜110dBμV (0.1〜0.32V)となる、 −10〜0dBm 程度の電力レベルを意味する。 これは、その 100倍低い、 全てでないとしてもほとんどの電子製品設計者が見慣れている、 それぞれの相と接地のあいだの伝導性エミッションの 同等の周波数範囲における住宅環境での許容限度の 60dBμV と対比できる。
だが、その基本的な要求はデータがユーザーにとって受け入れられるビットレート (広帯域インターネットアクセスの魅力の主な側面として期待されるもの) で伝送されることであり、 受け入れられるビットレートのための帯域幅と 必要な全てのノッチが適用された後でシステムが使用できる帯域幅とのあいだには 直接的なトレードオフがある。 言い替えると、スペクトラム割り当てのノッチによる保護は、 使用できるビットレートの低下との引き換えによってのみ達成できる。 極端な話、全てのスペクトラムをノッチアウトすることはできない。 従って、ノッチは理論的には放送事業者やアマチュア無線家のような 一部のスペクトラムユーザーの保護を提供し得るものの、 他は依然として悩まされることが予期される [1]。 後で見るように、 標準化委員会によってとられているアプローチの核心にこの問題がある。
ノッチのテクニックは、さらなる疑問 ――相互変調に関係するもの―― を生じる。 複数の無線周波信号が非線型システム ――主電源網は、それに接続されている電子機器全てにより、 確実に非線型性を含むであろう―― に印加された時、それらは「相互変調」を生じ、 元々のスペクトラムには存在しなかった周波数を発生する。 従って、PLT 信号自身はスペクトラムの所定の部分に閉じ込められ、 他の部分を避けるかも知れないものの、 被害者の受信機においてはそのシステムの相互変調効果は 保護される筈であった周波数帯内の干渉信号を生じるかも知れない。
この現象は可能性としては認められてきたが、 その見込みや有害性の調査は、あまり、あるいは全く行なわれていない。
PLTモデムに適用できるもう1つのテクニックは、電力管理である。 これは GSM 携帯電話で広く用いられており、単に、 信頼できる通信の達成のためにスペクトラムの特定の部分で必要な最小電力のみを システムがインテリジェントに用いることを意味する。 従って、全ての種類の主電源環境における適切な動作のために必要な電力レベルを 上記のように示すことはできるものの、 実際には、これはモデムが任意のサブバンドで見付けたノイズレベルに応じて サブバンド毎に低下させるようにリアルタイムで調整することができる。
世界で最も競争力があり、ダイナミックな、知識ベースの経済となることと述べられており [10]、 安価で、高速のインターネット・アクセスを伴う ブロードバンド通信インフラストラクチャは、 この方針の基礎として見られている。 ローカルループ、あるいは「ラストマイル」 (ブロードバンド・データの住居やオフィスへの引き込み) は、 特に「既存勢力」 (以前から存在しているテレコム・プロバイダ) の 気付かれている締め付けを壊すことによる、 このインフラストラクチャの競争の自由化のプロセスにおける ボトルネックとなっている。
一方、欧州の加盟国の一部はこの技術の潜在的な RF 干渉の危険に早くから気付き [2]、 そのような干渉が拡大する恐れがあれば彼らがそれを管理できるような規制を実施した。 ドイツにおいては、NB30 規格は 1.6〜30MHz の範囲の放射性エミッション限度を設ける。 イギリスにおいても、より低い周波数範囲をカバーするものの、 かつての Radiocommunications Agency 規格 MPT1570 が公表された。 投資家はすぐに違法となるかも知れないシステムの支持に慎重であったし、 これは欧州連合内でアプローチの違いがあることも意味したので、 勿論、これはそれらの国々での PLT 活動を分断した。 (MPT1570 に対するイギリスの Federation of Electronic Industries の反応は、 それは「受け入れられないほど地方的である」というものであった。) PLT の EMC への影響がその普及への障壁となっているので、 欧州委員会は、ある意味、この障壁を解消しようとうずうずしていた。 2001年、欧州委員会は、ETSI と CENELEC に 通信網の EMC のための規格を作るように指示を出した (マンデート M/313)。 これはそれら2つの機関の Joint Working Group によって扱われてきたが、 関係する困難 ――特にネットワークからの放射性エミッションに対する、 全関係者を満足させるであろう限度の設定に関する合意を見出すことの―― は、そのような規格ができるまでには時間を要することを意味した。
2004年初期、EC はこのプロセスでの忍耐を失ったようで、 次のように求める文書 [3] を CENELEC と ETSI に送付した：
現代の電力線通信インフラストラクチャと両立する、 放射妨害 (そしておそらくは一貫した伝導性妨害限度) に関する 試験方法と限度を与える技術的規定を定める。 この技術的規定は2004年3月31日までに用意されるべきである。
Joint Working Group はドラフトの技術仕様 [4] を提出することで 素早く対応したものの、その文書が2004年1月に送付されたことを考慮すると、 そのような期限は明らかに非現実的であった。 その後、委員会は次のような断固たる声明を含む勧告 [5] を出した：
加盟国は、特にユーティリティ企業から、 広帯域電力線通信システムの配備と そのようなシステムを通しての電子通信サービスの提供に関する、 正当化されないいかなる法的障壁も除去すべきである。 …… 電力線通信システムの適合の推定のために用いる規格が 指令 89/336/EEC のもとで整合化されるまで、加盟国は、 指令に適合した、意図された目的のために使用されている機器から作られ、 グッドエンジニアリングプラクティスに従って設置され運用されている 電力線通信網は、指令に適合するとみなすべきである。
従って、このボトルネックを取り除く見込みがあるいかなる技術も、 欧州当局によって奨励されると見られる。 PLT は、明らかにそのような技術である。 その本文は、 「もしシステムが適合とみなされ、それでも有害な干渉を生じるならば、 その加盟国の当局は、そのような干渉の解決の観点で、 EMC指令の第6条に従って特別な対策を講じるべきである。」 と、手続きに関して続けているが、そのような手続きは時間を要し、 そのあいだは干渉による損害が発生する。 だが、委員会が明らかに PLT システムの「適合」と それが干渉を引き起こす能力との分離を考えていることは興味深い。
あいにく、アクセス PLT システムの経済学は、 この委員会の勧告の適用がある程度弱められることを意味した。 だが、対比すると、屋内システムはすみやかに普及しており、 現在ほとんどの注意を引いているのはそれである。
これは、国内、また国際の双方での、 スペクトラム全体にわたる無線サービスの詳細な計画の手続きを可能とする。 これらの手続きは、それぞれのサービスが、 必要な信号の満足な受信を確かとする 必要な信号と干渉信号との最小の比率である「保護比」を 達成できることを確かとする。 そして、無線サービスはこの比率を高い確率で与えるように計画される。
このスペクトラム計画システムは、 イギリスのもの [7] のような、複雑な周波数割当表をもたらす。 これらは提供しなければならないサービスの範囲を示し、 HF スペクトラムにおいては、放送、航空、地上、 及び海上移動音声／データ通信、そして無線航法が含まれる。 これらのサービスの一部は安全クリティカルである。 住宅やオフィスに、RFID リーダーや警報装置のような、 例えば 13.56MHz を使用する短距離デバイスが、 より多く設置されるようになっている。 アマチュア無線家、電波天文、標準周波数／時間の送信や政府による監視局のような、 非常に低レベルの無線信号の受信や分析に関係する「少数派」のユーザーもいる。 これらの「利害関係者」の多くが PLT の拡散に関して深刻な懸念を抱いていることは、驚くべきことではない [8]。
そのような利害関係者の1つは、イギリスのアマチュア無線家を代表する、 Radio Society of Great Britain (RSGB) である。 数年前、RSGB はドイツで適合が宣言された PLT 製品の不適合を訴えた。 Ofcom は 2008年にようやく回答し、 イギリスでは措置を行なわないであろうとほのめかした。 その会長から Ofcom への公開書簡で示された RSGB の見解は、 「構造改革に帰されたこの遅延は、素直に言って嘆かわしく、 プロフェッショナル的でなく、 勿論その機関の中立性や『電磁スペクトラムの最適な使用を確かとする』という 言明された法的義務を良く反映していない」というものである [9]。 当局の一部がこの問題に対して示す関心の欠如に対する アマチュア無線家の明らかな欲求不満は、イギリスに限られたものではない。
Ofcom は、解散した Radiocommunications Agency の義務を、 2004年初期に引き継いだ。 彼らの職務は「イギリス全土で、高速データーサービスを含む、 広範囲の通信サービスを使用できることを確かとする」ことも含むので、 ブロードバンド提供の形成に反する規制を 無線ユーザーの利益のために執行することになった時には、 利害の衝突の暗示以上のものがあると考えたかも知れない。
伝統的な AM 放送で気付かれた受信品質問題のいくつかを克服するために、 BBC や Deutsche Welle を含む放送事業者のコンソーシアムによって、 DRM (Digital Radio Mondiale; www.drm.org 参照) として知られている、 新たなデジタルサービスが立ち上げられた。 PLT に伴うローカルなノイズフロアの上昇、そしてその連続性と広帯域性は、 このサービスの有効性を深刻に損なう可能性を持つ。
放送と同様、航空／海上通信は、その旅路の大部分となり得る、 移動局が地上 VHF 局の到達範囲外である時、長距離通信のために HF 帯を用いる。
それが発生する電磁妨害が、 無線／通信機器やその他の機器が意図したように運用できなくなるレベルを越えない
これは、他のこととともに、ほとんど全ての電気／電子機器、 特に主電源に接続されるものが、 それが接続されたケーブルに注入するノイズの量の限度に 適合しなければならないことを意味する。 これらの限度は、IEC の無線干渉の管理の責任を持つ委員会である CISPR に起源する規格に含まれている。 それらは、潜在的な被害者である受信機が必要とする保護比、 発生源が物理的に近くにあって受信機と結合する可能性、 そして発生源と受信機の動作が同時に行なわれる確率を考慮する プロセスを通して考えられてきた。 それらは、欧州では、そのような干渉を生じそうな全てのものに EMC 指令の運用を通じて適用される。 主電源に接続される機器の設計者は、今では、 追加の、だが必要な義務を設計者に負わせる、これらの要求に馴染んでいる。
実際の干渉問題の範囲の同定における1つの問題は、 非技術的な無線ユーザーは、 それまでそのようなものを聞いたことがないであろうから、 彼らが経験している干渉が PLT の発生源によるものであることに 気付かないかも知れないことである。 だが、データを通していない時でさえも連続信号を生じるらしい、 BT Vision の設置数の急激な増加は、 既に YouTube ウェブサイトで見付けることのできる抗議集団を生じているようである
有線網が生じる非意図的な放射性エミッションの程度を決定する クリティカルなパラメータの1つは、 そのケーブルの「不平衡減衰量 (LCL)」である。
単純に言うと、これは、 所望のデータ伝送に伴って意図的にワイヤ間に現れる、 そもそも放射されるべきではない信号のレベルと、 ケーブルの漏洩しやすさを示し、放射のかなりの部分に寄与する、 全てのワイヤを一括としたコモンモードでの信号レベルとの比率である。 広帯域信号を運ぶデータ・ケーブル ――Ethernetが最も典型的な例―― は、 データ信号からの RF 漏洩を、低い、 既知の値に維持することを確かとする良い LCL のために、 非常に厳しく規定されている。
これは、 住居へ ADSL/VDSL (電話線接続) ブロードバンドを引くために用いられている 電話ケーブルについても、ある程度まではそうである。
主電源配線についてはそうではない。 ケーブル設計の LCL に影響する最も重要な側面は、 ケーブルを作るワイヤのペアの物理的バランスである。 それぞれと環境との相互作用が同一となるように、 それぞれの導体はペア内の他方と密に結合していなければならない。 そうすれば、その2本のワイヤ上の信号電流が完全に平衡している ――端末機器の適切な設計によって確かとできる―― 限り、 一方のワイヤからのエミッションは他方からのエミッションによって正確に相殺される。 この達成のため、データ・ケーブルは管理された方法で密に撚り合わされている。
ケーブルのそれぞれの端のインターフェースも 同等に良く規定されていなければならない。
主電源配線はこの方法で管理されていないだけではなく、 一般に、これらの原則に全く反するように設置されている。
例えば、ライブ側のワイヤを照明スイッチへと分岐させて再び戻し、 数メートルにわたってニュートラルの帰路と引き離すことは容易である。 環状の主電源配線を作るケーブル内の導体は、 典型的には平たいペアと接地であり、互いに撚り合わされていることはない。 その環状の主電源内のそれぞれの接続箱ごとに、 ライブとニュートラルのペアの配線構成の、 大きな、管理されていない偏りがある。 そして、接続された器具 (テレビ、調理器、コンピュータ、洗濯機など) の中には、 ライブ、ニュートラル、そして接地のあいだのインピーダンス不平衡の、 あらゆる可能性がある。 そのいずれも、50Hz の主電源周波数では問題とならないが、 30MHz に達する PLT 周波数においてはクリティカルとなる。 その配線が (イギリスでそうあるべきように) IEE 配線規則に従って正しく設置されているとしても、 それは電気安全を確かとするだけであり、その高周波特性については関知しない。 実際、UK の保護多重接地 (protective multiple earth; PME) 配線システムは、 ニュートラルと接地の導体の接続により、 引き込み点で生得的に不平衡とされている。
ITE 機器のエミッション規格 (欧州では EN 55022 として発行されている CISPR 22 [6]) は、10MHz で 7dB 低下する、 カテゴリー3データ・ケーブル (今は新しい設備では滅多に使われない) については 55dB、カテゴリー5については 65dB の低周波 LCL を与える。 対照的に、COST 286 プログラムの後援のもとでの作業 [14] は、 同位相測定のために 7.5dB 程度の「主電源対称率 (mains symmetry factor)」 (LCL と似ているが、同一ではない) を示唆した。 言い替えると、主電源ケーブルは、不要輻射の制御に関して、 最も普通に設置されているデータ・ケーブルよりも 58dB まで、 あるいは 1000倍近く悪くなり得る。
実際、典型的な設備の生得的に不平衡の性質のため、そもそも LCL が主電源配線網を特徴付ける適切なパラメータかどうかも議論の余地がある。 LCL の規定が、 コモンモードとディファレンシャルモードの双方のインピーダンスの知識に、 そして外部の接地への基準接続に依存するということもある。
それらは一般に主電源網については入手できないので、 COST 286 の報告で提案された主電源対称率のような異なる測定法の使用は、 より良い方向となりそうである。
それは、CISPR 伝導限度はこれまで HF スペクトラムの保護のために適切であったので、 いかなるシステム限度もそれから導かれるレベルよりも厳しいものであるべきではない、 と言う。 この論拠は、いくつもの重要なポイントを見落としている：
実際、CISPR で定められた主電源伝導性エミッション限度の近くでは、 PLT モデムは動作できないようである。
HomePlug ネットワークが確立された。 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。 その PLT デバイスは電源延長コードを介して壁面コンセントに差し込まれた。 同じ延長コードにクリスマスツリー用電飾も差し込まれた。 その PLT ネットワークは予期されたように機能し、 他の場所で差し込まれた第2の端末と通信した。 電源延長コードが壁面コンセントから抜かれ、 ラップトップ PC の HomePlug デバイスが もはや物理的に主電源に接続されないようにされた時、 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、 実質的にワイヤレス LAN として機能していた。 電飾が第1の端末のためのアンテナとして働いた。 これは、その特定の USB - 主電源 PLT デバイスは 電源を主電源からではなく USB 接続から取っており、 従って依然として PLT 信号を注入できたために可能であった。 主電源配線が第2の端末のためのアンテナとして働いた。 それは、電飾よりも露骨でない「アンテナ」を用いて、 例えば抜かれた HomePlug デバイスのプラグの露出したピンを持つだけで、 (より低い容量で) 動くようにすることもできた。
これは、より適切な反応は、PLT システムを意図無線送信機として扱い、 適切に免許することであることを示唆する。
これは無線当局が懸念する唯一の脅威ではない。
もし PLT がいずれかの国で広く実現されたならば、 その総放射電力は、発生源から遠く離れたところ、 潜在的には他の国々での無線ノイズ・フロアを上昇させるのに充分なものとなろう。 もし、例えばある都市全域に PLT が引かれたならば、 その RF エネルギーが電離層で反射され、大陸を照射する、 集合送信機を形成し得る。 さらに、そのような都市の上を飛行する航空機は、 HF 信号を受信する能力を失ったことに気付くかも知れない。 イギリスの Civil Aviation Authority は、 「航空サービスは有線通信サービスからの脅威のもとにある」と、 その懸念を表明した。 この現象のための確立された HF 伝搬モデルが存在しており、 起こり得る結果をモデル化しようとして多くの研究が行なわれてきた。
その懸念は、ADSL と VSDL を含む、いくつかの広帯域技術に焦点を当てた。 ERA 報告 2001-0333 [18] は、次のように言明した：
その研究は、 ロンドンのような大都市からの VDSL 空間波エミッションの累積は、 ITU によって公表された確立された地上レベルでの無線ノイズ・フロアを 上昇させる可能性を持つことを見出した。 さらに、その周波数帯を共有する 航空用移動 HF 無線サービスへの干渉の顕著なリスクが示された。
VDSL は PLT と同様の周波数を用いるが、 通信ケーブルではなく電力ケーブルを用いる PLT システムの放射効率は遥かに高い。 別の研究、York EMC Services AY3525 [17] は、次のように述べる：
確立された無線ノイズ・フロアを、 空間波伝搬の累積に伴って顕著に上昇させそうな唯一の技術は、PLT である。
そのような研究での問題は、 充分な数の設置されたシステムが統計的に受け入れられるものとなる時まで 予測に用いたモデルを検証することはできないので、 それまでは理論的なものにとどまらなければならないことである； だが、その時には、 ロールアウトはもはや止めることができないほど進んでいるであろう。 そして、これらの研究の著者らは、 彼らの結果は彼らが用いた最初の仮定、 特にそのシステムの市場浸透と使用の程度と、 ケーブルの放射効率として仮定した値に強く依存していると素直に認めている。 例えば、ERA 報告書は、 様々なパラメータの悲観的仮定と楽観的仮定の影響のあいだに 40dBの「ウィンドウ」があると推定している。 そうだとしても、もし VDSL の場合に状況が悪いものとなりそうであれば、 PLT についてはさらに悪くなり得るだけである。
彼らの訪問は同時であり、2002年11月12日から13日に行なわれた。 双方の機関は、屋内においては、Main.net と Ascom の双方のシステムが、 加入者の住宅の居住者、そしておそらくは隣人が 放送とアマチュア無線の周波数帯を使用できなくする可能性を持つと結論した。 それらのシステムは異なる特性を持ち、異なる周波数範囲を使用するので、 必要とされる受信周波数が使用可能なままとなるように、 それらから充分に離れた PLT 周波数を選択することが可能かも知れない。
だが、干渉の実際の強度は、 同一チャネル干渉を無害とするであろうレベルよりも著しく大きかった。 BBC チームによって行なわれた測定結果は、 時には NB30 限度を 20dB 超えるレベルを示し、 従って上記のドイツとスイスの所見を確認する； そして、オーストラリアとフィンランドで示されたように、 放送やアマチュア無線の保護のためには、 NB30 限度でさえも高過ぎるという事実も確認された。
3つのレポート全てを読むと、 特に PLT の動作を完全に切ることができないために ベースラインを得ることができない状況では、 この種の干渉の信頼できる、再現可能なオンサイト測定の実施に関係する 様々な困難によるもの以上のものに突き当たる。 これは経験のある EMC 試験技術者を驚かせるものではないが、 欧州委員会が考えているような、 PLT システムが設置された後のケース・バイ・ケースでの 干渉問題の調査と解決に完全に依存する適合体制の前触れとはならない。
もしそれらの製品が適用可能な規格に適合できないのであれば、 彼らはどのようにして CE マーキングを付けられたのだろうか？ 最近まで、製造業者に可能な唯一の代替手段は、 第1版の EMC 指令の 10.2条に基づく技術構成ファイル (TCF) ルートであった。 これは、規格に頼ることなく、 必須要求への適合が実際に達成されていると述べる証明書を発行する コンピテント・ボディーへの、適合の主張の送付を必要とした。 初期に EU 市場に出された PLT モデム全ては CE マーキングのために実際にそのような TCF ルートを用いたものと理解され、 これはそのような主張を行なうことができると信じたコンピテント・ボディーが 欧州のどこかにあったことを意味する。
その正当化の困難のため、EC Association of Competent Bodies と UK EMC Test Laboratories Association の双方が、 次のことを強く警告するガイダンスを起草した：
これやその他の任意の TCF をレビューする際の コンピテント・ボディーの基本的な問いは、 「この機器は EMC 指令の必須要求に適合するか？」ということである。PLT は動作のために良い信号対雑音比を必要とするので、生得的に、 EN 55022 で許容される現行の限度を超えるかも知れないエミッションを 発生させなければならず、 従ってある種の受信機器への干渉を引き起こすかも知れない。 機器がそのようなエミッションを発生させず、 従って必須要求に適合するということを TCF で立証するのは、 製造業者の責任である。 TCF がこれを成し遂げているとコンピテント・ボディーが納得しないならば、 肯定的な報告書や試験証明書を発行すべきではない。(EMCTLA [19])
PLC のトピックは著しく物議をかもしており、 開発と活動はいくつかのレベルで進行中であるので、 PLC システムの TCF アセスメントを行なうように依頼された時、 コンピテント・ボディーは最新の開発と活動の全てを考慮に入れるべきである。 …… これらのシステムに関する状況は依然として持続的に変化しているが、 コンピテント・ボディーはそのシステムが EMC 指令の第4条の要求に 適合しなければならないことに留意すべきである。(ECACB [20])
これらの文書双方の微妙さは、結局それらのいずれも この形で公開されていないという事実から量ることができる。
それらの隠された意味は、PLT システムが第4条に含まれている必須要求に 適合できるかどうかは、非常に疑問であるというものであった。 従って、肯定的な報告書や証明書を発行した任意のコンピテント・ボディーは、 控えめに言っても、無防備な立場を選んだことになる。
その立場は、第2版の EMC 指令の採択と、 ECANB の新しいガイダンスノート [21] の発行によって変化した。 これは、ペアとなる CISPR 文書で提案されている 緩和手段 (後で述べる適応型ノッチ) とともに、 ドラフト文書 CISPR/I/257/CD (後述) に従った エミッション測定と限度の使用をアドバイスする。 だが、 CISPR/I は、 (その回覧中の数ヶ月のあいだに) CISPR/I/257/CD の手法を既に否決した。 これは EU 通知機関が、適合の見解を与えるために不適切な手段の使用を ECANB ガイダンスでアドバイスされるという、不満足な状態のままとする。
第2版の EMC 指令のもとで製造業者がとれるようになった代替手段は、 通知機関の見解を求めることなしに、 また EN 55022 を全面的に適用することなしに、 自分自身の「EMCアセスメント」を実施することである。 これは適合の声明に対する異議のより大きなリスクを残す； だが、そのような異議の長々としたプロセスと不確実な結果のため、 製造業者によってはこのアプローチを選ぶかも知れない。
2006年に発行され、旧版の失効日を2009年10月1日として整合化された CISPR 22/EN 55022 の第5版は、PLT 製造業者にさらなる混乱を引き起こした。
これは、それがテレコム・ポートの試験の適切な手法の決定のための フロチャート (Figure C.10) を含むためである。 もしこのポートが「主電源」タイプ (すなわち PLT モデム) と定義されるならば、 試験は全てのタイプの主電源給電機器に適用される 標準的な手法に従って行なうべきであると、それは主張する。 これは、CISPR 22 がさらに改定されない限り、またそれまでのあいだ、 デバイスの合格を可能とする代替手段を適用できるという、 残された希望全てを失わせた。
結局は EU 内の市場に置かれる製品の大多数を形成するそのような機器の製造業者が、 なぜ PLT がそのような特別扱いを受けるのかを知りたいと求めることを、 何が防ぐであろうか？ このテクノロジのみが免除されたならば、 彼らは、なぜ彼らの産業界の相当の追加コストのもとで その限度に適合させなければならないのかを知りたがることだろう。 もし PLT がその限度を嘲笑い、 それでも無線スペクトラムを保護できるというのであれば、 我々にもそうできると言うことだろう。 だが、勿論、 それは主電源ワイヤ上の干渉の管理されない上昇への水門を開くことだろう。 より無作法な言い方をすると、それは数十年にわたって確立された 干渉制御の原則を土足で踏みにじるものとなるだろう。
だが、これは PLT の問題の中核にある矛盾を露出させる。 それは、主電源ラインへの RF 妨害の印加に関して 特別な地位を与えられた時にのみ動作できる。 実際、それは EMC 指令の文脈では特別な場合として扱われなければならない。 それは、おそらくは、 「無線／通信機器とその他の装置が意図されたように動作できるレベル」 を超える電磁妨害を発生しないという要求に適合することはできない； なぜならば、その限度はこの要求を達成するために設定されており、 それ自身がこの限度を越えなければならず、従ってその要求に違反する。
彼らがとったアプローチは、PLT モデムの主電源接続を 「データ伝送と通信を担う電力線への接続のためのポート」 と再定義することであった。 まず、通信機能を停止させ、伝統的な方法と確立された限度で一度測定する； そして、通信機能を作動させ、別の方法で再び測定する。 第2の方法はライブとニュートラルのワイヤを平衡ペアとして扱うことに依存し、 規定された不平衡減衰量 (LCL) を与える回路網 (標準的な LISN ではなく、その決定そのものが議論をもたらしている) を通してコモンモード信号のみを測定する。
明らかに、このアプローチではその LCL の値が重要である。 その値が高くなれば、コモンモードに変換される干渉が少なくなり、 従って限度への適合が容易になる； あるいは限度を超えないままで送信できる差動信号のレベルが高くなる。 初期のドラフト (CISPR/I/89/CD) で検討されていた値は、 全周波数にわたって 30dB であった。 だが、この値は明らかに楽観的であり、 その後のドラフトの CISPR/I/257/CD では 24dB に見直された [22]。 これでさえも CISPR の多数にとって受け入れられるものとなるためには高過ぎ、 次の提案では、COST 286 によって提案された 7.5dB の主電源対称率と関係する、 6dB となった。 だが、6dB の LCL を生じ、かつ所望の信号を通過させる回路網の作成には、 現実的な困難がありそうである ―― 伝導性エミッション試験で長年用いられている標準的な CISPR 主電源 LISN は、 差動信号の半分をそれぞれのラインでアースに対して測定するので、 実際には差動とコモンモードのあいだでの実効的な 6dB 変換を与えるが、 所望の信号を故意にブロックする。
従って、堂々巡りを繰り返した後で、プロジェクト・チームは、 より高い LCL を、だが異なるセットの限度とともに規定する方向に向かっている。 CISPR のより上位での決定の結果として、彼らは、この作業の中で、 見つけ出したいかなる新しいセットの限度についても、 無線スペクトラムの保護のために適切であることを 検証しなければならなくなるであろう。
適応形ノッチは、産業界と ETSI での開発の先端にある新たな技術である。 それは、屋内短波放送受信を保護しつつ、 相当の恒久的な性能低下をもたらすであろう 全ての放送周波数帯を常時固定でノッチすることの回避を目指す。 EBU との共同でのラボやフィールドでの試験は、この技術を成功裡に示した。CISPR/I/258/CD の位置付けは完全に明確ではない； それは報告書以上のものとしては意図されていないようであるが、 規格要求としてインプリメントするというプレッシャーがあり、 既に述べたように、ECANB ガイダンスによって既にこの観点から見られている。 これは無線スペクトラム保護の歴史の中で全く新たな発展となるであろう。 それは明らかに、CISPR での PLT の受け入れの主な障害となっている 強力な放送ロビーへの対処を意図しており、 もしそのテクニックが CISPR 22 で必須とされれば、 このグループの反対を中和するであろう、あらゆる見込みがある。 これの言外の意味は何だろうか？適応形ノッチは PLT デバイスのための強力な緩和テクニックである。
適応型ノッチは自律的に動作する。 モデムは無線周波スペクトラムをセンスして その施設でその時に使用可能な品質で受信された放送チャネルを検出し、 送信信号でこれらのチャネルをノッチさせる。 PLT システムのスループットの適応形ノッチに伴う喪失は非常に低い。 特定の時点で有用な屋内受信を与える少数の放送チャネルのみがノッチされる。 (強調は著者による)
上の引用の強調に注意されたい。 どの放送信号が「使用可能な品質」で受信されたかを判断するのは PLT モデム自身であり、それらの周波数のみがノッチされる ―― スペクトラムのその他の部分は汚染される。 では、HF 周波数帯の特殊なユーザー ――短波リスナ、興味深いが低出力の放送の探求者、DX-er、 電波天文学者、そして長距離航空通信のようなその他のユーザー―― はどうなるだろうか？ 明らかにそのようなユーザーは PLT モデムに対して 彼らの利害を代表する影響力を何ら持たない。 これは、第三者にというわけではなく、他の機関に対してでさえなく、 誰かの家にある自律的な電子機器の気紛れに その権限を包括的に委譲することを干渉管理機関が提案する、 おそらくは最初の例であろう。 「干渉制御の原則を土足で踏みにじる」という言い方を、この記事で既に用いた。 CISPR/I はこの改訂の成立に向けて積極的な意志表示を行っており、 それらの原則は明らかに大規模に再発明されている。
原則の問題を別として、いくつかの答えられていない疑問が残る。 まず、そもそもそれ自身の付託の枠内で働くことができるのだろうか？ 相互変調がノッチの効果をなくし、 使用可能であるとみなされた少数の特権的な放送周波数のために 慎重に残された穴を「埋める」可能性があることについての、 CISPR 内での了解はないようである。 ラボやフィールドでのトライアルはこの疑問には答えないであろう ―― それに答えるのは経験のみである。
第2に、適応形ノッチを用いたモデムの動作は、 どのように試験し、検証するのだろうか？ 標準化された正確な EMC エミッション測定は、 周知の通り、静的な干渉源を仮定してさえも達成が困難である。 そのようなデバイスのための新たな試験方法を CISPR 内で開発して検証するためにはどれほど長くかかり、 それまでのあいだ PLT 産業は何をするのだろうか？
第3に、PLT モデム以外の、主流の電子製品の立場はどのようになるだろうか？ もし冒険的なスイッチモード電源設計者が スイッチング周波数エミッションを動的かつ適応的にノッチさせられる電源 (明らかに現在の技術とは似ていない) を作ろうとしたならば、 これと同じエミッション限度の適用除外の利益を得られるであろうか？ そうでないならば、なぜか？ より重要なことは、もし均一なエミッション限度の原則が この特別なケースで破られたならば、 確実に多くのその他の特別なケースが続くであろうことである。 CISPR は、彼らが開こうとしているように見える パンドラの箱の性質に気付かなければならない。
より有益であると示され得るもう1つの緩和テクニックは、 この記事の最初で簡単に述べた、適応的パワーマネジメントである。 電力出力を通信のために最低限必要なものに低減することは、 望ましい状況においては、 PLT モデムを既存の限度と両立できるレベルで運用できるようにするかも知れない。 だが、ノッチと同様、これは提供されるビットレートと引き換えとなろう； そして、大きな分散システム (例えばホテルを考えよう) は 依然として高い電力レベルを用いる必要があるであろうから、 その技術が扱うことのできる設備の可能な大きさは制限されるだろう。
一方、並行して、CENELEC/ETSI Joint Working Group (JWG) は、
動作している PLT ネットワークからのエミッションの測定のための
技術仕様 (規格ではないことに注意) のドラフトを2004年に作成した [4]。
これはアクセス電力線通信ネットワークから生じる
電磁エミッションの限度と測定方法に限定された；
言い替えると、それは屋内ネットワークには適用されない。
それは、0.5〜30MHz の周波数範囲にわたり、
55.5dBμV/m に相当する 4dBμA/m の限度を 3m の距離で適用する。
既に見てきたように、
いくつかの国家当局はそのような値は 40dB 程度高過ぎると考えた。
EC の 2003年10月の PLC に関するワークショップでのプレゼンテーションで、 JWG の議長は限度の問題に関して直面しているジレンマを顔をしかめて述べた：
あるいは、これも既に見てきたように、 スペクトラムユーザーと PLT 運用事業者は、 実のところその値については合意している。 彼らは、単にマイナスするかプラスするかに合意していないだけである。 その技術仕様は公表されたことはなく、最終的に、 2006年に JWG はそのプロジェクトを打ち切ることに合意した。 それは欧州委員会のマンデートに回答することができず、 実質的に PLT ネットワークが無線受信と両立しないことを 告白したようなものとなろう； それは、そのネットワーク規格が 「将来のいつか、新たな技術が生まれた時に再開される」という期待のもとに、 他の領域で作業を続けてきた。 EC マンデートは依然として有効であったので、 これは国家当局がネットワークの適合性に対する国家規則を 彼ら自身の主導で導入することを妨げる効果を持った。 実際、既に参照した緩和手段の出現に伴って作業が再開されたが、 執筆の時点では依然として公開された規定はない。
一方、オーストラリアのアマチュア無線家は、 オリジナルの技術仕様で示唆された限度に適合するだけのシステムから予期し得る 特定の距離と周波数での局所的干渉のレベルの同定のために、 予測プログラム [24] を開発した。
上のグラフは、提案された限度のいくつかを示し、
無線ユーザーに対する保護を提供すると感じられる値 (BBC) と
PLT 運用事業者に受け入れられるかも知れない値 (prTS 50437) のあいだの
大きな食い違いを示す。
無線ユーザーの観点からは、PLT は行き過ぎたテクノロジである。
[2] EMC Aspects of Powerline Communication, Manfred Stecher, EMC Europe 2000 Brugge, September 11-15 2000, pp 407-412
[3] European Commission letter to CENELEC, Subject: Request to develop a technical specification under mandate M/313, 8th January 2004
[4] Final draft specification, CLC/prTS 50437, Electromagnetic emissions from access powerline communications networks, April 2004 (not published)
[5] COMMISSION RECOMMENDATION of 6 April 2005 on broadband electronic communications through powerlines, 2005/292/EC, OJEU no L 93, 12th April 2005 pp 42-44
[6] CISPR 22, Information Technology Equipment - Radio disturbance characteristics - Limits and methods of measurement; fifth edition published 2005, sixth edition published 2008; the fifth edition is mostly technically equivalent to EN 55022: 2006
[7] UK Frequency Allocation Table 2008, Issue no.15, Ofcom
[8] J Stott, How best to protect radio services as intended?, BBC R&D White Paper WHP063, July 2003
[9] Radio Communication November 2008, Vol 84 No 11 p.08; also on RSGB EMC website, www.rsgb.org/emc
[10] The Politics of the European Union and Powerline Communications, Thierry Brefort, European Commission, Paper 2W2, EMC Zurich 2003, 15th International Zurich Symposium on EMC, February 18-20 2003; also Assessment of the competitive situation in the market for broadband access, Leo Koolen, DG Information Society, European Commission PLC Workshop 16th October 2003
[11] ETSI Technical Specification TS 101 867 V1.1.1 (2000-11) Powerline Telecommunications (PLT); Coexistence of Access and In-House Powerline Systems
[12] HomePlug Standard brings networking to the home, Gardner et al, CommsDesign, December 2000; see www.homeplug.org for current developments
[13] David Lauder, Report on EC PLC Workshop, Radio Communication December 2003, RSGB
[14] S Battermann et al, Electromagnetic compatibility analysis of unstructured mains networks for high-speed data transmission, IET Sci. Meas. Technol., 2008, Vol. 2, No. 3, pp. 146-153 and pp. 154-159 (two parts)
[15] J Stott and J Salter, The effects of power-line telecommunications on broadcast reception: brief trial in Crieff, BBC R&D White Paper WHP067, September 2003
[16] R M Page-Jones, Notes on the RSGB Investigation of PLT Systems in Crieff, 12th and 13th November 2002, RSGB, www.rsgb.org/emc
[17] Cumulative Effect Of Radiated Emissions From Metallic Data Distribution Systems On Radio Based Services, York EMC Services, Document number R/00/026, May 2000, Radiocomms Agency Project AY 3525
[18] A R Bullivant, Continuation of investigations into the possible effect of DSL related systems on Radio Services, ERA Technology Report 2001-0333, May 2001, Radiocommunications Agency Project AY 3949
[19] EMCTLA Draft TGN on PLT
[20] ECACB Draft Technical Guidance Note 6 Rev. 1, HF Powerline Communications over low voltage networks
[21] ECANB Technical Guidance Note on Assessment of Powerline Telecommunications (PLT) Equipment, TGN17, April 2008 - available from http://circa.europa.eu/Public/irc/enterprise/emccbnb/home
[22] CISPR/I/257/CD, CISPR 22 am3 f1 Ed. 5.0, Limits and method of measurement of broadband telecommunication equipment over power lines, February 2008
[23] CISPR/I/258/DC, Report on Mitigation Factors and Methods for Power Line Telecommunications, February 2008
[24] BPL interference evaluation tool, Owen Duffy, VK1OD, http://www.vk1od.net/bpl/bplch.htm
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: 2009-05-24