Interference analysis of high frequency power line communications

Abstract. In power line communications, the existing in-house or in-office power distribution network can be used as a communications channel. Current broadband power line communication systems in the market deploy frequency range up to 86 MHz with transmission speeds up to 1 Gb/s. To increase the capacity even further, an extension of the frequency range above 100 MHz has been proposed in the published literature. This thesis presents an empirical study of radiated interference of high frequency broadband power line communications. Utilization of high frequencies for power line communications will cause unwanted radio interference which needs to be treated with caution. The preliminary results obtained in this work show how the components and structures of a power grid segment will contribute to the overall interference radiation when frequencies above 100 MHz are used for power line communication. The results indicate that the peak levels of radiated interference from a typical cabling in in-house or in-office power line networks reach their maximum on frequencies near 300 MHz and remain on a relatively same level on above. The peak levels are approximately 13 dB above the EN 55022 limit in the 230–1000 MHz frequency range with an injected power spectral density of -80 dBm/Hz. The results will provide valuable information when designing and making more comprehensive measurement campaigns for deciding on the national transmission levels for power line communications in UHF and higher frequencies.Korkeataajuisen sähköverkkotiedonsiirron aiheuttama säteily. Tiivistelmä. Sähköverkkotiedonsiirrossa hyödynnetään olemassa olevaa sähköverkkoa tiedonsiirtokanavana. Tällä hetkellä käytössä olevat sähköverkkotiedonsiirron standardit käyttävät taajuuksia 86 MHz:iin asti. Saavutettavat tiedonsiirtonopeudet yltävät 1 Gb/s asti. Kapasiteetin kasvattamiseksi on julkaistussa kirjallisuudessa esitetty taajuusalueen laajentamista yli 100 MHz:n taajuuksille. Tässä diplomityössä esitetään empiirinen tutkimus korkeataajuisen sähköverkkotiedonsiirron aiheuttamasta säteilystä. Korkeiden taajuuksien käyttö sähköverkkotiedonsiirrossa aiheuttaa haitallista säteilyä, joka täytyy ottaa huomioon ennen kuin taajuusaluetta voidaan laajentaa. Työssä saavutetut tulokset osoittavat kuinka sähköverkon eri komponentit vaikuttavat kokonaissäteilyyn kun yli 100 MHz:n taajuuksia käytetään sähköverkkotiedonsiirrossa. Tulokset osoittavat että tyypillisen talon tai toimistorakennuksen sähköverkossa siirretyn korkeataajuisien signaalin vuotama säteily saavuttaa maksimitasonsa 300 MHz:n taajuuteen mennessä ja ei kasva sitä korkeammilla taajuuksilla. Säteilyn maksimitasot ovat noin 13 dB EN55022 standardin rajojen yläpuolella taajuuksilla 230–1000 MHz kun sähköverkkoon syötetyn signaalin tehollinen tehotiheys on -80 dBm/Hz. Tuloksia voidaan käyttää hyödyksi laajempia mittauskampanjoita suoritettaessa kansallisten tehorajoitusten päättämiseksi kun UHF ja sitä korkeampia taajuuksia käytetään sähköverkkotiedonsiirrossa