铁手剑谱

上善若水
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射频识别标签(RFID)(10)

6 频率范围和无线许可证管制

6.1 使用的频段

因为RFID要产生和辐射电磁波,所以法律上将其归为无线电通信系统(radio systems)。 无线电服务必须在不被RFID 系统所干扰和影响的前提之下。为了确保RFID 系统不会干扰邻近的广播和电视,移动无线服务(警用,安全,工业),航海和海空无线通信服务和移动电话服务,这一点很重要。

所以必须仔细的规划适用于RFID系统所用的频率范围。(基于此,通常只可能使用保留工业、科学和医疗用途的频段。这些频段称为是ISM 频段,可以用作RFID 应用。

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图表 6‑1 RFID 系统使用的频段

除了ISM 频率,整个低于135 kHz (在北美、南美和日本为<400 kHz)也是可以使用的,因为这些频率可以工作于高磁场强度,特别是针对感应耦合式RFID 系统。

因此, RFID 最重要的频段是0–135 kHz, 以及ISM频段中围绕6.78M(在德国已经不适合),13.56 MHz,27.125 MHz,40.68 MHz,433.92 MHz,869.0 MHz,915.0 MHz (非欧洲地区),2.45 GHz, 5.8 GHz 和24.125 GHz的频段。

RFID 在各个频段总体分布如下图:

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图表 6‑2 估计的RFID在各频段的全球总体分布图(百万单位)

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图表 6‑3 全球RFID频率使用分布图

6.1.1 频段 9–135 kHz

低于135 kHz 的频率被各种无线服务大量使用,因为他们没有保留作ISM 频段。这个长波频段的传播特性可以使得在低技术成本下达到连续传播超过1000 km 半径的范围。通常这个范围的服务服务是用作航空和航海的导航服务 (LORAN C, OMEGA, DECCA),授时服务,标准频率服务以及军方的无线电服务。因此,位于中欧Mainflingen的授时发射机DCF 77 使用的就是77.5 kHz的频率。因此RFID 系统在此频率运行可能会影响到reader周围数百米范围内的无线接收的时钟失效。

为了防止这种冲突,欧洲对感应式无线电系统的管制法案 220 ZV 122,将定义一个从70 到119 kHz的保护区,这个区域将不再分配给RFID 系统。

6.1.2 频段6.78 MHz

频率6.765–6.795 MHz 属于短波频段。其传播条件可以是你能够在白天的传播达到100 km。而在夜间,横贯大陆的传播都是可能的。这个范围主要云南关于宽范围的无线电服务,例如广播,天气和航空无线电服务以及新闻社。

这个频段在德国还没有被通过为ISM 频段,但是已经被ITU指定为ISM 波段,并且已经在法国用作RFID系统。而CEPT/ERC和 ETSI 则在CEPT/ERC 70-03准则中将起指定为协调波段。

6.1.3 频段13.56 MHz

频段13.553–13.567 MHz 位于短波波段的中间。其传输特性使得其可以整天都可以达到横贯大陆的传播。这个范围一般用于范围要求非常广的无线电服务,比如新闻社和电信点对点服务(PTP)。

这个范围内的其他ISM 应用,除RFID之外,主要还有远程控制系统,远程控制模型,试验无限设备和寻呼系统。

6.1.4 频段27.125 MHz

频段26.565–27.405MHz分配给美国、加拿大和欧洲的CB 广播。无须注册和免费的无线电系统,功率小于4 Watts 的私人无线电爱好者可以使用,传输可超过30 km。

这个频段的ISM 应用除RFID之外,还有电疗器械(医用设备)、高频焊接设备(工业应用)、远程控制模型和寻呼系统。

当安装27 MHz RFID 系统时,必须特别注意附近的高频工业焊接设备。HF 焊接设备可产生很高的场强,可以干扰附近的RFID 系统的运行。当为医院规划27 MHz RFID 系统时,也要考虑电疗设备的因素。

6.1.5 频段40.680 MHz

范围40.660–40.700 MHz 位于VHF 频段的低端。其传输特性仅限于地面波,所以由于建筑物和其他障碍所产生的衰减很明显。这个频段邻近的其他ISM 范围主要由移动商业无线电系统(森林,高速公路管理等) 以及电视广播的(VHF 频段 I)。

这个频段主要的ISM 应用包括遥感和远程控制应用。这个范围目前很少用作RFID 系统。 这个频段所能达到的有效范围要远远低于更低的频段所能达到的范围,因为这个频段的7.5 m 波长不适合构造小巧和便宜的backscatter transponders。

6.1.6 频段433.920 MHz

这个频段430.000–440.000 MHz 主要分配给全球的业务无线电爱好者。无线电爱好者使用这个频段来进行声音和数据的传输以及通过中继广播站和卫星的通信。

UHF 频段的传输特性近似于光。当遇到建筑物和其他障碍时将会出现衰减和反射。依赖于操作方法和发射功率,无线电爱好者使用的系统可能达到的范围在30 到300 km之间。使用卫星也可以达到全球连接。

ISM 范围433.050–434.790 MHz 主要位于业务爱好者使用频段的中部,并且被各种各样的应用所占据。包括,内部通话器,遥感发射器,无绳电话,短距离对讲机,车库自动进入发射器等等。所幸的是,这个频段的干扰倒是很少见。

6.1.7 频段869.0 MHz

频段868–870 MHz 在欧洲主要用作短距离设备(SRD) ,因此在 CEPT的43个成员国中都可以用作RFID系统。

亚太地区的国家也正在考虑通过这个频率为SRD频率。.

6.1.8 频段915.0 MHz

这个频段在欧洲未作为ISM 应用。欧洲之外(美国和澳洲) 频段888–889 MHz 和902–928 MHz 是可用作后向散射式RFID系统的。

其邻近频段主要由D-net 电话和CT1+ 和 CT2 标准的无绳电话所占据。

6.1.9 频段2.45 GHz

ISM 频段2.400–2.4835 GHz 部分和业余无线电爱好者使用的频率和电波探测服务是用的频率相重叠。这一段的UHF 频率和更高的SHF 频率的传播特性几乎相当于光。建筑物和其他障碍将是很好的反射体,并且产生非常强的衰减。

除了backscatter RFID 系统之外,主要的ISM 应用包括遥感发射器和PC WLAN 系统。

6.1.10 频段5.8 GHz

ISM 频段5.725–5.875 GHz 部分和无线电爱好者使用频率和电波探测服务的频率相重叠。

这一频段的主要服务包括运动传感器(用作防盗等),非接触式卫生间干手器,以及RFID系统。

6.1.11 频段24.125 GHz

ISM 频段24.00–24.25 GHz 部分和业务爱好者使用频率,电波探测服务和卫星地球资源服务的频率重叠。

目前还没有RFID系统运行于此频段。

6.2 欧洲许可证管理

6.2.1 CEPT/ERC REC 70-03

新的CEPT 协调文档'ERC Recommendation 70-03 relating to the use of short range devices (SRD)' (ERC, 2002) 开始作为CEPT 44个成员国的国家法令。旧的协调文档则被新的欧洲协调文档代替2002版的REC 70-03 也包括在CEPT成员国中对特殊应用和频率的国家限制的综合注解 (REC 70-03, Appendix 3-National Restrictions)。

REC 70-03 定义了频段、功率等级和短波设备的发射期间。在使用R&TTE Directive 1999/5/EC)的CEPT 成员国中,那些符合第12条 (CE 标识) 和第 7.2条 的设备将不用重新申请执照。

REC 70-03 主要处理总共13 中不同的不同频段的短距离设备,具体在各自的附录中描述,包括:

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REC 70-03 也引用了ETSI 标准(如EN 300 330),后者包含测量和测试指南。

6.2.2 EN 300 330: 9 kHz-25 MHz

此标准是由ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 负责,主要向国家电信当局提供无线电和电信管理的基本规则的制定。

ETSI EN 300 330 标准形成了European licensing regulations for inductive radio system 的基础:

 ETSI EN 300 330: 'Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Radio equipment in the frequency range 9 kHz to 25 MHz and inductive loop systems in the frequency range 9 kHz to 30 MHz'.

 Part 1: 'Technical characteristics and test methods'

 Part 2: 'Harmonized EN under article 3.2 of the R&TTE Directive'

除了感应式无线电系统之外, EN 300330 还涉及了Electronic Article Surveillance (商店用), 报警系统,遥感发射器,短距离遥控系统等。

除了CEPT 成员国之外,这个规则还被亚洲和美洲的一些国家用作RFID 系统能够许可证的管理。

6.2.3 EN 300 220-1, EN 300 220-2

标准 EN 300 220, 题为'Radio Equipment and Systems (RES); Short range devices, Technical characteristics and test methods for radio equipment to be used in the 25 MHz to 1000 MHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW', 提供了关于低功率无线电系统的许可法规基础,它有两部分组成: EN 300 220-1 针对发射器和其功率特性, EN 300 220-2定义接受器的特性。

EN 300 220 将设备分为4类— 从Class I到Class IV 。这个标准包括ISM 波段和整个频段的低功率设备。

RFID 系统在本标准中并没有明确提及。

6.2.4 EN 300 440

EN 300 440 标准,'Radio Equipment and Systems (RES); Short range devices, technical characteristics and test methods for radio equipment to be used in the 1 GHz to 25 GHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW,' 则形成了低功率无线电系统的欧洲国家法规的基础。EN 300 440 将设备分类为3种,— classes I 到 III。

使用backscatter transponders 的RFID 系统被分为class II系统。进一步的细节则由CEPT recommendation T/R 60-01 文本:'Low power radiolocation equipment for detecting movement and for alert' (EAS) 和T/R 22-04文本 'Harmonisation of frequency bands for Road Transport Information Systems (RTI)' (toll systems, freight identification)进行管理。

6.3 其他国家的频率管制

1.3.1 美国

在美国,RFID 系统必须根据'FCC Part l5'取得许可证。这个法规涉及了频率范围从9 kHz 到大于64 GHz 和由低和中等功率发射器故意产生的电磁场和由广播和电视接收机以及计算机等设备非故意产生的电磁波。低功率发射器的目录包括了各种各样的应用,例如无绳电话,遥感发射器,校园广播站,玩具遥控设备和车门遥控设备等。感应耦合或者后向散射式RFID 系统在FCC法规中并没有明确提及,但因其频段和低功率特性,自然包含在法规管制之下。

下表 列出了对RFID 系统很重要的频段。其他频段中适用于RFID系统的许可限制值则在接下的表中 应该注意到,和欧洲的ETS 300 330不同,Reader的最大许可场强值主要是通过电场强度E 定义的。

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6.4 中国对RFID的无线电频率管理

实际上RFID技术在中国已经存在很多年,123K赫兹和23.5兆赫兹频率的应用在我国已经得到了广泛的应用。这些主要是常规的非接触式IC卡的应用范围。

对于目前最受关注的主要用于物流和跟踪的UHF频段,即800M-900MHz频段,目前正在积极研究中。在这个频段,美国是902M-928MHz,日本是两个一个在952-954MHz,今后会发展到950-956MHz,中国香港地区是865-868MHz,以及825-828MHz。

由于在800M-900MHz频段上,每个国家使用和分布的情况不一样,功率限制和频谱框架图也不一样。因为各个国家和 地区都是根据各自的无线电业务使用情况,制定出相关的频率规划和标准的。中国还没有正式发布应用于RFID的频段规划,其原是是因为中国在800M-900MHz频段都有了频率规划,而且非常拥挤,包括公共通讯、数据通讯、点对点通讯、立体声广播传输、无线电定位和航空无线电导航等等业务。基本上没有空闲的频率给RFID使用。如果要在此频段,则必须正在使用的无线电业务中调整出几兆赫兹带宽的赫兹给RFID使用。

从2004年下半年开始,信息产业部无线电管理局就组织相关人员对这个频段RFID频率规划问题进行研究,完成了大量的理论分析、仿真试验工作,今年我们还在继续组织完善相关的理论分析、仿真实验和实际的电子兼容实验。据估计,可能会在860赫兹以下的频段。

 

(对于国内的RIFD频率部分的资料可能比较老了,读者可去查询最新进展。)

posted on 2007-08-28 14:38 铁手 阅读(1615) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: RFID


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