اپراتورهای رادیویی آماتور با چالش‌های تداخل رادیویی (RFI) از کنتورهای هوشمند مواجه هستند.

تصور کنید: شما با دقت آنتن خود را برای یک جلسه ارتباطی از راه دور تنظیم کرده‌اید که ناگهان، یک نویز ناشناس سیگنال شما را مختل می‌کند. مقصر ممکن است کنتور هوشمند جدیدی باشد که اخیراً در خانه‌تان نصب شده است. از آنجایی که کنتورهای هوشمند به طور فزاینده‌ای رواج می‌یابند، اپراتورهای رادیویی آماتور (که اغلب «هام» نامیده می‌شوند) باید بدانند که چگونه با تداخل احتمالی فرکانس رادیویی (RFI) مقابله کنند. این راهنمای جامع، فناوری کنتور هوشمند، محدودیت‌های نظارتی، امکانات تداخل و راه‌حل‌های عملی را بررسی می‌کند.

کنتورهای برق: این اجزای اساسی سیستم‌های قدرت، مصرف برق را بر حسب کیلووات ساعت (kWh) اندازه‌گیری می‌کنند و به عنوان مبنایی برای صورت‌حساب‌های خدمات شهری عمل می‌کنند. آنها بین خط اصلی برق و مراکز بار مصرف‌کننده نصب می‌شوند و داده‌های مصرف اولیه را ارائه می‌دهند.

کنتورهای هوشمند: این دستگاه‌های پیشرفته، تکاملی از کنتورهای سنتی را نشان می‌دهند و سه پیشرفت کلیدی را ارائه می‌دهند:

• ارتباط دو طرفه: برخلاف اندازه‌گیری یک‌طرفه کنتورهای معمولی، کنتورهای هوشمند می‌توانند داده‌ها را به شرکت‌های خدمات شهری منتقل کنند و دستورات را از راه دور دریافت کنند.
• پردازش داده: آنها الگوهای مصرف دقیق، از جمله آمار زمان استفاده و دوره‌های اوج تقاضا را ذخیره و تجزیه و تحلیل می‌کنند.
• ادغام شبکه هوشمند: این کنتورها قیمت‌گذاری پویا، برنامه‌های پاسخگویی به تقاضا و سایر ویژگی‌های بهینه‌سازی شبکه را فعال می‌کنند.

کنتورهای هوشمند بخشی از ابتکار گسترده‌تر «شبکه هوشمند» هستند که زیرساخت‌های برق را از طریق ارتباطات دیجیتال و فناوری‌های اتوماسیون مدرن می‌کند. اجزای کلیدی عبارتند از:

• زیرساخت اندازه‌گیری پیشرفته (AMI): سیستم کاملی که شامل کنتورهای هوشمند، شبکه‌های ارتباطی و پلتفرم‌های مدیریت داده می‌شود.
• قرائت خودکار کنتور (AMR): نسخه قبلی AMI، که انتقال داده یک‌طرفه ساده‌تری را ارائه می‌دهد.
• سیستم‌های مدیریت شبکه: کنترل‌های پیچیده برای تنظیم ولتاژ، تشخیص خطا و پیش‌بینی بار.

این نوسازی چهار مزیت اصلی را ارائه می‌دهد:

1. افزایش قابلیت اطمینان سیستم از طریق نظارت بی‌درنگ
2. بهبود راندمان با کاهش تلفات انرژی
3. ادغام بهتر منابع انرژی تجدیدپذیر
4. کاهش هزینه‌ها برای شرکت‌های خدمات شهری و مصرف‌کنندگان

پذیرش کنتورهای هوشمند در سراسر جهان، به ویژه در کشورهای توسعه‌یافته، سرعت گرفته است. در ایالات متحده، استقرار از مقررات بخش 15 کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) که بر انتشار رادیویی حاکم است، پیروی می‌کند. اکثر دستگاه‌ها در این باندهای فرکانسی کار می‌کنند:

• 902-928 مگاهرتز: باند صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) که از انتقال کم‌مصرف پشتیبانی می‌کند
• 2.4 گیگاهرتز: باند ISM دیگری که با دستگاه‌های Wi-Fi و بلوتوث به اشتراک گذاشته شده است

کنتورهای هوشمند در حالی که برای به حداقل رساندن تداخل طراحی شده‌اند، می‌توانند به طور بالقوه عملیات رادیویی آماتور را از طریق موارد زیر مختل کنند:

• تشعشعات مدار دیجیتال از اجزای محافظت‌نشده
• اشتراک فرکانس در باندهای ISM شلوغ
• اثرات مجاورت زمانی که کنتورها در نزدیکی آنتن‌های با بهره بالا قرار دارند

ویژگی‌های انتقال معمولی عبارتند از:

• خروجی توان 1 وات در باند 902 مگاهرتز (کمتر در 2.4 گیگاهرتز)
• ارتباطات برد کوتاه که مناطق همسایگی را پوشش می‌دهد
• انتقال داده متناوب (معمولاً چندین بار در روز)

همه کنتورهای قابل خواندن از راه دور به عنوان کنتور هوشمند واجد شرایط نیستند. نسخه‌های اصلی فقط داده‌های مصرف را منتقل می‌کنند، در حالی که کنتورهای هوشمند واقعی ارتباط دو طرفه و ویژگی‌های پیشرفته را فعال می‌کنند. روش‌های انتقال عبارتند از:

• شبکه‌های بی‌سیم: با استفاده از فرکانس‌های 902 مگاهرتز برای اتصال به متمرکزکننده‌های همسایگی
• ارتباط خط برق: سیستم‌های جریان حامل که در 63 کیلوهرتز یا فناوری خط برق پهن باند (BPL) بین 1.7 تا 80 مگاهرتز کار می‌کنند

علاقه‌مندان به رادیو آماتور می‌توانند از چندین تکنیک برای به حداقل رساندن تداخل استفاده کنند:

1. روش ارتباط کنتور هوشمند خود را از طریق مستندات خدمات شهری شناسایی کنید
2. آنتن‌ها را دوباره قرار دهید تا فاصله از کنتورها به حداکثر برسد
3. فیلترهای مخصوص باند را برای مسدود کردن سیگنال‌های ناخواسته نصب کنید
4. زمین را برای تجهیزات رادیویی و کنتورها بهبود بخشید
5. از محافظ فلزی برای کنتورهای مشکل‌ساز استفاده کنید
6. مسائل مداوم را به ارائه دهنده خدمات شهری خود گزارش دهید
7. شکایات FCC را برای موارد تداخل حل نشده ثبت کنید

مقررات FCC از حفاظت‌های مهمی برخوردار است:

• کنتورهای هوشمند نباید باعث تداخل مضر با خدمات دارای مجوز مانند رادیو آماتور شوند
• اپراتورهای رادیویی ملزم به توقف انتقال در صورت تداخل با کنتورهای هوشمند نیستند
• شرکت‌های خدمات شهری باید موارد تداخل تأیید شده را برطرف کنند

چالش تداخل فراتر از کنتورهای برق است. کنتورهای آب و گاز مدرن به طور فزاینده‌ای از فناوری‌های بی‌سیم مشابه استفاده می‌کنند که معمولاً در 2.4 گیگاهرتز با پروتکل‌های ZigBee Smart Energy کار می‌کنند. این دستگاه‌های باتری‌دار، شبکه‌های مشی را با کنتورهای برق هوشمند تشکیل می‌دهند و به طور بالقوه منابع تداخل اضافی ایجاد می‌کنند.

همانطور که زیرساخت‌های خدمات شهری به تکامل خود ادامه می‌دهند، اپراتورهای رادیویی آماتور باید از تحولات فناوری و حمایت‌های نظارتی مطلع باشند. از طریق پیکربندی مناسب تجهیزات و آگاهی از حقوق قانونی، می‌توان هم از مزایای شبکه هوشمند و هم از منافع ارتباطات رادیویی به طور موثر محافظت کرد.