因為RFID要產生和輻射電磁波,所以法律上將其歸為無線電通信系統(radio systems)。 無線電服務必須在不被RFID 系統所干擾和影響的前提之下。為了確保RFID 系統不會干擾鄰近的廣播和電視,移動無線服務(警用,安全,工業),航海和??諢o線通信服務和移動電話服務,這一點很重要。
所以必須仔細的規劃適用于RFID系統所用的頻率范圍。(基于此,通常只可能使用保留工業、科學和醫療用途的頻段。這些頻段稱為是ISM 頻段,可以用作RFID 應用。
圖表 6?1 RFID 系統使用的頻段
除了ISM 頻率,整個低于135 kHz (在北美、南美和日本為<400 kHz)也是可以使用的,因為這些頻率可以工作于高磁場強度,特別是針對感應耦合式RFID 系統。
因此, RFID 最重要的頻段是0–135 kHz, 以及ISM頻段中圍繞6.78M(在德國已經不適合),13.56 MHz,27.125 MHz,40.68 MHz,433.92 MHz,869.0 MHz,915.0 MHz (非歐洲地區),2.45 GHz, 5.8 GHz 和24.125 GHz的頻段。
RFID 在各個頻段總體分布如下圖:
圖表 6?2 估計的RFID在各頻段的全球總體分布圖(百萬單位)
圖表 6?3 全球RFID頻率使用分布圖
低于135 kHz 的頻率被各種無線服務大量使用,因為他們沒有保留作ISM 頻段。這個長波頻段的傳播特性可以使得在低技術成本下達到連續傳播超過1000 km 半徑的范圍。通常這個范圍的服務服務是用作航空和航海的導航服務 (LORAN C, OMEGA, DECCA),授時服務,標準頻率服務以及軍方的無線電服務。因此,位于中歐Mainflingen的授時發射機DCF 77 使用的就是77.5 kHz的頻率。因此RFID 系統在此頻率運行可能會影響到reader周圍數百米范圍內的無線接收的時鐘失效。
為了防止這種沖突,歐洲對感應式無線電系統的管制法案 220 ZV 122,將定義一個從70 到119 kHz的保護區,這個區域將不再分配給RFID 系統。
頻率6.765–6.795 MHz 屬于短波頻段。其傳播條件可以是你能夠在白天的傳播達到100 km。而在夜間,橫貫大陸的傳播都是可能的。這個范圍主要云南關于寬范圍的無線電服務,例如廣播,天氣和航空無線電服務以及新聞社。
這個頻段在德國還沒有被通過為ISM 頻段,但是已經被ITU指定為ISM 波段,并且已經在法國用作RFID系統。而CEPT/ERC和 ETSI 則在CEPT/ERC 70-03準則中將起指定為協調波段。
頻段13.553–13.567 MHz 位于短波波段的中間。其傳輸特性使得其可以整天都可以達到橫貫大陸的傳播。這個范圍一般用于范圍要求非常廣的無線電服務,比如新聞社和電信點對點服務(PTP)。
這個范圍內的其他ISM 應用,除RFID之外,主要還有遠程控制系統,遠程控制模型,試驗無限設備和尋呼系統。
頻段26.565–27.405MHz分配給美國、加拿大和歐洲的CB 廣播。無須注冊和免費的無線電系統,功率小于4 Watts 的私人無線電愛好者可以使用,傳輸可超過30 km。
這個頻段的ISM 應用除RFID之外,還有電療器械(醫用設備)、高頻焊接設備(工業應用)、遠程控制模型和尋呼系統。
當安裝27 MHz RFID 系統時,必須特別注意附近的高頻工業焊接設備。HF 焊接設備可產生很高的場強,可以干擾附近的RFID 系統的運行。當為醫院規劃27 MHz RFID 系統時,也要考慮電療設備的因素。
范圍40.660–40.700 MHz 位于VHF 頻段的低端。其傳輸特性僅限于地面波,所以由于建筑物和其他障礙所產生的衰減很明顯。這個頻段鄰近的其他ISM 范圍主要由移動商業無線電系統(森林,高速公路管理等) 以及電視廣播的(VHF 頻段 I)。
這個頻段主要的ISM 應用包括遙感和遠程控制應用。這個范圍目前很少用作RFID 系統。 這個頻段所能達到的有效范圍要遠遠低于更低的頻段所能達到的范圍,因為這個頻段的7.5 m 波長不適合構造小巧和便宜的backscatter transponders。
這個頻段430.000–440.000 MHz 主要分配給全球的業務無線電愛好者。無線電愛好者使用這個頻段來進行聲音和數據的傳輸以及通過中繼廣播站和衛星的通信。
UHF 頻段的傳輸特性近似于光。當遇到建筑物和其他障礙時將會出現衰減和反射。依賴于操作方法和發射功率,無線電愛好者使用的系統可能達到的范圍在30 到300 km之間。使用衛星也可以達到全球連接。
ISM 范圍433.050–434.790 MHz 主要位于業務愛好者使用頻段的中部,并且被各種各樣的應用所占據。包括,內部通話器,遙感發射器,無繩電話,短距離對講機,車庫自動進入發射器等等。所幸的是,這個頻段的干擾倒是很少見。
頻段868–870 MHz 在歐洲主要用作短距離設備(SRD) ,因此在 CEPT的43個成員國中都可以用作RFID系統。
亞太地區的國家也正在考慮通過這個頻率為SRD頻率。.
這個頻段在歐洲未作為ISM 應用。歐洲之外(美國和澳洲) 頻段888–889 MHz 和902–928 MHz 是可用作后向散射式RFID系統的。
其鄰近頻段主要由D-net 電話和CT1+ 和 CT2 標準的無繩電話所占據。
ISM 頻段2.400–2.4835 GHz 部分和業余無線電愛好者使用的頻率和電波探測服務是用的頻率相重疊。這一段的UHF 頻率和更高的SHF 頻率的傳播特性幾乎相當于光。建筑物和其他障礙將是很好的反射體,并且產生非常強的衰減。
除了backscatter RFID 系統之外,主要的ISM 應用包括遙感發射器和PC WLAN 系統。
ISM 頻段5.725–5.875 GHz 部分和無線電愛好者使用頻率和電波探測服務的頻率相重疊。
這一頻段的主要服務包括運動傳感器(用作防盜等),非接觸式衛生間干手器,以及RFID系統。
ISM 頻段24.00–24.25 GHz 部分和業務愛好者使用頻率,電波探測服務和衛星地球資源服務的頻率重疊。
目前還沒有RFID系統運行于此頻段。
新的CEPT 協調文檔'ERC Recommendation 70-03 relating to the use of short range devices (SRD)' (ERC, 2002) 開始作為CEPT 44個成員國的國家法令。舊的協調文檔則被新的歐洲協調文檔代替2002版的REC 70-03 也包括在CEPT成員國中對特殊應用和頻率的國家限制的綜合注解 (REC 70-03, Appendix 3-National Restrictions)。
REC 70-03 定義了頻段、功率等級和短波設備的發射期間。在使用R&TTE Directive 1999/5/EC)的CEPT 成員國中,那些符合第12條 (CE 標識) 和第 7.2條 的設備將不用重新申請執照。
REC 70-03 主要處理總共13 中不同的不同頻段的短距離設備,具體在各自的附錄中描述,包括:
REC 70-03 也引用了ETSI 標準(如EN 300 330),后者包含測量和測試指南。
此標準是由ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 負責,主要向國家電信當局提供無線電和電信管理的基本規則的制定。
ETSI EN 300 330 標準形成了European licensing regulations for inductive radio system 的基礎:
? 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'
除了感應式無線電系統之外, EN 300330 還涉及了Electronic Article Surveillance (商店用), 報警系統,遙感發射器,短距離遙控系統等。
除了CEPT 成員國之外,這個規則還被亞洲和美洲的一些國家用作RFID 系統能夠許可證的管理。
標準 EN 300 220, 題為'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', 提供了關于低功率無線電系統的許可法規基礎,它有兩部分組成: EN 300 220-1 針對發射器和其功率特性, EN 300 220-2定義接受器的特性。
EN 300 220 將設備分為4類— 從Class I到Class IV 。這個標準包括ISM 波段和整個頻段的低功率設備。
RFID 系統在本標準中并沒有明確提及。
EN 300 440 標準,'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,' 則形成了低功率無線電系統的歐洲國家法規的基礎。EN 300 440 將設備分類為3種,— classes I 到 III。
使用backscatter transponders 的RFID 系統被分為class II系統。進一步的細節則由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)進行管理。
在美國,RFID 系統必須根據'FCC Part l5'取得許可證。這個法規涉及了頻率范圍從9 kHz 到大于64 GHz 和由低和中等功率發射器故意產生的電磁場和由廣播和電視接收機以及計算機等設備非故意產生的電磁波。低功率發射器的目錄包括了各種各樣的應用,例如無繩電話,遙感發射器,校園廣播站,玩具遙控設備和車門遙控設備等。感應耦合或者后向散射式RFID 系統在FCC法規中并沒有明確提及,但因其頻段和低功率特性,自然包含在法規管制之下。
下表 列出了對RFID 系統很重要的頻段。其他頻段中適用于RFID系統的許可限制值則在接下的表中。 應該注意到,和歐洲的ETS 300 330不同,Reader的最大許可場強值主要是通過電場強度E 定義的。
6.4 中國對RFID的無線電頻率管理
實際上RFID技術在中國已經存在很多年,123K赫茲和23.5兆赫茲頻率的應用在我國已經得到了廣泛的應用。這些主要是常規的非接觸式IC卡的應用范圍。
對于目前最受關注的主要用于物流和跟蹤的UHF頻段,即800M-900MHz頻段,目前正在積極研究中。在這個頻段,美國是902M-928MHz,日本是兩個一個在952-954MHz,今后會發展到950-956MHz,中國香港地區是865-868MHz,以及825-828MHz。
由于在800M-900MHz頻段上,每個國家使用和分布的情況不一樣,功率限制和頻譜框架圖也不一樣。因為各個國家和 地區都是根據各自的無線電業務使用情況,制定出相關的頻率規劃和標準的。中國還沒有正式發布應用于RFID的頻段規劃,其原是是因為中國在800M-900MHz頻段都有了頻率規劃,而且非常擁擠,包括公共通訊、數據通訊、點對點通訊、立體聲廣播傳輸、無線電定位和航空無線電導航等等業務?;旧蠜]有空閑的頻率給RFID使用。如果要在此頻段,則必須正在使用的無線電業務中調整出幾兆赫茲帶寬的赫茲給RFID使用。
從2004年下半年開始,信息產業部無線電管理局就組織相關人員對這個頻段RFID頻率規劃問題進行研究,完成了大量的理論分析、仿真試驗工作,今年我們還在繼續組織完善相關的理論分析、仿真實驗和實際的電子兼容實驗。據估計,可能會在860赫茲以下的頻段。
(對于國內的RIFD頻率部分的資料可能比較老了,讀者可去查詢最新進展。)