ZigBee技术及其CE认证要求

MORLABliu

一．ZigBee 技术介绍

    ZigBee 是最近提出的一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的。

    ZigBee是IEEE 802.15.4技术的商业名称，其前身是“Home RF lite”技术。该技术的核心协议由2000 年12月成立的IEEE 802.15.4工作组制定，高层应用、互联互通测试和市场推广由2002年8月组建的ZigBee联盟负责。ZigBee 联盟由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司等组成，已经吸引了上百家芯片公司、无线设备开发商和制造商的加入。同时IEEE 802.15.4标准也受到了其他标准化组织的注意，例如IEEE 1451工作组正在考虑在IEEE 802.15.4标准的基础上实现传感器网络 (sensor network)。

    有别于GSM、GPRS等广域无线通信技术和IEEE802.11a、IEEE802.11b等无线局域网技术，ZigBee的有效通信距离在几米到几十米之间，，属于个人区域网络 (PAN: Personal Area Network)范畴。IEEE 802委员会制定了三种无线PAN技术：适合多媒体应用的高速标准IEEE 802.15.3；基于蓝牙技术，适合话音和中等速率数据通信的IEEE 802.15.1；适合无线控制和自动化应用的较低速率的IEEE 802.15.4，也就是ZigBee技术。得益于较低的通信速率以及成熟的无线芯片技术，ZigBee设备的复杂度、功耗和成本等均较低，适于嵌入到各种电子设备中，服务于无线控制和低速率数据传输等业务。

    ZigBee技术的主要特征：

特性
取值
数据速率
869MHz:20kbit/s;
915MHz:40 kbit/s;
2.4GHz:250 kbit/s
通信范围
10~20m
通信延时
≥15ms
信道数
869/915MHz:11
2.4GHz:16
频段
869, 915MHz, 2.4GHz
寻址方式
64bitIEEE地址，8bit网络地址
信道接入
CSMS-CA和时隙化的CSMS-CA
温度
-40~85oC
    二．ZigBee的CE认证要求

    ZigBee属于无线产品，因此进入欧盟地区必须要满足无线与通信电信终端产品指令(R&TTE) 1999/5/EC, 主要包含有三个方面的测试要求：射频性能 (RF)，电磁兼容 (EMC)，产品安全 (Safety)。其具体要求分别为：

    射频测试项目要求（RF）：

执行标准：
ETSI EN 300 328
全向发射功率e.i.r.p*
小于100mW
最大功率谱密度
小于10mW/MHz
频率范围*
峰值下30dB的带宽边沿必须处于2400MHz与2483.5MHz之间
发射机杂散测试
宽带
工作模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
1.8GHz to 1.9GHz
5.15GHz to 5.3GHz
-36dBm
-30dBm
-47dBm
-47dBm
待机模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
1.8GHz to 1.9GHz
5.15GHz to 5.3GHz
-57dBm
-47dBm
-47dBm
-47dBm
窄带
工作模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
1.8GHz to 1.9GHz
5.15GHz to 5.3GHz
-86dBm/Hz
-80dBm/Hz
-97dBm/Hz
-97dBm/Hz
待机模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
1.8GHz to 1.9GHz
5.15GHz to 5.3GHz
-107dBm/Hz
- 97dBm/Hz
- 97dBm/Hz
- 97dBm/Hz
发射机杂散测试
宽带
工作模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
-57dBm
-47dBm
窄带
待机模式
30MHz to1GHz
1GHz to 12,75GHz
-107dBm/Hz
- 97dBm/Hz
*该测试需要在正常和极限温度/电压条件下测试。
    电磁兼容测试要求（EMC）：

执行标准：
EN 301 489-1/17
骚扰测试
辐射连续骚扰测试
按照EN55022 Class B的限值要求
电源线传导连续骚扰测试
按照EN55022 Class B的限值要求
电压波动和闪烁
按照EN61000-3-3的要求
通信端口的传导骚扰测试
按照EN55022 Class B的限值要求
抗扰度测试
辐射骚扰抗扰度
3V/m 80%AM,80MHz – 1GHz and 1.4GHz -2.7GHz
传导骚扰抗扰度
3V/m 80%,AM 150kHz – 80MHz
静电放电抗扰度
接触：±4kV
空气：±8kV Air
电快速瞬态脉冲群抗扰度
±1.0KV AC 端口
±0.5kV DC端口
±0.5kV信号端口s
浪涌（冲击）抗扰度
共模：±2kV
差模：±1kV
用于车载环境的瞬态脉冲测试
测试需要按照ISO7637进行
电压暂降，短时中断测试
暂降：100% ,10ms; 100% , 20ms; 30%,500ms
终端：100% ,5000ms
产品安全测试要求 (LVD)：

    根据R&TTE指令的要求，ZigBee产品将不受LVD低压指令门槛（小于75Vdc/50Vac）的限值，电池供电的设备相对来说没有特殊要求，主要是AC电源供电的设备会导致安全问题。制造商需要寻求摩尔实验室（MORLAB）等第三方实验室认证过的电源来降低这方面的风险。具体的测试标准根据不同的终端产品有所不同。例如测试测量设备将需要61010-1；信息技术类产品，必须要按照标准EN60950-1做相应的安全测试；或者安防产品则需要做EN54。

    不同的厂商有不同的方案，一般来说有下面三种情况：

        1. 采取自研的方式，射频、模块没有认证

            a) 需要做射频方面的认证

            b) 需要做电磁兼容方面的认证（EMC）

            c) 需要做安全要求方面的认证（LVD）

        2. 采用通过了EN300328认证的模块

            a) 需要做电磁兼容方面的认证（EMC）

            b) 需要做安全要求方面的认证（LVD）

        3. 采用通过了R&TTE认证的模块

            a) 需要做电磁兼容方面的认证（EMC）

            b) 需要做安全要求方面的认证（LVD）

    针对这种情况，只需要做针对外围电路的测试即可

    以上是我们根据我们日常的ZigBee产品测试经验，而做的简单介绍，如果还有进一步的问题，欢迎您直接与就近的摩尔实验室（MORLAB）取得联系。