เทคโนโลยีการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications – PLC)

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา ITM 640: เทคโนโลยีการสื่อสารและอินเตอร์เน็ต
โดยมีอาจารย์ พ.อ.รศ.ดร.เศรษฐพงค์ มะลิสุวรรณ เป็นผู้สอน

บทนำ
เทคโนโลยี Power Line Communications (PLC) เป็นเทคโนโลยีการติดต่อสื่อสาร ที่ทำให้สามารถส่งสัญญาณเสียง ข้อมูล และมัลติมีเดีย โดยผ่านระบบนำจ่ายกระแสไฟฟ้า หรือสายไฟฟ้าที่มีใช้ตามบ้านเรือนทั่วไป ทั้งที่เป็นระบบจ่ายไฟฟ้าแรงต่ำ (LV distribution cable) หรือระบบจ่ายไฟฟ้าแรงปานกลาง (MV distribution cable) โดยอาจมีการเรียกชื่อที่แตกต่างกันไป ไม่ว่าจะเป็น Power Line Communications (PLC), Power Line Telecommunications (PLT), Broadband over Power line (BPL) หรือ Ethernet over Power line และอาจมีการให้คำนิยามและรายละเอียดของเทคโนโลยีที่แตกต่างกันไปด้วย แต่ในที่นี้ จะเรียก เทคโนโลยีในลักษณะนี้ทั้งหมดว่า เทคโนโลยีการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications - PLC)
เทคโนโลยี PLC เป็นเทคโนโลยีที่ใช้สายไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม เพื่อให้บริการ รับ ส่ง ข้อมูลไม่ว่าจะเป็นข้อมูลความเร็วต่ำ (narrowband PLC) เช่น การควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน การเฝ้าระวังรักษาความปลอดภัยภายในบ้าน และใช้ในการควบคุม สั่งการของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าเองเช่น การควบคุมการทำงานของ switch gear (เพื่อปิด-เปิด อุปกรณ์ป้องกันระบบจ่ายไฟฟ้า) การอ่านมาตรวัดไฟฟ้าอัตโนมัติ (automatic meter reading - AMR) หรือการแจ้งอัตราค่าไฟฟ้า (tariff broadcast) เป็นต้น โดยพัฒนามาจากในระยะเริ่มแรกที่หน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า (power utility providers) ใช้สายส่งแรงสูง เพื่อติดต่อสื่อสาร และใช้ในการควบคุมสถานีจ่ายไฟฟ้า (substation) ระหว่างกัน และในปัจจุบัน ได้พัฒนาขีดความสามารถให้รับส่งข้อมูลความเร็วสูง (broadband PLC) เช่น high speed Internet, video streaming, VoIP ผ่านระบบจ่ายไฟฟ้าแรงต่ำได้ด้วย จึงสามารถใช้เป็นโครงข่ายส่วนเข้าถึงผู้ใช้บริการ (access network) ทดแทนคู่สายโทรศัพท์ได้

ความเป็นมาของเทคโนโลยี PLC

หน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าร่วมกับผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า ได้มีการริเริ่มนำเทคโนโลยี PLC มาใช้งานตั้งแต่ปี ค.ศ. 1922 โดยใช้คลื่นพาห์ในช่วงความถี่ 15 – 500 kHz ป้อนในสายส่งแรงสูง เพื่อใช้ในการโทรมาตร (telemetry) ต่อมาในช่วงปี ค.ศ. 1930 – 1940 ได้มีการนำ ripple carrier signaling มาใช้ในระบบจ่ายไฟฟ้า 10 – 20 kV และ 240/415 V ในช่วงปี ค.ศ. 1970 บริษัท Tokyo Electric Power ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการอ่านมาตรวัดไฟฟ้า ระยะไกล (remote meter reading) และประสบความสำเร็จ จนกระทั่งประมาณปี 1985 ได้ให้ความสนใจ และทำการศึกษาในการนำ digital communications และ digital signal processing มาส่งผ่านสายไฟฟ้า และได้ผลเป็นที่น่าพอใจ ปัจจุบัน PLC สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายรูปแบบทั้งในส่วนของ หน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าเอง และประชาชนทั่วไป

การประยุกต์ใช้งานเทคโนโลยี PLC

เทคโนโลยี PLC สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งในส่วนของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า และประชาชนทั่วไป ดังตัวอย่างต่อไปนี้
· ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน (Home control)
การควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ หรืออุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศภายในบ้าน เช่นเครื่องเสียงโทรทัศน์ ระบบไฟฟ้าแสงสว่างภายในบ้าน การรักษาความปลอดภัยภายในบ้านโดยใช้กล้องวิดีโอ(surveillance video camera) ตลอดจนระบบที่เรียกว่า Home Automation สามารถใช้เทคโนโลยี PLC ได้โดยไม่ต้องเดินสายควบคุมใหม่ ในการทำงานของอุปกรณ์ควบคุมนี้ จะส่งสัญญาณคลื่นพาห์ (carrier wave) ที่มีความถี่ระหว่าง 20 – 200 kHz เข้าไปในสายไฟฟ้าผ่านเครื่องส่ง และจะผสมสัญญาณดิจิตอลไปด้วย ส่วนที่เครื่องรับแต่ละเครื่องในระบบจะมีฟังก์ชันบอกตำแหน่งซึ่งสามารถควบคุมได้โดยสัญญาณที่ส่งมา และถูกถอดรหัสที่เครื่องรับ อุปกรณ์นี้ใช้เสียบกับเต้าเสียบไฟฟ้าที่บ้านได้เลย ซึ่งปัจจุบันมีการกำหนดมาตรฐานโดยบรรดาบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์อย่างหลากหลาย ซึ่งบางครั้งอาจทำงานร่วมกันไม่ได้
· ใช้เป็นโครงข่ายภายในบ้าน (Home Networking)
เป็นการนำเทคโนโลยี PLC มาประยุกต์ใช้งานในลักษณะเช่นเดียวกับโครงข่ายคอมพิวเตอร์ ภายในบ้านอาคารชุด หรือในอาคารสำนักงานขนาดเล็ก เป็นต้น มาตรฐานของการใช้สายไฟฟ้าเป็นโครงข่ายภายในอาคารดังกล่าวนี้ มีการพัฒนาโดยบรรดาผู้ผลิตอุปกรณ์ที่รวมตัวกันเป็นกลุ่มอย่างหลากหลาย ซึ่งโครงข่ายดังกล่าวสามารถใช้งานได้ในระยะทางใกล้ มักไม่เกิน 100 เมตร และเพียงแต่เสียบอุปกรณ์ PLC modem ในเต้าเสียบไฟฟ้าที่มีอยู่ โดยไม่ต้องเดินสายเคเบิ้ลใหม่
· ใช้งานในกิจการของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า (Utility application)
หน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าได้ใช้เทคโนโลยีนี้ในธุรกิจหรือการปฏิบัติงานของหน่วยงานเองมาเป็นระยะเวลานานแล้ว ซึ่งส่วนใหญ่ต้องการความกว้างแถบคลื่นที่ไม่มากนัก โดยจะใช้ Coupling Capacitors ชนิดพิเศษต่อกับเครื่องส่งวิทยุความถี่ต่ำ ที่ต่อกับสายไฟฟ้า ความถี่ที่ใช้อยู่ระหว่าง 30 – 300 kHz และเครื่องส่งมีกำลังไม่เกิน 100 วัตต์ เครื่องส่งจะส่งสัญญาณไปตามสายไฟฟ้าแรงสูง12 เส้นเดียว สอง หรือทั้งสามเส้น โดยที่สถานีจ่ายไฟย่อยต่างๆ จะติดตั้งอุปกรณ์ filter เพื่อป้องกันกระแสของ carrier frequency ไม่ให้เข้าไปสู่อุปกรณ์ในสถานีจ่ายไฟย่อยนั้นๆ และเพื่อให้เกิดความมั่นใจในกรณีเกิดกระแสไฟฟ้าขัดข้องว่าจะไม่มีผลต่อระบบ PLC วงจรนี้จะใช้ในการควบคุมการทำงานของ switch gear และป้องกันสายส่ง ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ช่องสัญญาณ PLC เพื่อสั่งการให้ Protection relay ทำงานเมื่อเกิดเหตุขัดข้องในระบบจ่ายไฟฟ้า แต่จะให้ระบบทำงานปกติเมื่อเกิดเหตุขัดข้องที่จุดอื่นในระบบ ปัจจุบันหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้ามักใช้ระบบไมโครเวฟ และสายเคเบิ้ลใยแก้ว เพื่อการสื่อสารในองค์กร และใช้ในการสั่งการ ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่การนำ PLC มาใช้ในระบบสื่อสาร ก็ยังมีความจำเป็น เพื่อใช้ในการ back up ช่องสัญญาณและเป็นการติดตั้งที่ลงทุนต่ำ นอกจากนี้ ยังมีการนำ PLC ที่มีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วต่ำ มาใช้ในการอ่านหน่วยของมาตรวัดไฟฟ้า ที่เรียกว่า Automatic Meter Reading – AMR อีกด้วย
· ใช้ในการส่งกระจายเสียง
ได้มีการนำเทคโนโลยี PLC มาใช้ในกิจการกระจายเสียงผ่านสายไฟฟ้า เช่นในประเทศเยอรมัน และสวิตเซอร์แลนด์ มีการส่งกระจายเสียงวิทยุโดยใช้สายโทรศัพท์ และในประเทศสหรัฐอเมริกาและรัสเซีย มีการส่งกระจายเสียงโดยใช้เทคโนโลยี PLC ผ่านสายไฟฟ้ามาเป็นเวลานาน ตัวอย่างของรายการกระจายเสียงโดยใช้เทคโนโลยี PLC ในสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งเรียกกันว่า “wire broadcasting” ใช้ความถี่ดังนี้
- 175 kHz Swiss Radio International
- 241 kHz “Classical music”
- 274 kHz RSI 1 “rete UN” (Italian)
- 340 kHz “Easy music
· ใช้เป็น Internet access
เป็นการนำมาใช้งานเพื่อเข้าถึงโครงข่าย Internet ความเร็วสูง หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า Broadband over powerline (BPL) ที่ให้บริการด้านโทรคมนาคม เช่น VoIP และการรับส่งข้อมูลมัลติมีเดียเพื่อความบันเทิง เช่น ดูหนัง ฟังเพลง เล่นเกม รวมถึงการเชื่อมต่อกับกล้องวีดิโอ เพื่อเฝ้าระวังความปลอดภัยในบ้านเรือน หรือสำนักงาน เป็นต้น โดยใช้ BPL modem เสียบที่เต้าเสียบไฟฟ้า แล้วนำอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ มาต่อผ่าน BPL modem ก็สามารถใช้งานได้

เทคโนโลยี Narrowband PLC

เทคโนโลยี PLC ในลักษณะที่เป็น narrowband นั้น มีใช้งานมาค่อนข้างนานแล้ว โดยเฉพาะในประเทศอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทั้งในยุโรป อเมริกา และญี่ปุ่น แต่ในประเทศไทยยังมีใช้งานไม่แพร่หลายมากนัก
ระบบสื่อสัญญาณที่ใช้เทคโนโลยี narrowband PLC นั้น เริ่มต้นมาจากการใช้งานภายในหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าที่มักใช้เทคโนโลยีการส่งสัญญาณในลักษณะดังกล่าวสำหรับการอ่านหน่วยของมาตรวัดไฟฟ้า (AMR) หรือระบบการส่งข้อมูลควบคุมและโทรมาตร (SCADA) โดยมีช่วงความถี่ที่ใช้งานแตกต่างกันไป แต่โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในย่านที่ต่ำกว่า 1 MHz
เทคโนโลยี narrowband PLC อีกส่วนหนึ่งนั้น ได้นำมาประยุกต์ใช้งานในเชิงพาณิชย์ ซึ่งมีอุปกรณ์อยู่หลายหลายรูปแบบ แต่ส่วนใหญ่จะนำไปใช้งานในลักษณะของการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ หรืออุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศภายในบ้าน (home control) เช่น ระบบไฟฟ้าแสงสว่างภายในบ้าน การรักษาความปลอดภัยภายในบ้าน หรือเครื่องติดต่อภายใน (อินเตอร์คอม) ซึ่งสามารถใช้เทคโนโลยี PLC ได้โดยไม่ต้องเดินสายควบคุมใหม่ สามารถเสียบกับเต้ารับไฟฟ้าได้เลย
การทำงานของอุปกรณ์นี้จะป้อนสัญญาณคลื่นพาห์ (carrier wave) ซึ่งมีความถี่ตามที่ระบุเข้าไปในสายไฟฟ้าผ่านเครื่องส่ง และจะทำการผสมสัญญาณดิจิตอลไปด้วย ส่วนที่เครื่องรับแต่ละเครื่องในระบบ จะมีการระบุที่อยู่ (address) ซึ่งสามารถควบคุมได้โดยสัญญาณที่ส่งมา และเครื่องรับจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณที่ได้รับมาเป็นคำสั่งเพื่อควบคุมอุปกรณ์อีกครั้งหนึ่ง
อุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี narrowband PLC ในแบบนี้ มีผลิตภัณฑ์จำหน่ายในตลาดอยู่ทั่วไป มีการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย และมีรายละเอียดทางเทคนิคที่แตกต่างกันออกไป โดยเฉพาะในส่วนความถี่ของการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

บางประเทศถือว่าระบบสื่อสัญญาณที่ใช้เทคโนโลยี narrowband PLC เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อีกทั้งช่วงความถี่ของการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า อยู่ในช่วงที่มีข่ายสื่อสารอื่นใช้งานน้อยโอกาสเกิดการรบกวนทางวิทยุจึงน้อยตามไปด้วย ดังนั้น จึงไม่ได้กำกับดูแลในทางโทรคมนาคมแต่อย่างใดหรือหากมีการกำกับดูแล ก็จะกำกับเฉพาะในส่วนของมาตรฐานด้านความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า หรือ ด้านการรบกวนทางวิทยุเท่านั้น
ตัวอย่างอุปกรณ์ Narrowabnd PLC ที่มีวางขายในท้องตลาด สามารถดูได้ที่ www.x10.com หรือ CEbus (ANSI/TIA 600.31-97)

รูปที่ 1 ตัวอย่างอุปกรณ์ Narrowband PLC

เทคโนโลยี Broadband PLC หรือ BPL (Broadband over Power Line)

ลักษณะทางเทคนิคของระบบ BPL
อุปกรณ์ที่ใช้งานในลักษณะนี้ จะส่งสัญญาณที่ความถี่ในช่วง 1.6 – 30 MHz (อุปกรณ์บางยี่ห้ออาจสูงถึง 80 MHz) และมีอัตราการรับ-ส่งข้อมูลแบบอสมมาตร (asymmetry) ตั้งแต่ 256 kbps จนถึง 2.7 Mbps โดยที่อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (repeater) อาจมีความเร็วสูงถึง 40 Mbps และสามารถต่อโมเด็มได้ถึง 256 จุด ส่วนที่สถานีจ่ายไฟแรงปานกลาง(MV substation) มีความเร็วที่เชื่อมต่อกับโครงข่าย Internet อยู่ที่ 135 Mbps ผู้ให้บริการอาจใช้เทคโนโลยีนี้ร่วมกับโครงข่ายเคเบิลใยแก้วนำแสง (Optical Fiber) หรือโครงข่ายไร้สายอื่นๆเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อเข้ากับโครงข่ายอินเทอร์เน็ตได้
โดยทั่วไปแล้ว จะแบ่งอุปกรณ์ที่ใช้งานในระบบ BPL เป็นสองส่วน คือ อุปกรณ์ส่วนที่รับส่งข้อมูลผ่านสายไฟฟ้าแรงต่ำซึ่งอยู่ภายในอาคารบ้านเรือน (In-building BPL) ที่อยู่ภายหลังมาตรวัดไฟฟ้าแล้วและไม่ได้อยู่ในความรับผิดชอบของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า และส่วนที่รับส่งข้อมูลผ่านสายไฟฟ้าแรงปานกลางหรือแรงต่ำซึ่งอยู่ภายนอกอาคารบ้านเรือน (Access BPL) ซึ่งมักเป็นส่วนที่อยู่ในความรับผิดชอบของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า
อุปกรณ์ที่ใช้ในลักษณะ In-building BPL มักจะเป็น BPL modem หรืออุปกรณ์ในส่วนของผู้ใช้บริการ(Customer Premises Equipment: CPE) เท่านั้น
อุปกรณ์ที่ใช้ในลักษณะ Access BPL ประกอบด้วย injector, repeater และ extractor
อุปกรณ์ injector(หรือ concentrator) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างโครงข่ายเคเบิลใยแก้วนำแสง เข้ากับสายไฟฟ้าแรงปานกลาง (Medium Voltage) เพื่อส่งสัญญาณในการให้บริการ BPL ซึ่งสายไฟฟ้าแรงปานกลางนี้อาจจะแขวนอยู่เหนือศีรษะหรือเป็นท่อลอดใต้พื้นดิน สำหรับสายไฟฟ้าที่อยู่เหนือศีรษะ โดยทั่วไปจะอยู่สูงกว่าพื้นดินประมาณ 10 เมตร สายส่งไฟฟ้าที่เป็นวงจรจ่ายไฟฟ้าแรงปานกลาง จากสถานีย่อย(substation) จะเป็นสายส่งไฟฟ้าสามเฟส โดยมีลักษณะการจัดวางสายหลายลักษณะ เช่น แนวนอน แนวตั้งหรือรูปสามเหลี่ยม เป็นต้น โดยจ่ายไฟต่อไปยังลูกค้าทั้งในแบบเฟสเดียวหรือหลายเฟสก็ได้ โดยทั่วไปแล้ว สายตัวนำ neutral ที่ต่อลงดินไว้ (ground) ไว้จะวางอยู่ใต้สายตัวนำมีเฟส และเชื่อมระหว่างหม้อแปลงจ่ายไฟฟ้า(distribution transformer) ที่ทำหน้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้าแรงต่ำไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า ทั้งนี้ อาจป้อนสัญญาณ BPL เข้าสู่สายไฟฟ้าแรงปานกลางได้หลายรูปแบบ เช่น ป้อนเข้าสายไฟฟ้ามีเฟสสองเส้น หรือสายไฟฟ้ามีเฟสสายหนึ่งกับสายดิน หรือป้อนเข้าสายไฟฟ้ามีเฟส หรือสายดินเพียงอย่างเดียวก็ได้
อุปกรณ์ extractor เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อระหว่างสายไฟฟ้าแรงปานกลางกับที่พักอาศัย เพื่อให้บริการ BPL ซึ่งปกติจะติดตั้งอยู่กับหม้อแปลงไฟฟ้าที่จ่ายไฟฟ้าแรงต่ำเพื่อส่งสัญญาณไปยังบ้านโดยตรงผ่านสายไฟฟ้า extractor บางตัวสามารถที่จะเพิ่มระดับสัญญาณ BPL ให้เพียงพอสำหรับการส่งต่อไปให้สายไฟฟ้าแรงต่ำได้ และบางประเภทสามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ทวนสัญญาณ (repeater) ได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ที่ไม่ใช่อุปกรณ์จำพวก BPL เช่น Wi-Fi ™ เป็นต้น ซึ่งเป็นการขยายโครงข่ายไปยังผู้ใช้บริการเนื่องจากสายไฟฟ้าแรงปานกลางที่มีระยะทางยาว ๆ ทำให้สัญญาณลดทอนหรือผิดเพี้ยน จึงจำเป็นต้องใช้ BPL repeater เพื่อเพิ่มระดับความแรงของสัญญาณให้เหมาะสมกับการใช้งาน

รูปที่ 2 แสดงการติดตั้งระบบ BPL กับระบบนำจ่ายไฟฟ้า

ระบบ BPL สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามลักษณะการใช้งานได้ดังต่อไปนี้
ประเภทที่หนึ่ง
ระบบ BPL ประเภทแรก ใช้เทคนิคการผสมสัญญาณแบบ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) เพื่อกระจายสัญญาณ BPL ใช้แถบความถี่ที่กว้างโดยการใช้คลื่นพาห์ย่อย ๆ เป็นจำนวนมาก โดยมีอุปกรณ์ BPL injector ทำหน้าที่แปลงข้อมูลจาก Internet backbone ให้อยู่ในรูปแบบสัญญาณ BPL(OFDM) ส่งผ่านไปยังสายไฟฟ้าแรงปานกลาง และในทางกลับกัน ก็จะแปลงข้อมูลจาก BPL ไปเป็นข้อมูลที่ส่งต่อเข้า Internet backbone ทั้งนี้ จะเชื่อมต่อเข้ากับสายส่งไฟฟ้าเพียงเฟสเดียว
อุปกรณ์ extractor จะทำหน้าที่เชื่อมต่อการส่งข้อมูลสองทางจากสายไฟฟ้าแรงดันต่ำไปยังบ้านผู้ใช้บริการ โดยไม่ผ่านหม้อแปลงจ่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ เป็นการเชื่อมต่อระหว่างโครงข่ายในส่วน In-house BPL เข้ากับส่วน Access BPL ดังนั้น ผู้ใช้บริการจึงสามารถใช้บริการ BPL ได้โดยมีอุปกรณ์ปลายทาง หรือ BPL modem โครงข่ายในลักษณะนี้ อาจจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ repeater ทำหน้าที่ขยายสัญญาณระหว่าง injector และ extractor ให้มีระดับสัญญาณที่สูงขึ้น เพื่อให้สามารถให้บริการได้ระยะทางไกลขึ้น

รูปที่ 3 แสดงระบบ BPL ประเภทที่หนึ่ง

จากที่แสดงไว้ในรูป 3 อุปกรณ์ injector และอุปกรณ์ extractor จะใช้ช่วงความถี่เดียวกัน (F1)ในสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลาง ซึ่งจะแตกต่างจากช่วงความถี่ (F2) ที่ใช้สำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงต่ำ สำหรับอุปกรณ์ใช้ภายในอาคาร (In-house BPL device) และใช้หลักการ Carrier Sense Multiple Access (CSMA) ร่วมกับ Collision Avoidance (CA) ในการยืนยันช่องใช้งาน เพื่อลดการรบกวนกันระหว่างระบบ เนื่องจากระบบนี้ยอมรับการรบกวนที่เกิดจากการใช้งานช่องเดียวกันในระดับหนึ่ง และใช้สายส่งไฟฟ้าแรงปานกลางเพียงเฟสเดียวต่อระบบ ดังนั้น อาจมีได้สองถึงสามระบบในสาย MV ของระบบนำจ่ายเดียวกัน (ผู้ให้บริการหลายราย)

ประเภทที่สอง
ระบบ BPL ประเภทที่สอง ใช้วิธีการมอดูเลต OFDM แต่ต่างจากระบบแรกในส่วนของการส่งข้อมูลไปยังผู้ใช้บริการ โดยระบบนี้จะใช้อุปกรณ์ extractor เพื่อรับสัญญาณจากสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลางแล้วแปลงเป็นการส่งข้อมูลไร้สายไปยังผู้ใช้บริการ โดยใช้อุปกรณ์ IEEE 802.11b Wi-Fi™ (ระบบ BPL ประเภทแรก ใช้วิธีการส่งสัญญาณไปยังผู้ใช้บริการผ่านสายส่งไฟฟ้าแรงต่ำ) ซึ่งอุปกรณ์ปลายทางอาจจะเป็นคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์พกพาส่วนตัวก็ได้ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้แทนการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อผ่านสายส่งไฟฟ้าแรงต่ำ
ระบบนี้ใช้ช่วงความถี่ที่แตกต่างกันทั้งทางด้านจากผู้ใช้ (upstream) และไปยังผู้ใช้ (downstream) สัญญาณรบกวนจากการใช้ช่วงความถี่เดียวกันจะต้องอยู่ในระดับที่ต่ำ และต้องมีอุปกรณ์ repeater เพื่อเพิ่มระยะทางระหว่าง injector กับ extractor และอุปกรณ์ BPL repeater ต้องใช้ช่วงความถี่ในการส่งและรับที่แตกต่างกัน และอุปกรณ์ BPL repeater ที่อยู่ใกล้เคียงกันจะต้องใช้ช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน และต้องแตกต่างจาก injector ด้วย อีกทั้ง ในบางครั้ง อาจจะต้องทำงานในลักษณะของ extractor ได้ด้วย เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์รับส่งข้อมูลไร้สาย Wi-Fi™ ในระบบนี้ จะป้อนสัญญาณเข้าไปในสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลางเพียงเฟสเดียวเท่านั้น

รูปที่ 4 แสดงระบบ BPL ประเภทที่สอง

ประเภทที่สาม
ระบบ BPL ประเภทที่สาม ใช้เทคนิค Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) ส่งสัญญาณผ่านสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลางไปยังผู้ใช้บริการ โดยผู้ใช้บริการในแต่ละจุดให้บริการ (BPL cell) จะใช้ช่วงความถี่เดียวกัน และใช้เทคนิค Carrier Sense Multiple Access (CSMA) ในการเลือกใช้ช่องความถี่เหมือนกับระบบ BPL ประเภทแรก ซึ่งยอมรับการรบกวนช่องใช้งานเดียวกันได้ในระดับหนึ่ง เนื่องจากอุปกรณ์แต่ละตัวในระบบจะใช้ช่วงความถี่เดียวกันในการรับส่งข้อมูล ทั้งนี้ ระบบนี้จะใช้สายส่งไฟฟ้าแรงปานกลาง 2 สาย (สายเฟสและสาย neutral) ในการรับส่งข้อมูล
ในระบบนี้ จุดให้บริการแต่ละจุดจะประกอบด้วย injector ใช้สำหรับการเชื่อมต่อกับ Internetbackbone และใช้ repeater (extractor) ในการเพิ่มระดับของของสัญญาณให้เพียงพอต่อการกระจายข้อมูลไปยังที่พักอาศัย ซึ่งต่อผ่าน BPL modem ทั้งนี้ อาจมีการเหลื่อมล้ำหรือซ้อนทับกันของสัญญาณระหว่างจุดให้บริการแต่ละจุดบ้าง แต่ injector และ repeater จะเลือกช่องทางการส่งสัญญาณที่ดีที่สุดในการส่งสัญญาณแต่ละครั้ง

รูปที่ 5 แสดงระบบ BPL ประเภทที่สาม

อย่างไรก็ตาม ยังมีระบบ BPL ที่มีลักษณะการใช้งานแบบอื่น เช่น ต่อเข้าโครงข่าย Internet ผ่านเฉพาะสายส่งไฟฟ้าแรงต่ำภายนอกอาคาร หรือ ผ่านสายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสง อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ส่วนหลักๆ ก็ยังคงสามารถแยกได้เป็นส่วน In-building BPL และ Access BPL เช่นเดียวกัน

สถาปัตยกรรมโครงข่ายของระบบ BPL

เมื่อมองในแง่ของโครงข่ายที่ใช้ประกอบการให้บริการ BPL แล้ว จะประกอบด้วยโครงข่าย 3 ส่วน คือ 1)โครงข่ายส่วนเชื่อมต่อกับโครงข่ายหลัก (backhaul) ซึ่งมักเป็นโครงข่ายเคเบิลใยแก้วนำแสง และอยู่ในความรับผิดชอบของผู้ประกอบกิจการโทรคมนาคมที่ให้บริการโครงข่าย 2) โครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า MV และ 3) โครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้งที่บ้านหรืออาคารของผู้ใช้บริการ(CPE) ด้วย ดังแสดงในรูป

รูปที่ 6 แสดงสถาปัตยกรรมโครงข่าย BPL

โครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า MV
โครงข่าย BPL ส่วนนี้ มักใช้สถาปัตยกรรมแบบวงรอบ (ring topology) ดังแสดงไว้ในรูป 7 เป็นการเชื่อมต่อระหว่างโครงข่าย backhaul กับโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV ซึ่งอาจใช้การผสมสัญญาณแบบแบ่งความถี่ (frequency division) หรือการผสมสัญญาณแบบแบ่งเวลา (time division) ก็ได้ แต่ละ node ของวง จะเชื่อมต่อกับโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV การแบ่งสัญญาณแบบความถี่จะใช้ได้ดี ในกรณีที่มีการรบกวนกันระหว่างโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า MV กับ LV โดยเลือกใช้ช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน ก็จะช่วยแก้ปัญหาดังกล่าว (และยังใช้ได้กับโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV จำนวนหลายโครงข่ายได้ด้วย)การแบ่งสัญญาณแบบแบ่งเวลา กำลังเป็นที่นิยมมากขึ้น เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายที่ถูกกว่า และติดตั้งได้ง่ายกว่า แต่มีข้อจำกัดในเรื่องของ latency และ throughput

รูปที่ 7 แสดงสถาปัตยกรรมโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า MV

โครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV
โครงข่าย BPL ส่วนนี้เป็นส่วนที่สำคัญ เนื่องจากเป็นส่วนที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้บริการโดยตรง ดังนั้น สถาปัตยกรรมโครงข่ายจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่าง ๆ เป็นต้นว่า สถานที่ตั้งโครงข่าย (อาคารสูง บ้านเรือน นิคมอุตสาหกรรม) ความหนาแน่นของผู้ใช้บริการ ระยะทางของโครงข่าย และการออกแบบโครงข่ายว่าประกอบด้วยโครงข่ายย่อยมากน้อยแค่ไหน
1) ตัวอย่างโครงข่ายที่ใช้สำหรับพื้นที่ที่มีผู้ใช้บริการไม่หนาแน่น (เช่น พื้นที่ชานเมือง ที่มีบ้านเดี่ยว) แสดงไว้ในรูปที่ 8 ซึ่งในกรณีดังกล่าว มักติดตั้ง head end ไว้ที่สถานีหม้อแปลงไฟฟ้า และระยะห่างระหว่างhead end กับอุปกรณ์ทวนสัญญาณ หรือระหว่างอุปกรณ์ทวนสัญญาณด้วยกัน ไม่ควรเกิน 100 เมตร

รูปที่ 8 แสดงสถาปัตยกรรมโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV

2) ตัวอย่างโครงข่ายที่ใช้สำหรับพื้นที่ที่มีผู้ใช้บริการหนาแน่น เป็นอาคาร โดยมาตรวัดไฟฟ้าจะอยู่รวมกันในห้องวางมาตรวัดไฟฟ้า ซึ่งต่อเข้าโดยตรงกับหม้อแปลงนำจ่ายไฟฟ้า ทั้งนี้ หากสายส่งไฟฟ้าต่อตรงกับห้องวางมาตรวัดไฟฟ้าที่เดียว ก็ใช้ star topology (ดังแสดงในรูปที่ 9) แต่หากมีห้องวางมาตรวัดไฟฟ้าหลายห้อง ก็ต้องใช้ tree topology (ดังแสดงในรูปที่ 10)

รูปที่ 9 star topology

รูปที่ 10 tree topology

3) ตัวอย่างโครงข่ายที่ใช้สำหรับพื้นที่ที่มีผู้ใช้บริการหนาแน่น เป็นอาคารสูงที่มีมาตรวัดไฟฟ้าติดตั้งแยกออกจากกัน (อาจมีติดตั้งทุกชั้น) ซึ่งในกรณีนี้ มักติดตั้ง head end ไว้ที่สถานีหม้อแปลงไฟฟ้า และติดตั้งอุปกรณ์แปลงสัญญาณภายในแต่ละอาคาร

รูปที่ 11 แสดงสถาปัตยกรรมโครงข่าย BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า LV

BPL Equipment
อุปกรณ์หลักที่สำคัญของ BPL ในส่วนที่ใช้สายไฟฟ้า MV และสายไฟฟ้า LV ประกอบด้วย อุปกรณ์สำหรับลูกค้า Customer Promise Equipment: CPE), Repeater และ Transformer Equipment(TE)

รูปที่ 12 PLC Equipment in the Access and Distribution Network

Modem or Customer Premise Equipment (CPE)
CPE หรือ modem เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งที่พักอาศัยของผู้ใช้บริการ โดยการเสียบเข้ากับเต้าเสียบไฟฟ้าซึ่ง CPE จะรับทั้งสัญญาณและพลังงานไฟฟ้า CPE จะแยกเสียงและข้อมูลออกจากกันขึ้นอยู่กับการใช้งานของผู้ใช้บริการ เช่น การเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ และมี CPE หลายประเภทที่ใช้เฉพาะการใช้อินเทอร์เน็ต เท่านั้น บางชนิดใช้อินเทอร์เน็ตและโทรศัพท์ด้วยกัน และบางประเภทใช้เฉพาะเสียง เท่านั้นนอกจากนี้อาจมีการรวมฟังก์ชันต่าง ๆ เข้าไป เช่น การรวม Wi-Fi™ ไว้ใน CPE นั้นด้วย

รูปที่ 13 ตัวอย่างของอุปกรณ์ CPEs

Repeater or Intermediate Equipment
เป็นอุปกรณ์ที่เพิ่มระดับสัญญาณจากหม้อแปลงไฟฟ้าแรงต่ำก่อนส่งไปยังผู้ใช้บริการ (มีระยะทางสูงสุด 300 เมตร) ปกติจะติดตั้งใกล้กับมาตรวัดไฟฟ้าหรือที่ใดที่หนึ่งระหว่างสายส่งไฟฟ้ากับที่พักอาศัยของ ผู้ใช้บริการ บางครั้งใช้สำหรับการขยายพื้นที่การให้บริการให้ครอบคลุมพื้นที่มากขึ้นด้วย

รูปที่ 14 ตัวอย่างของอุปกรณ์ทวนสัญญาณ ที่ติดตั้งในห้องมาตรวัดไฟฟ้า (ล่าง) และ ตู้ข้างถนน (บน)

Transformer Equipment (TE)

อุปกรณ์ TE ติดตั้งที่หม้อแปลงนำจ่ายไฟฟ้าย่อย เพื่อกระจายสัญญาณจากโครงข่าย BPL ที่เชื่อมต่อสายส่งไฟฟ้าแรงปานกลาง เป็นอุปกรณ์ในส่วนของ extractor หรืออาจรวมฟังก์ชันการทำงานอยู่ใน repeater ด้วยก็ได้

รูปที่ 15 Transformer Equipment

Accessory Equipment: Coupling Unit
Coupling Unit เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ป้อนสัญญาณจากอุปกรณ์ BPL เข้าไปยังสายส่งไฟฟ้า (MV and LV) ซึ่งมี 2 ประเภทด้วยกัน
- Capacitive coupling ทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่สายส่งไฟฟ้าโดยตรง
- Inductive coupling ป้อนสัญญาณเข้าสู่สายส่งไฟฟ้าด้วยการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า (inductive)

รูปที่ 16 แสดงอุปกรณ์ coupling ลักษณะต่าง ๆ

ข้อมูลคุณสมบัติทางเทคนิคอื่น

การมอดูเลต (Modulation)
วิธีการมอดูเลตที่ใช้เป็นการมอดูเลต OFDM ซึ่งนิยมกับการสื่อสารประเภทอื่น ๆ ด้วย เช่น ADSL, VDSL, และ IEEE 802.11 เป็นต้น การมอดูเลตสัญญาณผ่านช่องสัญญาณของ BPL มีหลากหลายวิธี แต่หลังจากทำการวัดและ ทดสอบแล้ว
การมอดูเลตแบบ OFDM เป็นวิธีการที่มีความเหมาะสมที่สุด เนื่องจากสามารถป้องกันการรบกวนและให้มีประสิทธิภาพของพลังงานไฟฟ้าสูงสุด จึงได้นำวิธีการดังกล่าวมาใช้ในการผลิตอุปกรณ์ในยุคแรก ๆ และคุณสมบัติที่สำคัญ OFDM สามารถใช้งานได้ดีเมื่อมีการจางหายของสัญญาณ และการใช้เวลาการกระจายสัญญาณที่กว้าง ซึ่งมีความสำคัญมากในกรณีการใช้คลื่นพาห์หลาย ๆ คลื่นพาห์หรือคลื่นพาห์หลาย ๆ คลื่นในการติดต่อสื่อสาร เป็นวิธีการที่นำมาใช้ทั้งในการมอดูเลตและการมัลติเพล็กซ์สัญญาณ ที่มีคลื่นพาห์ย่อยมากกว่าหนึ่งพันคลื่นพาห์ มีการใช้งานค่อนข้างยืดหยุ่นไม่คำนึงถึงการรบกวนที่เกิดจากช่องสัญญาณอื่น จึงเป็นการมอดูเลตที่มีการป้องกันการรบกวนและทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้น

โดยทั่วไป FDM จะแบ่งช่วงความถี่ออกเป็นช่องสัญญาณจำนวน N ช่อง ที่ไม่ซ้อนทับกัน จึงทำให้ไม่เกิดการรบกวนซึ่งกันและกัน แต่มีข้อเสียในการใช้คลื่นความถี่ไม่เต็มประสิทธิภาพ ในขณะที่ OFDM ใช้ช่องความถี่ที่มีการซ้อนทับกัน และตั้งฉากกับคลื่นความถี่อื่นและมีช่องว่างระหว่างคลื่นความถี่ 1/T จำนวนรอบคลื่นทั้งหมดของแต่ละสัญลักษณ์ที่มีช่วงคลื่น T
ข้อดีของการผสมสัญญาณแบบ OFDM
- สามารถใช้งานได้ดีเมื่อมีการจางหายของคลื่นสัญญาณ (mutipath fading) ด้วยเวลาการแพร่กระจายคลื่นที่กว้าง
- ความเร็วของข้อมูลในแต่ละคลื่นพาห์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ (ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) ของแต่ละคลื่นพาห์)
- การรบกวนมีผลกระทบต่อคลื่นพาห์บางช่วงเท่านั้น ทำให้มีความน่าเชื่อถือของระบบสูง
Power Levels
ความหนาแน่นสเปกตรัมกำลัง (Power Spectral Density: PSD) ของสัญญาณที่ส่งออกไป มีรูปร่างและความเข้มของสัญญาณ ดังนี้
- PSD: <= -50 dBm/Hz - Dynamic Range: Up to 90 dB - Minimum required received power level: -70 dBm (assuming no background noise) ระดับความหนาแน่นสเปกตรัมกำลังข้างต้น เป็นช่วงที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับความต้องการของระดับสัญญาณที่รับได้ และการออกแบบระบบ ค่าของ PSD สามารถที่จะเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการปรับระดับการกรองขจัดสัญญาณ (notching) ให้มีความลึกมากขึ้น โดยสามารถปรับได้ถึง 30 dB ขึ้นอยู่กับการกำหนดของหน่วยงานกำกับดูแล การปรับ Notchให้มีค่ามากถึง 40 dB เป็นสิ่งที่สามารถทำได้ แต่ถ้าหากเกินกว่า 32 dB ทำให้ประสิทธิภาพลดลง

Throughputs

อุปกรณ์ BPL โดยทั่วไปจะใช้ความกว้างแถบความถี่ใช้งาน ประกอบด้วย 10, 20 and 30 MHz

ทั้งนี้ อุปกรณ์ BPL บางระบบ จะมีความสามารถในการเลือก bandwidth ที่เหมาะสมกับการใช้งานในสภาวะแวดล้อมที่กำหนดได้ด้วย ดังแสดงในรูป

Performance
สมรรถนะ (performance) ของระบบขึ้นอยู่กับการลดทอนของช่องสัญญาณหรือความแรงของสัญญาณรบกวน และยากในการที่จะหาสูตรในการคำนวณ ตัวอย่างของการวัดสมรรถนะภายในห้องทดสอบ ที่ PSD = –50 dBm/Hz for the 10 MHz mode and –56 dBm/Hz for the 20 and 30 MHz modes แสดงให้เห็นในตาราง

Maximum Throughput
ประสิทธิภาพของระบบจะวัดที่ Physical layer ที่ช่องสัญญาณที่เหมาะสม หากวัดที่ Application Layer มีอัตราความเร็วข้อมูลที่ต่ำกว่า เนื่องจากลักษณะของโปรโตคอลโดยมีการเพิ่มส่วนหัวและการแก้ไขความถูกต้องของข้อมูล อัตราความเร็วข้อมูลที่ชั้น Application แสดงไว้ในตาราง

Bit Error Rate
คุณลักษณะ Bit Error Rate (BER) ของระบบ BPL จะถูกกำหนดควบคู่ไปกับ QoS ของแต่ละบริการที่เลือกใช้งาน ซึ่งอาจมีค่าแตกต่างกันได้ Bit Error Rate จะถูกกำหนดโดยผู้ให้บริการ ซึ่งค่า Bit Error Rate ที่กำหนดไว้เบื้องต้น จะกำหนดไว้ที่ 10-9 ซึ่งผู้ใช้สามารถเลือกหรือกำหนดได้ตามความเหมาะสม โดยทั่วไปจะกำหนดไว้ที่ 10-3 10-6 และ 10-9 เป็นต้น

Channel Adaptation
ระบบจะทำการตรวจสอบระดับของสัญญาณรบกวนและการลดทอนภายในช่องสัญญาณด้วยความละเอียดสูง ค่าที่วัดได้จะนำไปปรับเปลี่ยนตัวแปรในการมอดูเลตของแต่ละช่องสัญญาณเพื่อที่จะรักษา BER ของแต่ละช่องสัญญาณ ผู้ให้บริการสามารถปรับเปลี่ยนตัวแปรได้ดังนี้
- Algorithm agility
- Modulation thresholds
- Desired BER
- Disabled carriers
ในขณะเดียวกันการปรับตัวแปรของ Reed-Solomon Forward Error Correction สามารถที่จะปรับเปลี่ยนได้โดยคำนึงถึงความจุของข้อมูล (capacity) และสมรรถนะของระบบ

Spectral Efficiency
สามารถปรับได้ถึง 9bits/sec/Hz โดยขึ้นอยู่กับ SNR ของแต่ละช่องสัญญาณ หาก SNR ของระบบ มีค่าลดลง ระบบจะลด Spectral Efficiency ลง เพื่อที่จะรักษา BER ให้อยู่ในค่าที่กำหนด

Quality of Service (QoS)
คุณภาพการให้บริการ (Quality of Service: QoS) ของอุปกรณ์ BPL บางเทคโนโลยี สามารถกำหนดความสำคัญไว้ 8 ระดับ เพื่อกำหนดคุณภาพการให้บริการที่ต้องตอบสนองตามเวลาจริง (real time) เช่น การให้บริการเสียงผ่านการให้บริการอินเทอร์เน็ต (VoIP) และการให้บริการข้อมูลความเร็วสูง
- รับประกันแบนวิดธ์ที่ใช้ในแต่ละบริการ เช่น การส่งถ่ายข้อมูล เป็นต้น
- Bound latency ของแต่ละบริการที่ต้องการ เช่น VoIP, video เป็นต้น
- มีค่า BER ต่ำสำหรับบริการที่ต้องการความเชื่อถือสูง
- รับประกันข้อผิดพลาดจากการให้บริการ อาจใช้ช่องสำรองในการให้บริการเมื่อเกิดความผิดพลาดในช่องที่ ใช้งาน
การออกแบบ chipset ได้ออกแบบให้มีความสามารถในการรับส่งข้อมูลสูงสำหรับอุปกรณ์ที่เป็นของผู้ใช้บริการ Customer Premise Equipment: CPE) เช่น modem หรือโครงข่ายที่ใช้ภายในบ้าน และรองรับการทำงานร่วมกับ LAN ที่สามารถบริหารจัดการ QoS ได้
นอกจากนี้ยังมีโปรโตคอล 802.1D ที่สามารถปรับได้ถึง 64/128 MACs เพื่อรองรับการใช้งานของ VoIP และสามารถใช้บริการ VoIP พร้อมกับการใช้บริการอื่น ๆ

มาตรฐานของภาคอุตสาหกรรม (Industry Standard)

บริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี PLC ต่างก็ได้รวมตัวกันเพื่อกำหนดมาตรฐานของเทคโนโลยี PLC โดยเฉพาะ broadband PLC ที่ผู้บริโภคจะนำมาใช้งาน ซึ่งมักขึ้นอยู่กับผู้ผลิต chipset เป็นหลัก โดยในขณะนี้ มีมาตรฐานหลัก ๆ ของผู้ผลิต chipset อยู่สองมาตรฐาน และมีหน่วยงานที่รวมตัวเป็นองค์กรเพื่อกำหนดมาตรฐานของภาคอุตสาหกรรมอยู่หลายองค์กร
ในส่วนของ chipset นั้น รายหลักจะเป็น DS2 ซึ่งเป็น chipset ที่ผลิตโดย Design of Systems on Silicon ที่มีคุณสมบัติสอดคล้องกับมาตรฐานของ Universal Powerline Association สามารถรองรับการให้บริการ triple play ใช้การผสมสัญญาณ แบบ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) และใช้ช่องสัญญาณแบบ TDD และ FDD สามารถส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 200 Mbps ที่ระดับ Physical layer และ 130 Mbps ที่ระดับ Application layer



Chipset อีกอันหนึ่ง จะผลิตโดย INT6000 ของ Intellon เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้เป็น adapter สำหรับโครงข่ายความเร็วสูงเพื่อความบันเทิงภายในบ้าน รวมถึงการส่งสัญญาณภาพแบบ High Definition (HD) และ Standard Definition (SD) ซึ่งตรงตามคุณสมบัติเฉพาะของ HomePlug AV ส่งสัญญาณได้ความเร็วสูงสุดถึง 150 Mbps

ในส่วนของหน่วยงานภาคผู้ผลิตอุปกรณ์และอุตสาหกรรมโทรคมนาคม ที่รวมตัวเป็นองค์กรเพื่อกำหนดมาตรฐานสำหรับเทคโนโลยี PLC นั้น พอจะหยิบยกขึ้นมากล่าวได้ดังนี้.-

HomePlug Powerline Alliance
เป็นกลุ่มพันธมิตรทางการค้าประกอบด้วยสมาชิกจำนวน 65 ราย ก่อตั้งเมื่อ เดือนมีนาคม ค.ศ. 2000 โดยบริษัทที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี PLC ได้รวมตัวกันกำหนดมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ และบริการสำหรับโครงข่ายภายในบ้านที่ใช้สายไฟฟ้า โดยมุ่งเน้นที่ home networking (LAN) กลุ่มพันธมิตรนี้ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยบริษัทจากสหรัฐอเมริกาและเอเชียแปซิฟิก มีหน้าที่ส่งเสริมและดำเนินการในเรื่องมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ให้สามารถทำงานร่วมกันได้ เนื่องจากมาตรฐาน HomePlug เกิดจากความร่วมมือของหลากหลายบริษัทจากทั่วโลก ทำให้ได้มาตรฐานที่มีคุณภาพสูงและเป็นที่ยอมรับในตลาด ตัวอย่างเช่น
- HomePlug 1.0 – มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงผ่านสายไฟฟ้าภายในบ้านที่สามารถส่งข้อมูลได้ 8.2 Mbps
- HomePlug AV – ใช้สำหรับส่ง HDTV และ VoIP ภายในบ้านที่สามารถส่งข้อมูลได้ประมาณ 150 Mbps
- HomePlug BPL – ใช้เป็น broadband access เพื่อใช้งานในบ้าน
- HomePlug CC (Command and Control) – เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำและลงทุนน้อย ใช้สำหรับสั่งการ และควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน ตลอดจนการเฝ้าระวังความปลอดภัยภายในบ้าน

Universal Powerline Association (UPA)
เป็นผู้วางกรอบให้ผู้นำทางการตลาดด้านอุตสาหกรรม PLC ในตลาดโลก ซึ่งครอบคลุมถึงผู้ผลิตอุปกรณ์ด้าน access และอุปกรณ์ภายในบ้าน ดำเนินการให้เกิดการแข่งขันเสรี และเป็นธรรม ในการนำอุปกรณ์ดังกล่าวมาติดตั้งใช้งาน และสามารถทำงานร่วมกันได้ เพื่อให้เกิดประโยชน์แก่ผู้บริโภคอย่างทั่วถึง ส่วนใหญ่ประกอบด้วยบริษัทจากยุโรปและญี่ปุ่น โดย UPA ได้ประกาศยอมรับที่จะนำ DS2 200 Mbps chipset มาใช้งานในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ของกลุ่ม โดยได้จัดทำมาตรฐาน UPA Digital Home Standardสำหรับใช้งานเป็นโครงข่ายภายในบ้าน (LAN) และร่วมกับ OPERA จัดทำมาตรฐานสำหรับ BPL (Access & in-house) ด้วย

Open PLC European Research Alliance (OPERA)
เป็นโครงการวิจัยและพัฒนาซึ่งได้รับการอุดหนุนจาก European Commission มีวัตถุประสงค์ที่จะปรับปรุงเทคโนโลยี PLC ที่มีอยู่แล้ว ให้พัฒนาดีขึ้นไป และกำหนดมาตรฐานของ PLC โดยมีบริษัทและองค์กรเข้าร่วมดำเนินการมากกว่า 30 หน่วยงาน ทั้งนี้ ได้ประกาศยอมรับ DS2 200 Mbps chipset มาปรับใช้เป็นพื้นฐานในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ของกลุ่ม และได้จัดทำมาตรฐานสำหรับ BPL (Access& in-house) ขึ้นมา 2 ฉบับ คือ
- OPERA SPECIFICATION – Part 1: TECHNOLOGY
- OPERA SPECIFICATION – Part 2: SYSTEM

IEEE
เป็นองค์กรทางด้านวิชาการที่เป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดี ได้ริเริ่มจัดทำ project item เพื่อทำการศึกษาเพื่อกำหนดมาตรฐานและลักษณะพึงประสงค์ทางเทคนิคที่สำคัญ โดย project ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานเทคโนโลยี PLC ประกอบด้วย
- IEEE P1675 – “Standard for Broadband over Powerline Hardware” จัดทำมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์เทคโนโลยี broadband PLC ที่ใช้งานผ่านสายไฟฟ้า และความปลอดภัยในการติดตั้ง
- IEEE P1775 – “Powerline Communication Equipment – Electromagnetic Compatibility(EMC) Requirements Testing and Measurement Methods” จัดทำมาตรฐานที่เน้นในเรื่องของอุปกรณ์ PLC ที่เกี่ยวข้องกับ EMC รวมถึงวิธีทดสอบและวิธีการวัด
- IEEE P1901 – “Draft Standard for Broadband over Power Line Network : Medium Access Control and Physical Layer Specifications” กำหนดมาตรฐานการให้บริการ broadband ผ่านสายไฟฟ้า โดยมีเป้าหมายในการกำหนดคุณสมบัติเฉพาะของ Medium Access Control และ Physical Layer สำหรับอุปกรณ์ BPL ทั้งที่ใช้เป็นโครงข่ายภายนอก และภายในที่พักอาศัย

ETSI Project PLT
เป็นองค์กรมาตรฐานด้านโทรคมนาคมของกลุ่มประเทศยุโรป ซึ่งได้ตั้งกลุ่มทำงานเพื่อศึกษาข้อมูลเพื่อกำหนดมาตรฐานและคุณสมบัติเฉพาะ ครอบคลุมการให้บริการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าทั้งหมด ทั้งที่เป็นMV LV และภายในบ้าน โดยกำหนดว่าอุปกรณ์ของผู้ผลิตแต่ละรายต้องสามารถใช้งานร่วมกันได้สามารถทำงานร่วมกับระบบจ่ายไฟฟ้าที่มีอยู่แต่เดิม และสอดคล้องกับข้อกำหนดของกลุ่มประเทศยุโรปอย่างไรก็ตาม มีความคืบหน้าค่อนข้างช้า เนื่องจากมุ่งเน้นข้อกำหนดที่ใช้สำหรับกำกับดูแลค่อนข้างมาก

ข้อดีและข้อเสียของการนำเทคโนโลยี PLC (BPL) มาประยุกต์ใช้งาน

BPL มีข้อดีเมื่อเปรียบเทียบกับบริการ cable modem หรือ DSL (Digital Subscriber Line) เพราะสามารถใช้โครงข่ายพื้นฐานที่มีอยู่แล้ว และยังทำให้ประชาชนทั่วไปในที่ห่างไกล แต่มีไฟฟ้าใช้สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้มากขึ้น สามารถลดช่องว่างในการเข้าถึงข่าวสารข้อมูล หรือที่เรียกว่า digital divide ได้อีกทางหนึ่ง อีกทั้งยังสะดวกที่จะนำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เช่น ทีวี เครื่องเสียง มาเชื่อมต่อเพื่อความบันเทิงได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม การให้บริการ BPL ยังไม่มีมาตรฐานทางเทคนิคเป็นที่ยอมรับ แต่มีการใช้งานเฉพาะกลุ่มซึ่งจะต้องมีการพัฒนาต่อไป เพื่อแก้ปัญหาต่างๆ เช่น ความกว้างแถบคลื่นที่จะใช้งาน การรบกวนทางวิทยุ และคุณภาพของบริการ เป็นต้น
ระบบจ่ายไฟฟ้าในอเมริกาเหนือ และยุโรปมีความแตกต่างกันค่อนข้างมาก ทำให้มีผลต่อการนำ BPLมาใช้งาน เช่น ในอเมริกาเหนือ หม้อแปลงไฟฟ้าแต่ละเครื่องจะจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงต่ำให้บ้านเรือนไม่มากนัก (หม้อแปลงขนาดเล็ก และบ้านเรือนอยู่กระจาย) เมื่อเปรียบเทียบกับในยุโรป หม้อแปลงหนึ่งเครื่อง จะจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงต่ำให้บ้านเรือนเป็นร้อยหลังคาเรือน ซึ่งคล้ายกับระบบไฟฟ้าในประเทศไทย ทำให้การนำ BPL มาใช้งานจึงมีปัญหาแตกต่างกัน เนื่องจากสัญญาณ BPL ไม่สามารถแพร่ผ่านหม้อแปลงได้ ดังนั้นการให้บริการในอเมริกาเหนือจะต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ(MV coupling) เพื่อสามารถให้บริการลูกค้าหลายๆราย ที่อยู่ในระบบจ่ายไฟฟ้าที่หม้อแปลงจุดอื่นด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากถูกจำกัดที่ความกว้างของแถบคลื่นที่จะใช้งาน ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้งานพร้อมกันได้ไม่มากนักในสายไฟฟ้าเดียวกัน
นอกจากเหตุผลที่ว่า BPL มีการพัฒนาในยุโรปเร็วกว่าในอเมริกาเหนือ เนื่องจากการออกแบบระบบจ่ายไฟฟ้าแตกต่างกันดังกล่าวแล้ว ข้อเท็จจริงอีกประการหนึ่งก็คือ ในระบบสายส่งระยะทางไกลๆ โดยทั่วไปจะใช้แรงดันไฟฟ้าสูง เพื่อลดการสูญเสียเนื่องจากสายส่ง (transmission loss) และต้องลดแรงดัน เมื่อต้องจ่ายไฟฟ้าให้บ้านเรือน ประกอบกับสัญญาณ BPL ไม่สามารถแพร่ผ่านหม้อแปลงได้ เนื่องจากขดลวดในหม้อแปลงมีค่า inductance สูง ทำให้เปรียบเสมือนเป็น low - pass filter ที่ป้องกันไม่ให้ความถี่สูงผ่าน จึงจำเป็นต้องมี repeater ติดตั้งที่หม้อแปลงทุกเครื่องที่สัญญาณ BPL เดินทางผ่าน
โดยทั่วไป ในอเมริกาเหนือจะใช้หม้อแปลงขนาดเล็กติดตั้งเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าแรงต่ำให้บ้านเรือนเพียง 2 – 3 หลัง ส่วนในยุโรปและประเทศไทยจะติดตั้งหม้อแปลงขนาดใหญ่และจ่ายกระแสไฟฟ้าให้บ้านเรือนประมาณ 10 – 100 หลัง เป็นต้น จากข้อแตกต่างในระบบจ่ายไฟฟ้าดังกล่าว จะเห็นว่าในอเมริกาเหนือจะต้องมี repeater มาก ตรงข้ามกับยุโรปและประเทศไทยที่สามารถให้บริการลูกค้าได้หลายสิบรายที่อยู่ในบริเวณหม้อแปลงเดียวกัน
ทางเลือกอีกอย่างหนึ่งที่จะนำ BPL มาใช้งานคือ ใช้เป็น backhaul สำหรับการสื่อสารไร้สาย WiFi และในอนาคต BPL อาจจะนำใช้เป็น backhaul ของโครงข่าย WiMAX ด้วยก็ได้
BPL มีข้อเสียโดยแยกเป็นประเด็นหลักได้ 2 ส่วนคือ สายไฟฟ้าจะเกิดสัญญาณรบกวนมาก ทุกครั้งที่เราเปิด-ปิดสวิทช์อุปกรณ์ไฟฟ้า และอุปกรณ์ประหยัดพลังงานบางชนิดทำให้เกิดฮาร์โมนิกส์รบกวนในสายไฟฟ้าดังนั้นในกาออกแบบเพื่อนำ BPL มาใช้งานต้องคำนึงถึงการป้องกัน และลดการรบกวนดังกล่าว
ข้อเสียอีกอย่างหนึ่งคือ ระดับความแรงและความถี่ของสัญญาณที่แพร่ออกมา เนื่องจากความถี่ย่าน 1 –30 MHz เป็นย่านความถี่ของวิทยุสมัครเล่น และการส่งวิทยุกระจายเสียงคลื่นสั้น รวมทั้งระบบโทรคมนาคม อื่นๆ เช่น ทางทหาร วิทยุการบิน เป็นต้น ดังนั้น เมื่อมีการส่งสัญญาณ BPL ไปตามสายไฟฟ้า ซึ่งสายไฟฟ้าดังกล่าวไม่มีฉนวนหุ้ม (unshielded)ดังนั้นสายไฟฟ้าดังกล่าวจึงเปรียบเสมือนเป็นเครื่องส่งที่ส่งสัญญาณที่ป้อนมาตามสายไฟฟ้า ซึ่งอาจรบกวนสัญญาณวิทยุอื่น ๆ ในย่านความถี่นั้นได้
ปัจจุบัน ระบบ BPL จะใช้เทคโนโลยี OFDM และใช้เทคนิคการบรรเทาหรือลดการรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อข่ายวิทยุสื่อสารอื่น โดยเฉพาะวิทยุสมัครเล่น ในการศึกษาร่วมกันระหว่าง ARRL – American Radio Relay League และ HomePlug powerline alliance แสดงให้เห็นว่า PLC modem ที่ใช้เทคโนโลยี OFDM จะเกิดการรบกวนน้อยลง และอยู่ในวิสัยที่สามารถยอมรับได้

ตัวอย่างผลการทดลองและทดสอบการใช้เทคโนโลยี PLC ในประเทศไทย

การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.)
ผลการทดลองและทดสอบการใช้เทคโนโลยี PLC ว่า กฟน. ได้เคยนำอุปกรณ์ระบบ In-Building PLC (BPL)มาทดลองใช้งานในช่วงเดือนตุลาคม ถึง ธันวาคม 2548 ในลักษณะเป็นโครงข่ายเชื่อมต่อภายในอาคาร ที่สำนักงานประปาสามเสน โดยไม่ได้ใช้เทคโนโลยี PLC ต่อเชื่อมออกมาใช้บริการภายนอก (ใช้ optical fibre แทน) ระยะทางประมาณ 6-7กิโลเมตร ซึ่งผลการทดลองพอสรุปได้ดังนี้
(1)ใช้อุปกรณ์หลากหลายยี่ห้อ เช่น ARCHNET, MAINNET, MYNET, MITSUBISHI
(2)สามารถต่อเข้ากับ Intranet ของ กฟน. และ Internet ได้ โดยมี error เล็กน้อย
(3)ใช้ oscilloscope ตรวจจับสัญญาณ ไม่พบว่ามีการรบกวนเกิดขึ้น
(4)อุปกรณ์ที่นำมาทดสอบเป็นไปตามมาตรฐานของสหภาพยุโรป
(5)กฟน. มีความกังวล ในกรณีของสายไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในการติดต่อสื่อสารทางโทรคมนาคมด้วยนอกเหนือจากการส่งกระแสไฟฟ้าตามปรกติ โดยเฉพาะในประเด็นของ power quality & reliability อาจมีผลกระทบต่อคุณภาพของระบบไฟฟ้า ซึ่งส่วนหนึ่งจะขึ้นอยู่กับวิธีการ coupling (capacitance/inductance) และการตัดจ่าย/สวิทช์อาจได้รับผลกระทบด้วย
(6)ไม่เคยทดลองข้ามหม้อแปลง (แรงสูง) จึงอาจมีประเด็นการรบกวนที่เกิดขึ้นจากสายไฟฟ้าแรงสูงด้วย
การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.)
ผลการทดลองและทดสอบการใช้เทคโนโลยี PLC ว่า กฟภ. ได้ติดตามเทคโนโลยี PLC มาไม่น้อยกว่า 5 ปี และเมื่อเริ่มมองเห็นว่ามีความเป็นไปได้ทางธุรกิจมากขึ้น จึงได้ดำเนินการทดลองให้บริการอินเทอร์เน็ตบนสายส่งไฟฟ้า โดยร่วมมือกับบริษัทเอกชน 2 ราย คือบริษัท ทรู อินเตอร์เน็ต จำกัด และบริษัท อี-คอมเมิร์ซ บิสซิเนส จำกัด ทดลองให้บริการที่จังหวัดปทุมธานีและพัทยา สรุปได้ดังนี้

การร่วมทดลองให้บริการ PLC ระหว่าง กฟภ. กับบริษัท ทรู อินเตอร์เน็ต จำกัด
(1) อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองเป็นของ Xeline จากประเทศเกาหลีใต้ ซึ่งได้แก่ อุปกรณ์ Master(MM202-B) อุปกรณ์ Repeater (RU-200B) และอุปกรณ์ Slave (SU-200B) ใช้งานความถี่ย่าน 2.3 – 23.4 MHz โดยอุปกรณ์ดังกล่าวมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลได้เร็วสูงสุด 24 Mbps และทดลองให้บริการที่ ถนนพัทยาสายใต้และถนนพัทยาสาย 2 อำเภอบางละมุง จังหวัดชลบุรี เมื่อวันที่ 15 มีนาคม 2549 ถึงวันที่ 15 มิถุนายน 2549 มีลูกค้าทดลองใช้บริการ 11 ราย โดยประเมินประสิทธิภาพของการทดลองให้บริการจากอัตราเร็วของข้อมูล, เวลาประวิง (delay time), Jitter, Packet loss,อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (Signal to Noise Ratio, SNR)
(2) ผลการทดลองที่ได้ พบว่าเวลาประวิง, Jitter, Packet loss ที่วัดได้มีค่าค่อนข้างต่ำ แสดงว่าโครงข่าย PLC สามารถรองรับการรับส่งข้อมูลแบบเวลาจริงได้เป็นอย่างดี และจากอัตราเร็วข้อมูลที่วัดได้ พบว่าโครงข่าย PLC สามารถรองรับการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็วประมาณ 500-700 kbps จากอุปกรณ์ Master ที่ส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็วต้นทาง 2 Mbps (รองรับอัตราเร็วสูงสุด 24 Mbps) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลยังมีค่าไม่คงที่เนื่องจากผลของสัญญาณรบกวน จึงเป็นการยากที่จะกำหนด Service Level Agreement (SLA) ในการให้บริการลูกค้า

การร่วมทดลองให้บริการ PLC ระหว่าง กฟภ. กับบริษัท อี-คอมเมิร์ซ บิสซิเนส จำกัด
(1) อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลองเป็นของ Corinex จากประเทศแคนาดา ซึ่งได้แก่ อุปกรณ์ Medium Voltage Access Gateway / Regenerator (MVA-GWY) อุปกรณ์ AV200 Power line Ethernet ใช้งานความถี่ย่าน 2 – 30 MHz โดยอุปกรณ์ดังกล่าวมีความสามารถในการรับส่งข้อมูลได้เร็วสูงสุด 200 Mbps (physical layer) และ 40 – 50 Mbps (layer 3) ทดลองให้บริการที่สถานที่ต่าง ๆ ใน จังหวัดปทุมธานี เมื่อวันที่ 14-25 ตุลาคม 2549 โดยประเมินประสิทธิภาพของการทดลองให้บริการจากอัตราเร็วของข้อมูล อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR)
(2) ผลการวัดอัตราเร็วข้อมูลและค่า SNR จากการทดลองให้บริการ PLC ที่สำนักงาน กฟภ. จังหวัดปทุมธานี พบว่าอัตราเร็วข้อมูลทางด้าน Downlink และ Uplink ที่วัดได้ คือ 1.665 Mbps และ 419 kbps ซึ่งใกล้เคียงกับอัตราเร็วข้อมูลของเทคโนโลยี ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) และพบว่า SNR จะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามย่านความถี่ที่ใช้งาน ดังนั้นจึงควรปรับย่านความถี่ที่ใช้งาน (Mode) ให้อยู่ในช่วงที่ SNR มีค่าสูง เช่น ปรับ Mode ให้อยู่ในช่วง 5-15 MHz นอกจากนั้นพบว่าในช่วงเย็นจนถึงกลางคืน สัญญาณ PLC จะมีประสิทธิภาพการทำงานลดลงเนื่องจากมีสัญญาณรบกวนสูงจากอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในและภายนอกอาคาร ซึ่งอาจจะแก้ไขโดยการปรับ Mode เพื่อหลีกเลี่ยงย่านความถี่ที่มีสัญญาณรบกวน ซึ่งสรุปว่า มีความเป็นไปได้ที่จะนำอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยี PLC มาใช้ให้บริการอินเทอร์เน็ตบนสายส่งไฟฟ้า เนื่องจากมี delay time ต่ำ และมีอัตราเร็วในการรับส่งข้อมูลใกล้เคียงกับ ADSL อย่างไรก็ตาม มีประเด็นทางเทคนิคบางประการที่จำเป็นต้องพิจารณาประกอบด้วย ไม่ว่าจะเป็นปัญหาเสถียรภาพของการรับส่งข้อมูล อันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในสายไฟฟ้า ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพของสายไฟฟ้า ปริมาณ load ของสายไฟฟ้านั้น และจุดต่อ bad contact แล้วทำให้เกิด voltage drop นอกจากนั้น ยังมีสัญญาณรบกวนที่เกิดจากอุปกรณ์สื่อสารภายนอก ซึ่งขณะนี้ ยังไม่มีมาตรฐานที่กำหนดการรบกวนดังกล่าว

มาตรฐานทางเทคนิคสำหรับการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications - PLC)

สำหรับประเทศไทย คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ได้ประกาศกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications - PLC) โดยมีรายละเอียดตามมาตรฐานเลขที่ กทช. มท. 2002 – 2551 ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม 125 ตอนพิเศษ 165 ง ลงวันที่ 13 ตุลาคม 2551 เพื่อที่จะกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคของเครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์ ให้เหมาะสมต่อสภาพการณ์ทางเทคโนโลยี เพื่อให้เครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์มีมาตรฐานทางเทคนิคที่ชัดเจน สามารถนำมาใช้งานได้โดยไม่เกิดการรบกวนซึ่งกันและกัน ไม่เกิดผลกระทบอันไม่พึงประสงค์ต่อกิจการวิทยุคมนาคม โครงข่ายโทรคมนาคม หรือการให้บริการโทรคมนาคม รวมทั้งเพื่อปกป้องคุ้มครองผู้บริโภค ทั้งนี้ขอบข่ายในประกาศดังกล่าวได้ระบุลักษณะทางเทคนิคขั้นต่ำของเครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications – PLC) ซึ่งใช้งานโดยมีความมุ่งหมายในทางโทรคมนาคม แบ่งได้เป็น 3 ลักษณะ ดังนี้
1.1 การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในลักษณะการรับส่งข้อมูลความเร็วต่ำ (Narrowband PLC)หมายถึง ระบบหรือส่วนหนึ่งของระบบสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าที่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้าแรงดันต่ำไปยังอุปกรณ์ซึ่งรับสัญญาณโดยตรงจากสายไฟฟ้านั้น โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อนุญาตให้ใช้งานจะมีความถี่อยู่ในช่วง 9 kHz – 525 kHz
1.2 การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในลักษณะการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง (ส่วนภายในอาคาร)(Broadband PLC (In-building)) หมายถึง ระบบหรือส่วนหนึ่งของระบบสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าที่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้าแรงดันต่ำไปยังอุปกรณ์ซึ่งรับสัญญาณโดยตรงจากสายไฟฟ้านั้น ทั้งนี้ สายไฟฟ้าแรงดันต่ำดังกล่าวจะอยู่ในอาคารหรือที่พักอาศัย และไม่ได้อยู่ในความรับผิดชอบของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า
1.3 การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในลักษณะการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง (ส่วนเข้าถึงภายนอกอาคาร) (Broadband PLC (Access)) หมายถึง ระบบหรือส่วนหนึ่งของระบบสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าที่ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสายไฟฟ้าแรงดันต่ำ หรือแรงดันปานกลางก่อนถึงจุดต่อเพื่อเข้าอาคารหรือที่พักอาศัย ไปยังอุปกรณ์ซึ่งรับสัญญาณโดยตรงจากสายไฟฟ้านั้น เพื่อให้บริการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง ทั้งนี้ สายไฟฟ้าแรงดันต่ำหรือแรงดันปานกลางดังกล่าวอยู่ในความรับผิดชอบของหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าสายไฟฟ้าแรงดันปานกลาง (medium voltage : MV) หมายถึง สายไฟฟ้าที่รองรับการส่งที่แรงดันไฟฟ้า 1 000 ถึง 40 000 โวลต์ จากสถานีจ่ายไฟฟ้า (substation) ซึ่งอาจเป็นสายไฟฟ้าใต้ดิน หรือพาดเสาเหนือศีรษะก็ได้
สายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (low voltage : LV) หมายถึง สายไฟฟ้าที่รองรับการส่งที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า1 000 โวลต์ จากหม้อแปลงนำจ่าย (distribution transformer) ไปยังอาคารหรือที่พักอาศัยของผู้ใช้ปลายทาง
มาตรฐานทางเทคนิคนี้ ไม่ใช้บังคับสำหรับเครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า สำหรับการติดต่อสื่อสาร การควบคุม โทรมาตร หรือการปฏิบัติงานภายในหรือระหว่างหน่วยงานให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าด้วยกันเอง
รูปแบบลักษณะโครงข่าย และขอบข่ายของการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในลักษณะการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง มีรายละเอียดดังแสดงไว้ในรูปข้างล่างนี้

ผู้สนใจสามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ http://www.ratchakitcha.soc.go.th/DATA/PDF/2551/E/165/45.PDF

บทสรุป

จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยี Power Line Communications (PLC) เป็นเทคโนโลยีการติดต่อสื่อสาร ที่ทำให้สามารถส่งสัญญาณเสียง ข้อมูล และมัลติมีเดีย โดยผ่านระบบนำจ่ายกระแสไฟฟ้า หรือสายไฟฟ้าที่มีใช้ตามบ้านเรือนทั่วไป จึงเป็นทางเลือกหนึ่ง ที่หลายประเทศยอมรับ และได้ร่วมกัน ศึกษา พัฒนา เพื่อให้เกิดประโยชน์แก่สังคมโดยรวมในการที่จะใช้เป็นสะพานเชื่อมต่อช่องว่างทางการสื่อสาร และลดช่องว่างทาง digital ได้ อีกทั้งเป็นการสนับสนุนให้ใช้ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างมีคุณค่าอีกทางหนึ่ง ถึงแม้ว่าอาจจะมีข้อโต้แย้งในบางประเด็น เช่น การรบกวนทางวิทยุกับหน่วยงานอื่นหรือผู้ให้บริการรายอื่น แต่ผู้รับผิดชอบได้มีการหารือร่วมกันอยู่ตลอดเวลา เพื่อหาข้อสรุป และนำไปสู่การแก้ไขและขจัดให้หมดไป
สำหรับประเทศไทย คณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ (กทช.) ได้ออกประกาศกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications - PLC) ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับ PLC ซึ่งประกาศใน ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 125 ตอนพิเศษ 165 ง ลงวันที่ 13 ตุลาคม 2551 โดยกำหนดมาตรฐานทางเทคนิคของเครื่องโทรคมนาคมและอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในประเทศไทย และปัจจุบันการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ) ได้รับใบอนุญาตประกอบกิจการโทรคมนาคมแบบที่สาม จาก กทช. เพื่อเป็นทางเลือกหนึ่งสำหรับประชาชนที่สามารถเข้าถึงโครงข่าย internet ความเร็วสูงได้อย่างทั่วถึง เนื่องจากปัจจุบันประชาชนชาวไทยมีไฟฟ้าใช้ได้เกือบ 100 % ของพื้นที่ ซึ่งนั่นหมายความว่าทุกครัวเรือนมีศักยภาพในการเข้าถึงโครงข่าย ที่สามารถให้ข้อมูลข่าวสารได้เท่าเทียมกัน หากได้มีการนำเทคโนโลยี PLC มาใช้ และคาดว่าคนไทยคงได้มีโอกาสใช้การเชื่อมต่อ อินเทอร์เน็ต คุณภาพดีราคาถูกในเร็ววันนี้ หากประเทศเรามีบริการเชื่อมต่อ อินเทอร์เน็ต ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้าให้บริการประชาชนอย่างจริงจัง จะเป็นการเปิดโอกาสอย่างใหญ่หลวงของประชาชนในชาติ โดยเฉพาะในท้องถิ่นทุรกันดาร ทั้งโอกาสทางการศึกษา บริการทางการแพทย์ บริการภาครัฐอื่นๆ เป็นต้น

เอกสารอ้างอิง
1.http://www.ntc.or.th/uploadfiles/1215494833_Complete_PLC_Final_Part_1.pdf
2.http://www.ntc.or.th/uploadfiles/1215494889_Complete_PLC_Final_Part_2.pdf
3.http://www.ratchakitcha.soc.go.th/DATA/PDF/2551/E/165/45.PDF
4.http://www.adslthailand.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=69397
5.http://www.thaitelecomkm.org/portal/power-line-communications/
6.สุเมธ อักษรกิตติ์, Power Line Communications (PLC) ทางเลือกหนึ่งของการให้บริการโทรคมนาคมเพื่อลดช่องว่าง Digital Divide, เทเลคอมไดเจสท์ นิตยสารรายเดือนของสำนักงานคณะกรรมการกิจการโทรคมนาคมแห่งชาติ, ปีที่ 1 ฉบับที่ 3, กันยายน 2550