緒論
近年來，電力線通訊不斷衝擊整個科技業，新穎的應用不斷如同雨後春筍般出現，但電力線通訊在人們的生活中仍然是相對陌生，當然主要原因除了WiFi的興盛外，民眾對此技術還是抱持新奇的觀點居多。究竟在技術面是如何實做使電力線得以來達成通訊的目標，再者，究竟使用電力線通訊技術需要注意什麼地方，或是每每使用電力線設備都像是瞎子摸象一般盲測呢。
其實電力線環境是有跡可循的，本文除了簡要說明電力線通訊背景外，也針對不同領域的電力線通訊技術加以說明，讓使用者愈加了解電力線通訊的相關知識。此外，分析電力線環境及電力元件對於通訊所造成的影響，讓讀者透過本文可以對電力線通訊領域有更多了解。
何為電力線通訊
網際網路使用網路線建立通訊橋樑，手機與基地台間透過空氣以無線方式傳遞訊息，電視第四台則使用同軸纜線傳送影像資料。不論類比通訊或是數位通訊，只要是通訊技術都需要特定的介質傳送訊號，而電力線通訊則使用原本用以傳送民生能源的電力線來傳輸訊息能量，藉此達到通訊的目的。因此，不論是室內牆壁內的低壓電力線路或是戶外地底下的高壓線路都是PLC的應用範圍。也因此，電力線通訊相關應用小從室內空間，大至建物與建物之間都屬其涵蓋範圍。目前市面上，只要是電力所及之處，不論是高、低壓都已經有許多創新的應用因應而生。
電力線通訊發展簡介
同前文所述，因為電力線的涵蓋範圍幾乎等同於整個民生領域，因此，為了因應不同的需求，電力線通訊在發展上又分成窄頻(Narrow-Band)及寬頻(Broad-Band)兩種。
寬頻電力線通訊技術因為傳送頻帶在Mega級(2~64MHz)，頻寬較高，搭配OFDM技術理想通訊速率可達500 (Mbps)。在此技術優勢下，寬頻電力線通訊技術目前極大部分被使用於室內高傳輸數據量需求之應用中。為了可以相容於TCP/IP的架構，寬頻電力線通訊技術同樣也包含對應的通訊層，因此，使用者就算是初次接觸，只要把電力線當成網路線一般來使用即可。
相對於寬頻，窄頻電力線通訊技術在實作及應用上都有很大的不同，窄頻電力線通訊技術使用的Kilo級的通訊頻帶(1~500kHz)，因依循的各地區標準不同會再細分為更小的頻帶，因為頻寬較窄傳輸速率不高，理想速率大約在300(kbps)左右。然而，窄頻電力線通訊技術的主要特點在於
l 通訊頻寬窄，消耗功率低
l 使用Kilo級頻帶，通道衰減低，物理效應導致傳送距離遠
l 抗雜訊能力高，穩定性相對高
因此，窄頻電力線通訊技術大多使用在較長距離及資料需求較低的場域上。
媒合硬體差異
手機使用天線做為與空氣接合的媒介，透過天線把訊號散佈到空氣中，同樣也是藉由天線把空氣中的訊號引入手機之中。相對之下，在電力線通訊技術，是使用電容式耦合器來達到媒合的功能，以使用在低壓電力線的環境而言，耦合器的主要功能有3：
從通訊模組發出的訊號藉由耦合器得以注射到電力線上。
電力線上的通訊能量可以藉由耦合器導引至通訊模組進行下一步解調變動作。
耦合器必需將110v、60Hz的能量隔離在外，才可避免通訊模組燒毀。
然而，將電力線通訊使用在高壓電力線上時，因為通道為高壓環境，無法以直接接觸的方式進行耦合器的安裝(耦合器亦無法承受高壓)，因此高壓的電力線通訊耦合器的部分則改用電感式耦合器，使用感應的方式將電力線上的訊號耦合出來。
綜合上述，可以發現其實耦合器亦是整個電力線通訊的一部分，角色就如同無線通訊的天線一樣，耦合器的效能會直接影響到整個電力線通訊的成敗，如果耦合器損壞或是使用非通訊頻帶的耦合器則無法順利傳送訊息。
電力線通訊先天的阻礙
因為電力線原本設計是為了供應民生用電而不是通訊，所以在此環境下進行通訊勢必會受到電力線環境所帶來的影響。
然而，因為電力線環境是由電力線通道、電力元件、負載電器特性、設備雜訊及使用者習慣所結合而成的全盤效應，因此要觀察整個電力線通訊環境必需盡可能把這些都納入考量。然而，因為電力系統為60Hz系統的關系，電器效應造成的干擾主要可以分成兩個部分
電力設備(家用電器或是電力公司設備)產生的雜訊，雜訊主要分佈於低頻至Mega級頻帶。
通道本身及通道上設備造成的衰減(超過Mega級之後愈趨明顯)。
家用電器都受到法規限制，所以在生產時有可能會加裝隔離元件去防止電器在運轉時產生的雜訊漫延至電力線上。雖然雜訊可能因此變小，但隔離元件亦可能會改變整個電力線的通道響應而造成衰減更加嚴重，這些都是電力線通訊技術存在的考驗。
電力線通道響應
如同前述，電力線通訊深受通道響應的影響，電力線通道就如同一條水管，訊號就如同水管中的自來水，通道響應不佳就像是水管在途中被手掐住一樣，水流會受到最直接的影響，訊號亦如此。
因為電力線通訊使用電力線環境來傳輸，因此，在進行電力線通訊測試時，建議先觀察電力線的佈建情形。以公寓或華廈住宅為例，因為電路中的分路及無熔絲開關都有可能會影響通訊訊號，分路愈多可能導致訊號減弱，而無熔絲開關因為電器效應也可能會壓抑通訊能量。因此，建議可以先從配電盤了解家中電線的走線狀況，參考配線的情形來安裝電力線設備，會得到較佳的通訊效能。
從配電盤看到類似上圖的配線實作圖，從配電盤中可以大略得知家中用電來源，以此為範例，假設家中網路來源之數據機設置於客廳，因此電力線網路也可能以客廳為來源端，然而因為客廳可能有各式各樣的電器在使用，避免訊號干擾造成通訊不穩可以選擇較鄰近於電盤的插座來引入設備。
使用者可以上述方式來分析電力線通道可能的使用情形，例如透天厝的部分因為每一層樓都有各自的配電盤，因此決定網路來源的注入點就變得相對重要的課題，主要考量的依據是使用者位置的相對距離及線路上會經過的無熔絲開關數目，如果使用者數量較多時也可以選擇幾個較合適點來做為WiFi AP的架設位置，如此一來，即可達到以電力線通訊為骨幹網路之高覆蓋網路。
結語
隨著科技的腳步，電力線通訊產品也不斷邁進，不論是家用網路或是工業產品都可以看到電力線通訊的應用。家用的部分包含Home Plug規範的電力線橋接器，用以連接網際網路，不論是家中的多媒體傳輸需求或是為了克服家中的通訊死角，使用PLC再搭配Wifi AP都是非常有效的解決方案。工業產品的部分，目前國內已有許多廠商投入電力線應用的整合開發，主要是希望可以透過這個技術克服過去難以達成的通訊功能整合應用，其中包含先進讀表系統、能源管理系統、路燈監控系統或是其他感測網路的應用，這些都是電力線通訊發展所帶來的新興產業。
電力線通訊技術就像是工業的一個關鍵拼圖，有了這個技術，原本無法達成的應用不再是遙不可及，但其實開發的議題還是回歸到「人」身上，如何得以應用此技術來改變人們的生活習慣，比其他技術更貼近使用者，更吸引使用者，進而讓人們在不知不覺中接受它。帶給人們更多的便利，才是最重要的課題。至於電力線通訊是否還有其他更強大的應用，下一個關鍵應用等待你我來發掘。
