สารบัญ
 อภิธานศัพท์(Glossary)
 บทคัดย่อ(ไทย อังกฤษ)
 บทนำ
หลักการทำงาน
(Principle of Operation)
 เทคโนโลยีทางเลือก
ชนิดอื่น ๆ
 มาตรฐาน(Standards)
 เหตุการณ์สำคัญ (Milestones)
 บรรณานุกรม
บทสารานุกรมอื่น ๆ
โทรคมนาคม: นิยามและความหมาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๑ - โทรเลขและโทรศัพท์
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๒ - คลื่นวิทยุและการสื่อสารไร้สาย
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๓ - การ
สื่อสารด้วยแสงและการสื่อสารข้อมูลผ่านดาวเทียม
ประวัติการสื่อสาร
โทรคมนาคมโลก ๔-การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
ประวัติศาสตร์การสื่อสารไทย: ยุคอดีต
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: วิวัฒนาการโทรเลขและโทรพิมพ์
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: องค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยกับกิจการโทรคมนาคม
ประวัติศาสตร์การสื่อสาร
โทรคมนาคมไทย: ยุคเครือข่าย
อินเทอร์เน็ต
พื้นฐานร่วมเทคโนโลยี
โทรคมนาคมกับการสื่อสาร
มวลชน
พื้นฐานกฎหมายเกี่ยวกับการประกอบกิจการโทรคมนาคม
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้านสื่อสาร
วิทยาการการทดสอบทางโทรคมนาคม

วิทยาการวางแผนและการสร้างแผนที่นำทางเทคโนโลยี
โทรคมนาคม

เศรษฐศาสตร์โทรคมนาคม

โซ่คุณค่าของอุตสาหกรรมการสื่อสารโทรคมนาคม
พื้นฐานดัชนีวรรณกรรมสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าสื่อสารและ
แขนงที่เกี่ยวข้อง
วิวัฒนาการวิทยุโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่และมาตรฐานโทรคมนาคมที่เกี่ยวข้อง
สมาคมวิชาการไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมและสารสนเทศกับกิจกรรมวิชาการ
ชมรมไฟฟ้าสื่อสาร สมาคมสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและความถี่วิทยุเพื่อการสื่อสาร
การบริหารจัดการทรัพยากรการสื่อสารวิทยุเบื้องต้น
รหัสมอร์สเพื่อการสื่อสาร
กล้ำสัญญาณพื้นฐานเพื่อ
การสื่อสาร
พื้นฐานเทคโนโลยีรหัสควบคุมความผิดพลาดสำหรับการ
สื่อสาร
พื้นฐานการแผ่สเปกตรัมสำหรับการสื่อสาร
หลักการของซีดีเอ็มเอ
หลักการเทียบจังหวะสัญญาณโทรคมนาคม
หลักการของปริมาณการใช้งานวงจรสื่อสารและหมายเลขโทรคมนาคม
โครงข่ายการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงเอสดีเอช
พื้นฐานคุณภาพการบริการในเครือข่ายการสื่อสาร
เครือข่ายเฉพาะที่
เทคโนโลยีเอทีเอ็ม 
อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล
เวอร์ชัน ๖
โครงข่ายโทรคมนาคมยุคหน้า
 พื้นฐานสายส่งสัญญาณสำหรับการสื่อสาร
 วิทยาการโทรศัพท์พื้นฐานและโครงข่าย
 เทคโนโลยีชุมสายโทรศัพท์พื้นฐาน
หลักการของระบบตรวจสอบคู่สายโทรศัพท์พื้นฐาน
พื้นฐานระบบเทเลกซ์
หลักการทำงานเบื้องต้นของเครื่องโทรสาร
เทคโนโลยีสื่อสารผ่านสายความเร็วสูง: ดีเอสแอล
การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
โทรเลขเชิงแสง
พื้นฐานการสื่อสารเชิงแสง
พื้นฐานระบบสื่อสารด้วยเส้นใยนำแสง
พื้นฐานระบบเส้นใยนำแสงสู่บ้าน
ระบบสื่อสัญญาณแสงหลายช่องแบบ DWDM
พื้นฐานสายอากาศวิทยุเพื่อการสื่อสาร
สายอากาศฉลาด
เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายระยะใกล้
ระบบการระบุด้วยคลื่นวิทยุหรืออาร์เอฟไอดี
วิทยาการเครือข่ายไร้สายแบบไวไฟ
วิทยุสมัครเล่น
วิทยาการเครือข่ายตรวจวัดสัญญาณแบบไร้สาย
อัลตราไวด์แบนด์สำหรับการสื่อสารไร้สาย
ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ ๔๗๐ เมกกะเฮิรตซ์
การสื่อสารเหนือพื้นน้ำ
เครือข่ายเคเบิลใต้น้ำและ
การเชื่อมต่อในประเทศไทย
การแพร่ภาพโทรทัศน์พื้นฐาน
การพัฒนาเทคโนโลยี
เครือข่ายโทรทัศน์ไทยทีวีสี ช่อง
เทเลเท็กซ์
การสื่อสารบรอดแบนด์
การสื่อสารบรอดแบนด์ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย
พื้นฐานโครงข่ายการสื่อสารร่วมระบบดิจิทัล
เทคโนโลยีเครือข่ายส่วนตัวแบบเสมือน
เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อโรงเรียนไทย
เทคโนโลยีการสื่อสารสำหรับระบบควบคุมการจำหน่ายไฟฟ้า
พื้นฐานระบบสื่อสารสำหรับการจ่ายไฟฟ้า
วิทยาการการสื่อสารข้อมูลจราจรผ่านคลื่นวิทยุกระจายเสียงเอฟเอ็ม
พื้นฐานระบบการสื่อสารเพื่อการบริหารทรัพยากรน้ำ
ระบบโทรมาตรเพื่อการ
ชลประทาน
ระบบการสื่อสารเพื่อการเตือนภัยสึนามิ
ระบบการสื่อสารเพื่อการแจ้งภัยและความปลอดภัยทางทะเล
ของโลก
พื้นฐานการสื่อสารกับหอเตือนภัย
เครือข่ายโทรคมนาคมเพื่อโครงการการพัฒนาภูเก็ต
ระบบสื่อสารกองทัพไทย
พื้นฐานการสื่อสารผ่าน
ดาวเทียม
ประวัติและพัฒนาการของดาวเทียมสื่อสาร
วิทยาการดาวเทียมธีออส
ดาวเทียมไทพัฒ
ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรประเทศไทย
การรังวัดด้วยดาวเทียมจีพีเอสเพื่อการสำรวจทางการแผนที่
ระบบสำรวจข้อมูลทางสมุทรศาสตร์และสภาพ
แวดล้อมทางทะเลโดยใช้เทคโนโลยีทุ่นลอยสื่อสารผ่านดาวเทียม

   การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า
   (Power Line Communications)

   ภูมิพัฒ แสงอุดมเลิศ
   ภาควิชาโทรคมนาคม สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย
 

  ๑.อภิธานศัพท์ (Glossary)

 
 

  การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า (Power Line Communications: PLC)

          การสื่อสารผ่านสายส่งกำลังไฟฟ้าใช้สำหรับการสื่อสารที่มีความเร็วไม่สูงนัก ตัวอย่างเช่นเพื่อข้อมูลการจัดการและควบคุมระบบจ่ายไฟฟ้า 

  อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า (Broadband over Power Line: BPL)

          การสื่อสารความเร็วสูง ผ่านสายส่งกำลังไฟฟ้าโดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อ เครือข่ายอินเทอร์เน็ตผ่านสายส่งกำลังไฟฟ้า โดยมีความเร็ว
          ข้อมูลอยู่ในระดับเมกะบิตต่อวินาทีขึ้นไป

  การอ่านมาตรวัดแบบอัตโนมัติ (Automatic Meter Reading: AMR)

          การสื่อสารระยะทางไกล เพื่ออ่านข้อมูลจากมาตรวัดเป็นตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้การสื่อสาร ผ่านสายไฟฟ้าที่มีความเร็วข้อมูลไม่สูงนัก

  โมเด็มสายไฟฟ้า (Power Line Modem)
     
          อุปกรณ์ตัวรับ และตัวส่งสัญญาณผ่านสายไฟฟ้า อุปกรณ์นี้ สามารถผสมสัญญาณข้อมูลเข้ากับคลื่น สัญญาณกำลังไฟฟ้าและแยกสัญญาณข้อมูล
          ออกจากคลื่นสัญญาณกำลังไฟฟ้าได้

  การส่งสัญญาณแบบโอเอฟดีเอ็ม (Othogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM)

          การส่งสัญญาณโดยที่แบ่งแถบความถี่ออกเป็นช่องสัญญาณหลายๆ ช่องและส่งข้อมูลผ่านช่องสัญญาณเหล่านี้ไปพร้อมๆ กัน โดยที่สเปกตรัมของ
          สัญญาณในแต่ละช่องจะมีคุณสมบัติตั้งฉากกัน ทำให้สัญญาณไม่รบกวนกัน

  การร่วมใช้ช่องสัญญาณ (Multiple Access Control: MAC)

          ข้อกำหนดที่ผู้ส่งและรับข้อมูลปฏิบัติตามเพื่อให้คู่ส่งหลายๆ คู่สามารถร่วมใช้ช่องสัญญาณเดียวกัน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ถึงแม้ว่าอาจจะมีการ
          ชนกันของข้อมูลในบางครั้ง

  การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบตรวจรับพาหะและหลีกเลี่ยงการชน (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: CSMA/CA)

          การร่วมใช้ช่องสัญญาณวิธีหนึ่งซึ่งบังคับให้ผู้ส่งต้องตรวจพบว่าพาหะไม่ได้ถูกใช้งานก่อนการส่งข้อมูล และเมื่อตรวจพบ ดังกล่าวแล้วจะต้องรอเป็น
          ระยะเวลาซึ่งเป็นตัวแปรสุ่มก่อนการส่งข้อมูล
 

  ๒.บทคัดย่อ up

     การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า ถูกนำมาใช้ประมาณปี พ.ศ.๒๔๖๐ การใช้งานที่ผ่านมารวมไปถึงการอ่านมิเตอร์ไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ การควบคุมสวิทช์เพื่อป้องกันมิให้ความล้มเหลวแพร่กระจายบนระบบจ่ายไฟฟ้า และการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ภายในบ้าน อย่างไรก็ตาม การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าได้รับความสนใจมากกว่าที่เคย ทั้งนี้เนื่องจาก ผู้ให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า มีความสนใจให้บริการอินเทอร์เน็ต เนื่องจากความต้องการของผู้ใช้อินเทอร์เน็ตที่สูงขึ้น ความพร้อมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบวีแอลเอสไอ(VLSI) ที่สามารถประมวลผลสัญญาณแบบดิจิทัลที่สลับซับซ้อน และการเปิดให้มีการแข่งขันโดยเสรีของตลาดโทรคมนาคม เมื่อเทียบกับการใช้งานของการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า และการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูง ผ่านสายไฟฟ้า (เรียกว่า BPL) จะต่างกันโดยที่ความเร็วของข้อมูลของ BPL สูงกว่าและการใช้งานในลักษณะที่เป็นเครือข่ายรองรับผู้ใช้งานหลายผู้ใช้ ลักษณะที่แตกต่างเหล่านี้ ทำให้เกิดปัญหาทางเทคนิคตามมา เทคโนโลยีสองประเภท ถูกนำมาใช้แก้ไขปัญหาทางเทคนิคนี้ วิธีแรกคือการส่งสัญญาณ แบบโอเอฟดีเอ็ม (OFDM)ซึ่งเหมาะสมสำหรับสายไฟฟ้าซึ่งเป็นสื่อที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันสำหรับแต่ละความถี่และมีทางเดินของสัญญาณหลายทาง หลักการที่สองคือการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบตรวจรับพาหะ และหลีกเลี่ยงการชน (CSMA/CA) สำหรับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้านั้น มีประเด็นที่ต้องพิจารณาเพิ่มเติมสองประการ ประการแรกคือ การรบกวนทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่อสัญญาณของระบบอื่นๆ เช่นระบบวิทยุสมัครเล่น วิทยุคลื่นสั้น และระบบสื่อสารของทหาร ประการที่สองคือความผันผวนของราคาระบบเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการเชื่อมต่อชนิดอื่นๆ เช่นดีเอสแอล (DSL) หรือเคเบิลโมเด็ม (Cable Modem)การประยุกต์ใช้การสื่อสารความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้าที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการสร้างเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ภายในบ้าน มีหลายมาตรฐานและมีผู้ผลิตสำหรับการสื่อสารในทำนองดังกล่าว


  Abstract
  up

         Power line communications (PLC) has been around for decades since the 1920s. Its applications include automatic meter reading (AMR) and automatic protection switching in power grids, as well as remote controls of various home appliances. However, PLC has received renewed attention. Due to the explosive growth of Internet usages, availabilities of very large scale integration (VLSI) chip sets capable of complex digital signal processing (DSP) functions, and deregulation of telecommunication markets, several power utilities plan to provide Internet services through their power distribution networks. Compared to existing applications of PLC, the requirements for broadband Internet services, known as Broadband over Power Line (BPL), pose several technical challenges as such services have higher bit rates and are offered to multiple users through a shared network. Two technologies have been proposed as effective solutions. Firstly, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is used to overcome various non-ideal channel properties of power lines, including frequency selective channel response and multi-path propagation. Secondly, carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) is used as a multiple access control (MAC) protocol. Regarding using BPL as an Internet access technology, there are concerns about its potential interference with existing wireless communication services including amateur radio, shortwave radio, and military applications. In addition, it is not clear whether BPL is more cost effective than its competing technologies such as digital subscriber line (DSL) and cable modems. The most likely application for broadband PLC is in-home networking, where power lines serve as an infrastructure for a communication network among electrical appliances. For such applications, there are several industrial standards as well as equipments available in the market.


  ๓.บทนำ (Introduction) up

       แม้ว่าจุดประสงค์หลักของสายไฟฟ้า(Power Line) คือการจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่ผู้บริโภค แต่ก็ได้มีการนำสายไฟฟ้ามาใช้เป็นสื่อสำหรับการส่งข้อมูล ซึ่งในระยะแรกการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าจะมีความเร็วของข้อมูลไม่สูงนัก (ระดับกิโลบิตต่อวินาที) ตัวอย่างของการสื่อสารทางไกลผ่านสายไฟฟ้าได้แก่การส่งข้อมูลจัดการและควบคุมระบบจ่ายไฟฟ้า ซึ่งรวมไปถึงการอ่านมาตรวัดต่างๆ แบบอัตโนมัติ (Automatic Meter Reading: AMR) และการควบคุมสวิทช์เพื่อป้องกันมิให้ความล้มเหลวแพร่กระจายบนระบบจ่ายไฟฟ้า[๑] สำหรับตัวอย่างการสื่อสารระยะใกล้ได้แก่การควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน ซึ่งรวมถึงการเปิดปิดอุปกรณ์และระบบกันโขมย คำว่า Power Line Communications (PLC) ซึ่งตามคำศัพท์หมายถึงการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า มักถูกใช้ในเพื่ออ้างถึงการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในระยะแรกซึ่งมีความเร็วข้อมูลไม่สูงนัก

แท้จริงแล้วสายไฟฟ้าไม่ได้ถูกออกแบบให้เป็นสื่อสำหรับการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง ไม่ว่าจะเป็นสายไฟฟ้าแบบกำลังสูง(High Voltage:HV) กำลังปานกลาง(Medium Voltage: MV)หรือกำลังต่ำ(Low Voltage: LV)ซึ่งใช้ในการส่งระยะทางไกลจนถึงใกล้ตามลำดับ ความกว้างแถบความถี่(Bandwidth) ของสายไฟฟ้า ที่มีอัตราการลดทอนของสัญญาณต่ำ อยู่ในหน่วยของกิโลเฮิรตซ์ (kHz) เท่านั้น จากความต้องการใช้สายไฟฟ้าเป็นสื่อ ในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบความเร็วสูง การใช้งานประเภทนี้ ต้องการรองรับความเร็วข้อมูล ในระดับเมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ซึ่งต้องใช้ความกว้าง แถบความถี่ในหน่วยของเมกะเฮิรตซ์ (MHz) การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงจึงต้องอาศัยเทคโนโลยีหลายชนิดดังแสดงในหัวข้อต่อไป ซึ่งการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้านี้มักถูกเรียกว่า Broadband over Power Line(BPL)

แม้ว่า การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า หรือ PLC จะมีตั้งแต่ประมาณ พ.ศ.๒๔๖๐ แล้วก็ตาม ปัจจัยที่ทำให้มีการกลับมาพิจารณาถึงการสื่อสารชนิดนี้ ในรูปแบบของ BPL มีหลายประการ [๒] ได้แก่

ก) การเพิ่มขึ้นแบบไม่หยุดยั้งของความต้องการใช้บริการอินเทอร์เน็ต ทำให้มีการหาเทคโนโลยีเชื่อมต่อแบบต่าง ๆ

ข) ความพร้อมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แบบวีแอลเอสไอ(Very Large Scale Integration: VLSI) ที่สามารถประมวลสัญญาณ แบบดิจิทัล (Digital Signal Processing: DSP) ที่สลับซับซ้อน และถูกนำมาใช้ในการคำนวณสัญญาณและการเข้ารหัส (Forward Error Correction) เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของสัญญาณที่ถูกส่งผ่านสายไฟฟ้าได้

ค) การเปิดเสรีให้บริษัทใดๆ สามารถให้บริการอินเทอร์เน็ต ทำให้ผู้ให้บริการสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า (Power Utilities) ซึ่งมีระบบจ่ายไฟฟ้าอยู่แล้วสามารถใช้เครือข่ายเดียวกันให้บริการอินเทอร์เน็ตได้

อย่างไรก็ตามเทคโนโลยี BPL ยังไม่แน่นอนว่าจะเป็นที่ใช้งานอย่างแพร่หลายด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกคือปัญหาของสัญญาณรบกวน (Interference) การส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้าจะต้องใช้กำลังสูงและทำให้สายไฟฟ้ามีคุณสมบัติกระจายคลื่นเช่นเดียวกับสายอากาศ (Antenna) ระบบ BPL ซึ่งคาดว่าจะใช้ช่วงความถี่ประมาณ ๑-๓๐ เมกะเฮิรตซ์ (ค่าความถี่ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับรายละเอียดของระบบ) จะก่อให้เกิดการรบกวนการทำงานของระบบคลื่นวิทยุอื่น ๆ เช่นวิทยุสมัครเล่น วิทยุคลื่นสั้น และระบบสื่อสารของทหาร [๒]

ประการที่สองคือราคารวมของระบบ ถึงแม้ว่า BPL จะไม่มีค่าใช้จ่ายของสายส่งก็ตาม แต่เนื่องจากสายไฟฟ้าไม่มีคุณสมบัติของสื่อที่ดีทำให้อุปกรณ์ปลายทางที่ซับซ้อนอาจทำให้ราคารวมของระบบสูงกว่าระบบที่ใช้เทคโนโลยีอื่นเช่นดีเอสแอล(Digital Subscriber Line: DSL) หรือเคเบิลโมเด็ม [๑]

ในปี พ.ศ.๒๕๕๐ การประยุกต์ใช้การส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้าที่มีความเป็นไปได้มากที่สุด คือการการสร้างเครือข่ายสื่อสารข้อมูลระหว่าง
อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ภายในบ้าน (In-Home Networking) มีมาตรฐานหลายมาตรฐานสำหรับการสื่อสารในทำนองดังกล่าว และมีผู้ผลิตหลายรายผลิตอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐานเหล่านี้ออกจำหน่าย 


  ๔.หลักการทำงา (Principle of Operation)
  up

        การส่งข้อมูลผ่านสายไฟฟ้าอาศัยอุปกรณ์โมเด็มสายไฟฟ้า (Power Line Modem) ซึ่งโมเด็มตัวส่งจะผสมสัญญาณข้อมูลกับคลื่นกำลังไฟฟ้า ดังแสดงในรูปที่ ๔.๑ ส่วนโมเด็มตัวรับจะทำการแยกสัญญาณข้อมูลออกจากคลื่นกำลังไฟฟ้า และตรวจรับบิตที่ถูกส่ง




                                                          

  รูปที่ ๔.๑ การส่งข้อมูลของโมเด็มสายไฟฟ้า
 

       ระบบโมเด็มแบบพื้นฐานดังกล่าว มีความแตกต่างจากเทคโนโลยีดีเอสแอล ที่อุปกรณ์โทรศัพท์ และโมเด็มที่ใช้นั้นใช้ช่วงความถี่คนละช่วงกัน โดยอุปกรณ์โทรศัพท์จะใช้ช่วงความถี่เสียง แต่โมเด็มดีเอสแอลจะใช้ความถี่ในช่วงที่สูงกว่าความถี่เสียง ทำให้สามารถใช้โทรศัพท์พร้อมกับใช้โมเด็มในการส่งข้อมูลพร้อมกันได้ในเวลาเดียวกัน ดังพื้นฐานรูปที่ ๔.๒ ซึ่ง ข้อมูลดิจิทัลที่ต้องการส่งจากคอมพิวเตอร์จะผ่านโมเด็มดีเอสแอล ซึ่งทำหน้าที่มอดูเลชัน ด้วยเทคนิคแบบดิจิทัลต่างๆ เช่น ดีเอ็มที (Discrete Multi-Tone: DMT) หรือซีเอพี (Carrierless Amplitude and Phase: CAP) ทำให้มีความถี่สูงกว่าช่วงความถี่เสียงและมีอัตราการส่งข้อมูลสูง จากนั้นดังกล่าวจะรวมกับสัญญาณช่วงความถี่เสียงจากโทรศัพท์แล้วส่งผ่านสายนำสัญญาณชนิดตีเกลียวคู่ที่ใช้ในโครงข่ายโทรศัพท์พื้นฐาน โดยสัญญาณที่รวมกันมานั้นจะถูกแยกที่ชุมสาย โดยผ่านอุปกรณ์กรองความถี่ เพื่อแยกสัญญาณเสียงทางโทรศัพท์ ไปยั
โครงข่ายของผู้ให้บริการโทรศัพท์ ซึ่งมีแบนด์วิดท์ในช่วงความถี่เสียง ส่วนสัญญาณข้อมูลจะผ่านอุปกรณ์ดีสแลม เพื่อเชื่อมต่อกับโครงข่ายของผู้ให้ริการ
อินเทอร์เน็ต ทำให้สามารถให้บริการส่งผ่านข้อมูลดิจิทัลได้ด้วยอัตราเร็วสูง




                                                                     

  รูปที่ ๔.๒ การส่งข้อมูลแบบ OFDM
 

      รูป ๔.๓ แสดงถึงประโยชน์ของ OFDM ในการลดผลกระทบของความผิดเพี้ยนของสัญญาณที่ถูกส่งผ่านสายไฟฟ้า จะได้ว่ารูปสัญญาณที่มีระยะคาบ (Period) มากกว่าจะถูกกระทบได้น้อยกว่า ซึ่งการแบ่งแถบความถี่ของ OFDM ทำให้รูปสัญญาณ ในแต่ละช่องสัญญาณมีระยะคาบมากขึ้นเป็น N เท่าเนื่องจากความเร็วข้อมูลในแต่ละช่องสัญญาณเป็น 1/N เท่าของความเร็วข้อมูลโดยรวม
 




                                                                      

  รูปที่ ๔.๓ ประโยชน์ของการส่งข้อมูลแบบ OFDM
 

เพื่อให้ประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลสูง การกล้ำสัญญาณ(Modulation)มักเป็นแบบเปลี่ยนแปลงได้จากทฤษฎีสารสนเทศ (Information Theory) ในการส่งข้อมูลให้ได้ความเร็วสูงที่สุดจำเป็น ต้องมีการแจกแจงกำลังหรือเลือกวิธีการกล้ำสัญญาณที่ไม่เหมือนกันสำหรับแต่ละช่องสัญญาณ โดยใช้คุณภาพของช่องสัญญาณมาเป็นเกณฑ์ การเลือกใช้วิธีการกล้ำสัญญาณที่มีความเร็วข้อมูลต่างกันสำหรับแต่ละช่องสัญญาณนั้นเรียกว่าเทคนิคการโหลดบิตข้อมูล (Bit Loading)

ในสถานการณ์ ที่ต้องรองรับผู้ใช้งานมากกว่าหนึ่งคู่ สามารถใช้การร่วมใช้ช่องสัญญาณ แบบตรวจรับพาหะ และหลีกเลี่ยงการชน (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance: CSMA/CA) [๓] ในวิธีนี้ข้อมูลจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มข้อมูล (Packet) ก่อนที่ผู้ส่งจะส่งแต่ละกลุ่มข้อมูลจะตรวจดูว่ามีผู้ใช้งานสื่ออยู่หรือไม่ ถ้ามีจะไม่ส่งข้อมูลและลองตรวจสอบดูอีกหลังจากรอเป็นระยะเวลาที่เป็นตัวแปรสุ่ม (Random Variable) ถ้าไม่มีจะส่งกลุ่มข้อมูลหลังจากรอเพิ่มเติมเป็นระยะเวลาที่เป็นตัวแปรสุ่ม

การตรวจรับพาหะ ก่อนการส่งกลุ่มข้อมูลจริง (CSMA) สามารถลดการชนกันของกลุ่มข้อมูล ได้ในกรณีที่ตัวส่งกำลัง จะส่งกลุ่มข้อมูล เมื่อมีตัวส่งอื่น
กำลังส่งข้อมูลอยู่ อย่างไรก็ตามตัวส่งหลายตัวอาจจะตรวจรับพาหะพร้อมกันและพบว่าไม่มีใครส่งข้อมูลจึงตัดสินใจส่งกลุ่มข้อมูลพร้อมกัน การรอเพิ่มเติมหลังจากที่ตรวจพบว่าพาหะไม่ถูกใช้ (CA) เป็นระยะเวลาที่เป็นตัวแปรสุ่มสามารถลดการชนกันของกลุ่มข้อมูลในกรณีนี้ รูป ๔.๔ แสดงตัวอย่างการทำงานของวิธี CSMA/CA

เป็นที่น่าสังเกตว่าการร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบ CSMA/CA นี้ได้ถูกนำมาใช้ในเครือข่ายแบบไร้สายเช่นในเครือข่ายไร้สายชนิดไวไฟ(WiFi)

 




                                                                       

  รูปที่ ๔.๔ การร่วมใช้ช่องสัญญาณแบบ CSMA/CA
 


  ๕.
เทคโนโลยีทางเลือกชนิดอื่นๆ (Alternative Technologies)  up

      มีเทคโนโลยีทางเลือกหลายชนิดที่สามารถใช้แทนการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าได้ โดยจะพิจารณาถึงการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงเป็นลำดับแรก

      ๕.๑) ระบบดีเอสแอล (DSL) เป็นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ที่มีความเร็วระดับเมกะบิตต่อวินาที โดยผ่านสายโทรศัพท์ บริษัทผู้ให้บริการโทรศัพท์ เป็น
ผู้ให้บริการประเภทนี้

     ๕.๒) ระบบเคเบิลโมเด็ม เป็นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงเช่นเดียวกับระบบดีเอสแอล ในประเทศไทยไม่มีผู้ให้บริการ (ปี พ.ศ.๒๕๕๐) ในขณะที่บริษัทเคเบิลทีวี เป็นผู้ให้บริการในต่างประเทศ

     ๕.๓) ระบบเอฟทีทีเอช (Fiber to the Home: FTTH) เป็นการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบใช้เส้นใยนำแสงซึ่งมีความเร็วข้อมูลสูงระดับกิกะบิตต่อวินาที (Gbps) หรือประมาณ ๑,๐๐๐ เท่าของ DSL เคเบิลโมเด็มและ BPL แต่สิ่งที่แตกต่างกันคือระบบ FTTH ต้องอาศัยการเดินเส้นใยนำแสงใหม่ ในขณะที่ระบบอื่น ๆ ที่กล่าวมาทั้งหมดใช้เครือข่ายที่มีอยู่แล้ว เช่น โทรศัพท์ เคเบิลทีวีและระบบจ่ายไฟฟ้า นอกจากนั้นอุปกรณ์ทางแสงมีราคาสูงจึงทำให้ระบบ FTTH นั้นยังไม่เป็นที่แพร่หลาย ในประเทศไทยยังไม่มีการให้บริการชนิดนี้ (ปี พ.ศ.๒๕๕๐)สำหรับเครือข่ายการสื่อสารภายในบ้านมีเทคโนโลยีทางเลือกชนิดอื่น ๆ ดังต่อไปนี้

    ๕.๔) ระบบบลูทูธ(Bluetooth) เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระยะสั้น(ในช่วง ๑๐ เมตร) โดยใช้คลื่นวิทยุ การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ไกลกันจำเป็นต้องมีอุปกรณ์คั่นอยู่ระหว่างกลางเพื่อจะส่งต่อข้อมูล จึงทำให้การใช้งานมีข้อจำกัด

    ๕.๕) ระบบไวไฟ (WiFi) เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์แบบไร้สาย ระบบไวไฟสามารถนำมาใช้เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูง (ระดับเมกะบิตต่อวินาที)ได้ และเป็นที่สังเกตว่าระบบไวไฟและบลูทูธใช้ช่วงความถี่เดียวกันในย่าน ๒.๔ กิกะเฮิรตซ์(GHz) จึงอาจรบกวนกันได้


  ๖.
มาตรฐาน (Standards)    up

       มาตรฐานของการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า สำหรับการควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในบ้านได้แก่มาตรฐาน X10 ซึ่งถูกตั้งขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ.๒๕๑๘ และยังใช้งานอยู่อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน(พ.ศ.๒๕๕๐) อีกมาตรฐานหนึ่งคือ HomePlug CC ถูกตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๔๘

สำหรับการสื่อสารความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงหรือ BPL นั้น ได้มีหน่วยงานจำนวนมากกำหนดมาตรฐานได้แก่ [๔]

๖.๑) HomePlug Powerline Alliance จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ. ๒๕๔๓ เป็นพันธมิตรระหว่างบริษัทผู้ผลิตชั้นนำกว่า ๖๕ บริษัทซึ่งรวมไปถึง GE Motorola Sony และอื่น ๆ

๖.๒) Universal Powerline Association(UPA) จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๔๗ เป็นสมาคมระหว่างบริษัทในอุตสาหกรรมการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า มีสมาชิกกว่าสิบบริษัทซึ่งรวมไปถึง Sumitomo Toshiba DS2 และอื่นๆ

๖.๓) Consumer Electronics Powerline Communication Alliance(CEPCA) จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๔๘ เป็นพันธมิตรอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งรวมถึงบริษัทญี่ปุ่นอย่างเช่น Sony Mitsubishi และ Panasonic

๖.๔) Open PLC European Research Alliance (OPERA) จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๔๗ เป็นโครงการวิจัยการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในยุโรป

๖.๕) European Telecommunications Standards Institute: Project Power Line Transmission (ETSI PLT) จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๔๒ เป็นหน่วยงานกำหนดมาตรฐานของสถาบัน ETSI ในยุโรป

๖.๖) Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) จัดตั้งขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๐๖ ในสหรัฐอเมริกา ปัจจุบันมีสมาชิกอยู่ทั่วโลกทั้งในภาคอุตสาหกรรมการภาคการศึกษา IEEE พยายามที่จะร่างมาตรฐาน IEEE P1901 ซึ่งเป็นความร่วมมือขององค์กรต่างๆ รวมทั้ง HomePlug UPA CEPCA และ OPERA มาตรฐานนี้จะรองรับความเร็วข้อมูลอย่างน้อย ๑๐๐ เมกะบิตต่อวินาทีและมีแผนแล้วเสร็จในปี พ.ศ.๒๕๕๑ จากความร่วมมือนี้ทำให้มาตรฐานนี้อาจเป็นมาตรฐานที่มีผู้ใช้งานมากที่สุด


  ๗.
เหตุการณ์สำคัญ (Milestones)   up

                       ตาราง ๗.๑ แสดงลำดับเหตุการณ์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้า

ปี พ.ศ.
(ค.ศ.)

ลำดับเหตุการณ์สำคัญ

๒๔๔๐
(1897)

สิทธิบัตรฉบับแรกเกี่ยวกับการส่งสัญญาณผ่านสายไฟฟ้าถูกจดในประเทศอังกฤษ

ประมาณ ๒๔๖๐
(1917)

บริษัทสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า ใช้การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าในการควบคุม
และวัดค่าต่าง ๆ ของอุปกรณ์ ในระบบจ่ายไฟฟ้า

๒๕๑๘
(1975)

บริษัทพิโคอิเล็กทรอนิกส์(Pico Electronics)ออกมาตรฐาน X10
สำหรับการสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าภายในบ้าน

ประมาณ ๒๕๓๐
(1987)

บริษัทสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าเริ่มใช้การสื่อสารผ่านสายไฟฟ้าสำหรับ
การอ่านมาตรวัดแบบอัตโนมัติ(AMR)

๒๕๔๒-๒๕๔๗
(1999 – 2004)
 

มีการจัดตั้งองค์กรต่าง ๆ เพื่อศึกษาและออกมาตรฐานสำหรับ
การสื่อสารความเร็วสูงผ่านสายไฟฟ้า ซึ่งรวมไปถึง HomePlug UPA CEPCA OPERA และ ETSI:PLT


  ๘. 
บรรณานุกรม  up

[๑] Ralph E. Abbot, “High speed power line communications: What is going on?,” Proceedings of IEEE Power Engineering Society Summer Meeting 2002, vol. 3, pp. 1192-1199, 25 July 2002.

[๒] Anindya Majumder and James Caffery Jr., “Power line communications: An overview,” IEEE Potentials, vol. 23, no. 4, pp. 4-8, October/November 2004.

[๓] Niovi Pavlidou, A.J. Han Vinck, Javad Yazdani, and Bahram Honary, “Power line communications: State of the art and future trends,” IEEE Communications Magazine, vol. 41, no. 4, pp. 34-40, April 2003.

[๔] สุเมธ อักษรกิตติ์, “Power Line Communications (PLC)” หนังสือพิมพ์ผู้จัดการออนไลน์ ฉบับวันที่ ๓ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๐