智慧電網/家庭發展升溫　電力線通訊市場錢潮湧現

2013年電力線通訊(PLC)市場商機可望擴大。現今全球已經有超過上百家的電力公司正與電信營運商進行電力線通訊測試，期盡早完成電力線通訊商業化系統，實現智慧電網的願景，而電力線通訊標準--HomePlug與G.hn也因此日益受到市場高度矚目。其中，較早發展的HomePlug技術，在家用電力線網路聯盟力拱之下，晶片出貨量已經正式突破一億顆；預估今年傳輸率上看1Gbit/s的HomePlug AV2技術推出後，勢必將再掀起另一波成長高峰。

圖1　工研院資通所技術副理江昭佑表示，電力線通訊無論是寬頻或窄頻技術，都已在綠色能源發電系統中扮演關鍵角色。

至於G.hn技術也將於今年底進入商用，目前邁威爾(Marvell)的G.hn晶片已通過家庭網路論壇(HomeGrid Forum)的認證，而其他兩家重要晶片商Sigma Designs和義傳亦進入認證的最後階段，預估2013年底將開始量產出貨，屆時晶片價格即可望快速下降，進一步擴大G.hn應用市場。

各國政府搶布智慧電網　電力線通訊角色吃重

工研院資通所技術副理江昭佑(圖1)表示，由於現今電力傳輸與網路通訊各自獨立運作，使用者無法利用雙向數位技術來控制家中的電器或取得電力資訊，以達到節約能源、降低成本與提高可靠性的目的，因此各國政府若要打造智慧電網，勢必得採用可數位化與雙向溝通的電力線通訊技術。

圖2　指旺科技總經理周永銘指出，電力線通訊的電源插座無所不在，將有利於智慧家庭與智慧電網發展。

指旺科技總經理周永銘(圖2)進一步指出，各國政府為儘早實現智慧電網商用願景，正積極導入可同時供電與傳遞資訊的電力線通訊技術，以完備智慧型電表(AMI)系統建置，進而吸引設備商與晶片業者爭相投入此一市場。

事實上，電力線通訊技術近年來已在綠色能源領域扮演重要角色。例如太陽能、水力或風力等發電系統，皆可透過電力線通訊進行發電量計量、發送命令與檢驗系統等應用，不僅可節省人力成本，還能即時掌握發電系統運作資訊。

除此之外，電力線通訊亦有助智慧電網與智慧家庭加速成形。台電綜合研究所電力研究室主任蒲冠志(圖3)表示，由於電力線通訊網路可串聯用戶、電力公司與電信業者，衍生眾多服務功能，因此目前包括中國大陸、日本、歐美與台灣等各國電力公司與電信業者，都積極在試運行的智慧電網測試HomePlug或G.hn等電力線通訊技術，並且運用於智慧電表中。

圖3　台電綜合研究所電力研究室主任蒲冠志表示，各國電力公司已積極測試PLC技術，藉此實現智慧電網商轉願景。

蒲冠志進一步指出，以台灣微例，台電未來將會陸續投入新台幣1,400億元建置智慧電網，具體目標將在2013年建立一萬兩千戶的智慧電表，2014年預計提升至十萬戶，2017年則增加為五百萬戶，為智慧電網前期建置奠定基礎，而電力線通訊技術將會是串聯用戶與電力公司的關鍵技術。

據悉，電力線通訊以頻寬占用多寡，區分為窄頻與寬頻技術。其中，窄頻電力線通訊主要應用於AMI，寬頻電力線通訊則應用於影音娛樂。以智慧電網而言，由於窄頻電力線通訊技術較不會受到干擾，且訊號衰減問題也較不嚴重，因此成為各國電信業者與電力公司主要採用的技術。

有鑑於此，HomePlug與G.hn兩大技術陣營為爭搶市場商機，除持續推出更完善的標準外，亦積極拉攏各國電信業者與電力公司。

搶攻電力線通訊商機　G.hn/HomePlug互踩地盤

圖4　百佳泰業務開發副總經理姚永翔表示，HomePlug與G.hn技術聯盟正不斷拉攏電力公司與電信業者。

百佳泰業務開發副總經理姚永翔(圖4)表示，隨著智慧家庭與智慧電網需求攀升，全球各大電力線通訊相關推動組織(表1)為搶攻市場商機，正不斷制定更完善的標準，其中，又以HomePlug與G.hn兩大陣營最被市場看好，且市場角力戰也最為激烈。

姚永翔進一步指出，由於HomePlug標準市場發展較早，使得現今電力線通訊應用大多採用此一標準，不過隨著可高度整合電話線、纜線與電力線技術於一身的G.hn晶片問世，各家電力公司與電信業者也有了不同的選擇。

據了解，G.hn係由國際電信聯盟所制定、HomeGrid論壇所推動，目前主要的晶片供應商共有邁威爾、義傳、Sigma Designs、Xingtera與Tangotec等業者。

姚永翔透露，包括AT&T、西班牙電信、新加坡電信、中國電信與中華電信等電信營運商都已表態將採用G.hn技術於網通產品中；目前晶片商與網通廠正進入最後的互通測試階段。在系統級測試階段完成後，電信營運商導入G.hn網通產品的時間則約在2013下半年，電力線通訊已較為成熟的歐洲地區將率先開始布建，而中國大陸則有機會成為第二波電信商部署的地區，屆時市場商機將快速擴大。

圖5　晨星半導體PLC和EoC應用標準經理C.Scott Willy表示，HomePlug由於發展較久，因此在晶片供貨方面較占優勢。

不光是G.hn正積極搶攻市場商機，HomePlug也不遑多讓。晨星半導體PLC和EoC應用標準經理C.Scott Willy(圖5)表示，HomePlug聯盟已推出第二代影音標準--HomePlug AV2，可較第一代技術增加五倍效能，不僅可支援多重串流的1,080p高畫質影音、三維(3D)影音及4K解析度的內容，對於打造涵蓋整個家庭的無縫影音傳輸環境也大有助益。目前包括博通(Broadcom)、高通創銳訊(Qualcomm Atheros)、德州儀器(TI)與聯發科等主要晶片供應商都已推出HomePlug AV2解決方案，希冀藉此搶占電力線通訊市場商機。

值得注意的是，HomePlug聯盟的HomePlug Green PHY(GP)標準亦獲選為美國家電製造商協會(AHAM)智慧電網產品的主要通訊協定。

Willy進一步指出，儘管G.hn標準勢力正於電力線通訊市場中快速崛起，但支援的晶片業者仍沒有HomePlug多，因此無論是晶片成本、供貨穩定度或效能都仍有待市場驗證，未來電力線通訊市場兩者技術並存的情況將會持續。

據了解，HomePlug聯盟已為超過三百種產品進行標準認證，每一種HomePlug認證產品皆執行一百種以上的測試，目前有超過六十家服務供應商採用此一技術，截至2013上半年為止，HomePlug晶片出貨量更已達一億顆以上，上下游供應鏈也較G.hn更為完整。

圖6　高通創銳訊資深業務發展經理任威表示，混合式網路架構，將會是未來智慧電網與智慧家庭的核心。

除智慧電網外，智慧家庭亦成為電力線通訊產業積極鎖定的目標市場。高通創銳訊資深業務發展經理任威(圖6)表示，由於沒有一種通訊技術可滿足當今市場對於效能與訊號涵蓋範圍的需求，因此促使有線與無線串連的混合網路架構正快速興起。

任威進一步解釋，由乙太網路、無線區域網路(Wi-Fi)與電力線通訊技術所形成的混合網路具有網路相容性優勢，服務供應商或終端使用者在轉換技術時不會有投資上的損失，換言之，無論使用者與路由器的距離遠近，皆可為消費性應用提供最大傳輸量，甚至其中一條路徑出現訊號衰減時，可藉由切換路徑減輕網路故障情況，而HomePlug標準則可與乙太網路、Wi-Fi等進行無縫切換，將有助於智慧家庭市場發展。

另一方面，電力線通訊在發光二極體(LED)照明市場的應用亦成為產業界關注焦點。各國政府為節省能源支出，已開始大舉建置LED智慧照明路燈，進而帶動可進行遠端調光與系統自我檢測的電力線通訊應用需求高漲。

導入電力線通訊技術　智慧照明系統效率大增

圖7　意法半導體技術行銷經理吳玉君表示，電力線通訊技術可提升智慧照明系統的可靠度與服務，並進一步節省電費。

意法半導體(ST)技術行銷經理吳玉君(圖7)表示，在節能減碳的趨勢下，美、英、日及歐盟皆相繼宣布，將自2014年起全面禁用與禁生產白熾燈，而中國大陸也正積極推動「十城萬盞」計畫，擬在二十一個試點城市建置一百萬盞LED照明，以全面落實節能的目標，可望帶動電力線通訊市場商機。

吳玉君進一步指出，透過電力線通訊技術，每一盞LED燈具都將有自己的網路位址(IP)，不須新建任何電線就可實現亮度和顏色變換的功能，甚至可遠端檢測路燈運作狀況，以節省人力成本。

據了解，意法半導體已提供智慧照明系統客戶具備晶片和聯網技術通訊協議的統包方案，並可相容於Wi-Fi、ZigBee、PLC、數位可定址照明介面(DALI)等無線與有線通訊。此外，該公司因應未來不同智慧照明系統多元化的功率轉換和控制拓撲，也已發表可編程數位控制器，可簡化傳統的功率轉換和拓撲設計；同時透過專用演算法提高光線品質和光感，以及節能效果。

除LED智慧照明路燈外，智慧家庭應用亦為推升電力線通訊商機擴大的關鍵動能。在家庭電力線覆蓋率愈來愈廣下，電力線通訊技術已可提供用戶高頻寬、高涵蓋率、可共存、可管理與低耗能等優勢，助長智慧家庭市場發展。

智慧家庭需求旺　電力線通訊後市可期

圖8　中華電信寬網所分項計畫經理賴國祥表示，由於電力線擁有最廣的覆蓋率，因此相當適合做為智慧家庭的骨幹網路。

中華電信寬網所分項計畫經理賴國祥(圖8)表示，智慧家庭的功能主要包括能源管理、安全通報、醫療照護與家電控制等四大項應用領域，用戶透過電力線通訊與無線通訊技術，即可更有效率進行上述四項應用，添增生活上的便捷。

根據資策會MIC最新統計數據指出，智慧家庭服務的需求中以影音娛樂占34.7%為最大宗，其次安全通報占20.5%，家電控制約占12.6%，醫療照護服務則僅占7.3%，而電力線擁有覆蓋率廣的優點，將可輕鬆串連智慧家庭中各種應用，遂成為各家設備業者、晶片商與電信業者爭相搶進的市場。

賴國祥進一步指出，由於影音娛樂為智慧家庭服務最常見的應用，因此寬頻電力線通訊未來將很有機會大舉搶進網路電視(IPTV)市場，藉此滿足消費者對智慧家庭服務的需求。

事實上，相較於其他智慧家庭網路媒介(表2)，電力線通訊無論是在插座數量、移動性、傳輸可靠度與網路共享等各方面都更為優異，但抗干擾方面則有待加強，才能進一步成為市場主流技術。

賴國祥分析，由於電力線技術為共享式的媒介，不同標準技術設備很可能會存在於同一個社區或大樓中，彼此會造成訊號共存與干擾等問題，一旦訊號干擾發生時，影音娛樂應用即可能受到影響，造成消費者使用體驗降低，因此晶片業者或網通設備廠必須先解決干擾問題，才能獲得電信業者訂單，進而搶攻市場商機。

目前HomePlug與G.hn標準組織都已經開始針對電力線通訊干擾進行優化，而網通設備商也將透過外加阻斷器等方式，進一步解決訊號干擾問題，以打造更具市場競爭力的產品。

綜上所述，在智慧電網、智慧家庭與智慧照明等各種應用市場帶動下，電力線通訊市場商機與規模正逐漸擴大，HomePlug與G.hn兩大標準組織為搶當市場主流技術，正不斷積極制定更完善的通訊協定標準，並且已經開始與全球各國電力公司與電信營運商進行深入的技術交流與合作，同時也吸引愈來愈多的網通業者與國內外晶片商投入產品開發，促使電力線通訊市場發展將日益蓬勃。