Courants porteurs en ligne

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On retient sous l'appellation courants porteurs en ligne (CPL) toute technologie qui vise à faire passer de l'information à bas débit ou haut débit sur les lignes électriques en utilisant des techniques de modulation avancées.

Selon les pays, les institutions, les sociétés, les courants porteurs en ligne se retrouvent sous plusieurs mots-clés différents :

CPL (Courants porteurs en ligne)
PLC (Powerline Communications)
PLT (Powerline Telecommunication)
PPC (Power Plus Communications)

[modifier] Bref historique des CPL

La technologie sur courants porteurs existe depuis longtemps, mais n'était auparavant utilisée qu'à bas débit pour des applications de télécommande de relais, d'éclairage public et de domotique.

Le haut débit sur CPL n'a commencé qu'à la fin des années 1990 :

1950 : sur fréquence 10 Hz, puissance 10 kW, unidirectionnel (lumières en ville, télécommande de relais).

Milieu des années 80 : début des recherches pour utiliser l'électricité comme support de transport de données, sur la bande 5 – 500 kHz, toujours en unidirectionnel.

Début des années 90 : expérimentations des courants porteurs pour des applications de télérelevés dans la bande 60-80 kHz. Apparition de modems courants porteurs bas-débits pour des communications CPL domotiques en Europe (standard EHS/Konnex) et aux États-Unis (standards Echelon et CEBUS).

1997 : premiers tests de transmission de signaux de données sur réseau électrique en bidirectionnel, début des recherches pour Ascom (Suisse) et Norweb (UK).

2000 : premières expérimentations en France par EDF R&D et Ascom.

2002 : SPIDCOM Technologies, nouvelle entreprise française arrive sur le marché avec son processeur de 224 Mbit/s, le plus rapide au monde.

2003 : Acquisition par Schneider Electric de la société suédoise Ilevo, spécialisée dans les courants porteurs en ligne, et création de la nouvelle entité Schneider Electric Powerline Communications, dédiée à la fourniture d'équipements, de logiciels et de services autour des courants porteurs en ligne.

2006 : le modem Ilevo 'ILV201' obtient le prix du design 2006, décerné par l'Observeur du Design : http://www.apci.asso.fr/l_observeur_uk/realisation.php?id=1136&laureats=2006&id_participant=1128

[modifier] Principe de fonctionnement

Le principe des CPL consiste à superposer au signal électrique de 50 Hz un autre signal à plus haute fréquence et de faible énergie. Ce deuxième signal se propage sur l'installation électrique et peut être reçu et décodé à distance. Ainsi le signal CPL est reçu par tout récepteur CPL qui se trouve sur le même réseau électrique.

On classe traditionnellement les CPL en deux catégories en fonction du débit offert. Les CPL à haut débit utilisent des modulations multiporteuses de type OFDM dans la bande (bande 1,6 à 30 MHz). Les CPL à bas débit utilisent des techniques de modulations assez simples, par exemple quelques porteuses (mais une seule à la fois) en modulation de fréquence. Les bandes des fréquences utilisées sont comprises entre 9 et 150 kHz en Europe et entre 150 et 450 kHz aux États-Unis (il n'y a pas de radios grandes-ondes aux USA).

En haut comme en bas débit, la communication est soumise à des bruits et à de fortes atténuations. Il est donc nécessaire de mettre en œuvre de la redondance, par exemple sous la forme de codes correcteurs d'erreurs.

Un coupleur intégré en entrée des récepteurs CPL élimine les composantes basse fréquence avant le traitement du signal.

Le modem transforme un flux de bits en signal analogique pour l'émission et inversement en réception, celui-ci inclut les fonctions d'ajout de la redondance et de reconstitution du flux de bits original ou correction d'erreur.

[modifier] Applications typiques

La technique CPL haut-débit permet de faire passer des données informatiques sur le réseau électrique, et ainsi étendre un réseau local existant ou partager un accès Internet existant via les prises électriques grâce à la mise en place de boîtiers spécifiques. Dans l'état actuel de la technique, les débits atteints sont compris entre 14 MBit/s et 200 MBit/s (produits basés sur le chipset DS2).

La technique CPL bas-débit s'adresse principalement à deux applications. Le standard domotique EHS/Konnex utilise les CPL pour mettre en réseau des appareils électriques dans des domaines aussi divers que les machines à laver, les volets roulants, le chauffage. On utilise aussi les CPL bas-débit pour des applications de gestion du réseau de transport et de distribution électrique ou encore de télérelève des compteurs électriques. Les débits sont typiquement de 2,4 à 20 kbit/s.

[modifier] Cadre juridique et réglementation

Toute technologie qui travaille sur une bande de fréquence définie doit rentrer dans un cadre juridique. Les réseaux CPL sont à la fois des réseaux électriques et des réseaux de télécommunication, ce qui fait que les autorités ont du mal à définir leur cadre juridique. De plus il n'existe pas encore de réglementation précise pour les équipements et les réseaux CPL. Des travaux sont en cours, notamment avec le PLC Forum et l'ETSI, mais les résultats n'ont pas encore été publiés.

Ainsi la mise en place de réseaux CPL est libre pour ce qui est des installations derrière un compteur privé (on parle de « Indoor » ou « InHome »), sous réserve de ne pas créer de nuisances, auquel cas le matériel doit être retiré.

Pour ce qui est des installations extérieures (appelées « outdoor ») où l'on injecte le signal au niveau du transformateur HTA/BT pour des créations de boucles locales électriques, des autorisations d'expérimentation sont en général nécessaires, selon le pays concerné. Ainsi, en France par exemple, de telles autorisations sont à demander auprès de l'ARCEP (ex ART) tant que la technologie n'est pas mature et que les normes ne sont pas éditées.

Au Luxembourg, de tels essais (outdoor) réalisés dès l'an 2000 ont été immédiatement interrompus, car ils généraient des perturbations tellement importantes qu'ils mettaient en danger l'approche de l'aéroport national (Findel) par les avions de ligne. Constatant que les perturbations étaient inhérentes à la technologie, celle-ci a été immédiatement abandonnée par le distributeur national d'électricité (Cegedel). La situation actuelle y est que l'autorité luxembourgeoise de régulation (ILR) tolère la vente de matériel "indoor" en attendant une règlementation européenne, mais assure que toute plainte pour interférences, même émis par du matériel autorisé par loi à venir, sera suivie d'une enquête avec campagne de mesures et, si la pollution radio-électrique est avérée, de la confiscation du matériel.

Actuellement, il n'y a pas, en Union Européenne, de législation qui garantisse la pérénité d'une installation basée sur la technologie PLC. En optant donc pour cette technologie, on risque de perturber fortement les utilisateurs autorisés des fréquences radios, mais en plus, on risque de se voir retirer son infrastructure réseau à l'improviste, sans parler d'éventuelles amendes pour violation de la règlementation sur l'utilisation des radio-fréquences.

[modifier] Standardisation

En haut-débit, les standards Homeplug dominent le marché. Ce sont des standards qui ne concernent pour l'instant que les installations « indoor » et qui n'est pas interopérable avec les solutions « outdoor » existantes à ce jour.

L'alliance HomePlug travaille actuellement sur l'élaboration d'une solution outdoor. D'autres standards devraient voir le jour sous quelques mois ou années.

NB : Les équipements commercialisés à ce jour pour le grand public sont basés sur des technologies Homeplug ou DS2, qui sont malheureusement incompatibles entre elles.

En bas débit, trois standards différents existent. En Europe, le standard EHS/Konnex définit la norme de communication courants porteurs, des fonctions plug-and-play et les messageries applicatives. Aux États-Unis, les standards sont Echelon et Cebus.

[modifier] Références

Certains passages de cet article, ou d'une version antérieure de cet article, sont basés sur l'article Introduction aux CPL [1] du site Web Comment ça marche ? [2]. L'article d'origine écrit par Françoise Cacciaguerra en novembre 2003 porte la notice de copyright suivante : Ce document intitulé « Courants porteurs en ligne - CPL - Introduction » issu de l'encyclopédie informatique Comment Ça Marche (www.commentcamarche.net) est mis à disposition sous les termes de la licence Creative Commons. Vous pouvez copier, modifier des copies de cette page, dans les conditions fixées par la licence, tant que cette note apparaît clairement. Les conditions de la licence CC utilisée par le site CCM sont consultable ici[3].

[modifier] Liens externes

Blog CPL Blog sur le CPL

CPL-France Portail d'information sur le CPL en général

La Maison de la Domotique Portail domotique et courants porteurs (France)

Ilevo Fabricant franco-suedois de produits CPL haut-débits

SPiDCOM Technologies Entreprise française spécialisée dans la conception de circuits intégrés pour les communications à très haut-débit sur les lignes électriques.