Courants Porteurs

Présentation

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CPL (Courants Porteurs en Ligne) est une technologie qui permet transporter des informations numériques à bas ou haut débit via les lignes électriques. Cette technique permet d’offrir une alternative à la connexion câblée ou au WIFI. Selon l’emplacement dans le pays, les institutions, les sociétés, nous avons différents termes pour nommer cette technique parmi :

  • CPL (Courants Porteurs en Ligne)
  • PPC (Power Plus Communications)
  • PLT (PowerLine Telecommunication)
  • PLC (PowerLine Communications)
  • BPL (Broadband over PowerLine)

Dans cet article, on va vous présenter un bref historique, le fonctionnement général du CPL, les différents avantages, les inconvénients, les sécurités d'un réseau CPL, un exemple d'architecture d'un réseau CPL.

Bref historique

Les courants porteur existent depuis 1950, ils étaient essentiellement en bas débit pour des applications industrielles et pour de la domotique. Ce n'est que vers les années 2000 que cette technologie c'est développée pour de l'échange de données numérisées au niveau du grand public. En 2005 Apparaît la norme Homeplug 1.1 turbo 85 Mbits et la réglementation au niveau Européen.

Depuis 2007, les produits à la norme Homeplug AV permettent une transmission à 200 Mbits et la norme ajoute de nouvelles fonctionnalités (QoS, VLAN, …). L’IEEE prévoit la mise en œuvre d’une norme commune permettant l’interopérabilité de 3 grands systèmes CPL : HPP, UPA, CEPCA.

Le CPL "Indoor" et "Outdoor"

Le CPL emploie 2 réseaux :

- le réseau électrique privé : le CPL « Indoor » est utilisé pour les personnes voulant partager une connexion existante ou de créer un réseau local. Ceci à pour but d'employer une alternative au WIFI ou aux connexions câblées.

- le réseau électrique public : le CPL « Outdoor » est utilisé pour apporter une connexion internet à des foyers avec le réseaux électrique public. Cette technique peut-être un moyen d'accès à internet dans les zone non couverte par l'adsl ou le câble. Cette technique est très peu rependue.

Principe de fonctionnement du CPL

Le courant électrique de 50 Hz ou de 60 Hz transite via les câbles électriques. Le principe du CPL est d'ajouter un signal de fréquence supérieur (Allant de 1.6 Mhz à 30 Mhz). Ce signal de fréquence supérieur serra diffusé sur le réseau électrique existant et capté par les appareils CPL présent dans le domicile.

Le coupleur (intégré se trouve en entrée du boîtier) des récepteurs CPL élimine les éléments basses fréquences pour ne conserver uniquement que le signal CPL avant la retranscription du signal.

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Superposition de courant électrique et signal électrique1

Architecture d'un réseaux CPL

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Exemple de réalisation possible d'une combinaison de la technologie CPL et de la technologie WIFI2

Le matériel utilisé :

- Un modem-routeur qui aurait pu être également WIFI.
- 4 boîtiers CPL option liaison Ethernet.
- 2 boîtiers CPL option liaison WIFI.
- 2 PC portables munis chacun d'une carte WIFI.
- 2 PC fixes munis chacun d'une carte réseau Ethernet.
- 2 consoles de jeux munies d'une liaison Ethernet.

Les avantages du CPL

Les avantages du CPL sont nombreux, en voici quelques-uns:

  • Un des avantage du CPL est que la technique est utilisée sur un support existant (le câblage électrique).
  • Il est facile à mettre en œuvre.
  • Permet une alternative au WIFI, dans certain foyers, voir dans des anciens bâtiments historique, lorsque les murs sont épais et que les signaux du WIFI ne suffisent pas, le CPL peut-t'être une bonne alternative.
  • Cette technologie peut t'être une alternative à l'ADSL ou au câble.
  • Etant donné que le CPL utilise une technologie filaire, les temps de réponses sont bons et permettent une bonne utilisation dans certaines applications comme la télévision haute définition ou bien la VOIP.
  • Sécurité accrue.
  • Le CPL est un complémentaire aux réseaux filaires et WIFI.

Les inconvénients du CPL

Bien que présentant une panoplie d'avantages, le CPL possède néanmoins des inconvénients, parmi:

  • Actuellement, il n'existe pas de norme définitive concernant le CPL, ce qui à pour conséquence que certains produits ne respectent pas la CEM (Compatibilité ElectroMagnétique) qui est imposé aux autres matériels. Ceci peut perturber le voisinage (brouillage électromagnétique), surtout dans les grands immeuble où le trafic est généralement élevé vu la densité de domicile. C'est pour cette raison que les hôpitaux n'utilisent pas cette technique.
  • Bien que la sécurité soit plus élevé qu'avec le WIFI, les signaux numériques véhiculés avec le CPL, ne sont pas stoppés par le compteur électrique et ont une porté réel de 300 m, bien que les connexions soient cryptées, des attaques ciblés restent possible par des personnes expérimentées.
  • Le bon fonctionnement du CPL dépend de l'architecture du réseau électrique présent.
  • Le prix est également un inconvénient, pour les ordinateurs portable, possédant actuellement des cartes WIFI intégrées, pour ceux-ci il faudra néanmoins acheter un adaptateur CPL.
  • Attention aux débits dans la pratique, tout comme avec le WIFI, il y a une grosse différence entre le débit théorique (celui inscrit sur la boîte) et le débit pratique. Celui-ci peut varier en fonction de l'environnement, de la qualité de l'installation électrique, des appareils reliés près de l'adaptateur CPL et de la distance. Pour optimiser le débit, il faut privilégier les modèles qui se montent entre la multiprises et la prise murale (photo ci-dessous). On peut avoir un gain de 10% avec ces prises.

Les modèles 85 Mbps proposent dans la pratique, des débits compris entre 12 et 20 Mbps tandis que les modèles 200 Mbps atteignent entre 30 et 65 Mbps.

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Adaptateur CPL auquel, on peut brancher un multiprises dessus.3

La sécurité des réseaux CPL

Les réseaux CPL doivent être sécurisés, comme tous les autres réseaux locaux. La sécurité des CPL peut s'effectuer sous forme de clé cryptage, avec un filtre sur le compteur électrique et également avec un filtre des adresses MAC. On a besoin de la présence d'un pare-feu bien évidement comme pour tous réseaux.

Les données transitant sur les réseaux CPL peuvent être interceptées par un voisin. Bien que cela soit plus difficile qu'avec le WIFI, étant donné que le WIFI diffuse généralement son nom de réseau (SSID).

Le cryptage DES ou AES

Le cryptage DES (Data Encryption Standard) et l’AES (Advanced Encryption Standard) sont connus mondialement dans le monde de la cryptographie des données.

Un des 2 cryptages va être utilisés ici pour sécuriser le réseau CPL.

Le Cryptage DES utilise une clé de 56 bits.

Le cryptage AES utilise une clé de 128 bits.

Il est possible avec les clés de cryptage de créer des clés pour chaque réseaux, on peut donc créer plusieurs réseaux différents.

Le filtre sur le compteur électrique

Normalement, le compteur électrique sert de frontière entre le réseau des domiciles de l'immeuble, mais celui-ci ne suffit pas. Le signal CPL peut facilement se propager sur le réseau du voisin (de palier).

L'utilisation d'un filtre, va fortement diminuer le signal et le limiter à l'habitation uniquement.

La sécurité via les adresses MAC

Une adresse MAC identifie de manière unique chaque appareil sur le réseau.

Avec le filtrage par adresses MAC nous pourrons autoriser uniquement les ordinateurs du réseau et d'interdire tout les autres.

Le cryptage DES ou AES suffisent amplement, mais on peut combiner plusieurs sécurités avec un cryptage AES + un filtre sur le compteur électrique et filtrer les adresses MAC. L'achat du filtre représente un coût supplémentaire.

La consommation électrique des adaptateurs CPL

La consommation électrique des adaptateurs CPL est faible, celle-ci varie entre 2.8 et 3.8W selon les modèles. Les nouveaux modèles possèdent un mode veille, avec ce mode, la consommation varie entre 1.3 et 3.3W selon les modèles.

Voici quelques chiffres de consommation, repris d'un test d'un adaptateur CPL LEA Netsocket200+:

Pour activer le mode veille, il faut qu'il y ait absence totale d'activité réseau. Avec cette appareil la consommation en mode vielle est de 1.4W et en mode de fonctionnement normal 3.7W, donc une réduction de 62.16% entre les 2 modes de fonctionnement.

Pour donner une petite idée de l'économie réalisée avec le mode de mise en vielle de l'appareil, faisons un petit calcul. Considérons que nous utilisons notre réseau CPL durant 8 heures par jour. En une journée, le NetSocket sera en mode veille durant 16 heures. Le prix du kWh constant est de 0.1085 €/kWh. Sans mode veille, la consommation coûte 3.51€ par an. Avec le mode veille, la facture est de 2.06€ ce qui permet d'économiser 1.45€ par an.

Nicolas Croiselet.


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