Les courants porteurs en ligne (CPL) est une technologie permettant le transfert d'informations numériques en passant par les lignes électriques. De ce fait, il s'agit d'une alternative aux traditionnels câbles et à la technologie Wifi.
Les courants porteurs en ligne ont plusieurs autres dénominations :
Les courants porteurs sont utilisés depuis un certain temps en bas débit pour des applications industrielles et de domotique. Ce n'est que depuis le début des années 2000 et la généralisation du tout-numérique qu'ils sont utilisés par le grand public.
Le principe des CPL consiste à superposer au courant électrique de 50 Hz un 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 basses fréquences 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.
Si dans le principe cette technique semble assez séduisante, elle présente néanmoins des inconvénients notables liés à son principe même. Le signal haute fréquence généré par le modem est véhiculé par les fils du secteur, or ces fils n'ont pas été conçus initialement pour véhiculer un tel type de signal. Ces fils secteurs se transforment donc tout simplement en antennes et rayonnent des ondes hautes fréquences dans tout l'environnement. Selon la qualité de l'installation électrique et de l'isolation électromagnétique, ces ondes peuvent se propager et être perturbatrices jusqu'à plusieurs centaines de mètres. Dans ce cas les matériels sensibles à la haute fréquence mais aussi, tout simplement, les récepteurs radio en ondes courtes, peuvent être pertubés. De la même façon, le signal CPL en lui-même peut être perturbés par des flux électromagnétiques émis par des écrans d'ordinateurs, transformateurs, et tout émetteur ou émetteur-récepteur utilisant ces fréquences (radiodiffusion, communications civiles ou militaires, radioamateurs)…(lien)
Il n'existe pas de normes définitives concernant les CPL. Il n'est ainsi pas rare de trouver des modems dont les rayonnements vont bien au-delà des normes de CEM (compatibilité électromagnétique) imposées aux autres matériels. Si la densité de réseau est faible, les risques de perturber le voisinage restent faibles. À l'inverse, dans des immeubles ou dans des zones où la densité de tels réseaux serait élevée, le brouillage électromagnétique pourrait devenir intense. Pour cette raison, dans les hôpitaux, les CPL ne sont pas bien acceptés. Dans certains pays, cette technologie tend à être abandonnée, au moins dans le domaine de l'accès Internet, tant les problèmes de voisinage et de perturbations environnementales risquent d'être insolubles.
Comme pour les autres technologies émettant des rayonnements électromagnétiques, on peut se poser des question sur les effets sur la santé des CPL. Les rayonnements sont de faible puissance mais se font généralement 24h/24 et dans toutes les pièces (eg à la tête du lit où passent les câbles électriques alimentant les prises électriques).
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.
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 réglementation 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 radioélectrique est avérée, de la confiscation du matériel.
Actuellement, il n'y a pas, en Union européenne, de législation qui garantisse la pérennité 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 réglementation sur l'utilisation des radiofréquences.
En 2005, en France, L'ART a levé le caractère expérimental qui encadrait les déploiements CPL :
« Paris, le mercredi 20 avril 2005.
L'Autorité lève le caractère expérimental qui encadrait jusqu'à présent le déploiement des réseaux filaires en CPL.
L’Autorité de régulation des télécommunications lève le statut transitoire qui était jusqu’à présent appliqué aux réseaux filaires basés sur la technologie des Courants Porteurs en Ligne (CPL).
L’Autorité vient de réaliser un bilan des expérimentations des réseaux filaires basés sur la technologie des Courants Porteurs en Ligne. L’analyse des divers rapports a permis à l’Autorité de s’assurer que les exploitants de réseaux filaires basés sur cette technologie peuvent faire face aux obligations liées à l’autorisation de réseau ouvert au public. Ces expérimentations ont également permis de valider : - la possibilité de partage, par plusieurs fournisseurs d’accès à Internet, de la capacité offerte sur un réseau CPL, - la qualité de service offerte sur le réseau en terme de débits garantis, d’établissement et de maintien du lien Internet, - l’absence de brouillage pendant toute la durée des expérimentations.
L’Autorité considère donc que les contraintes qui avaient justifié le statut expérimental retenu lors de l’instruction de la première demande de réseau CPL ne sont plus pertinentes aujourd’hui.
Par ailleurs, une récente recommandation européenne relative aux CPL, publiée le 12 avril dernier, demande en effet aux Etats Membres d’éliminer " tout obstacle réglementaire injustifié " et explique comment appliquer les dispositions de la directive concernant la compatibilité électromagnétique. Les acteurs souhaitant déployer des réseaux filaires CPL s’inscrivent donc maintenant pleinement dans le cadre réglementaire. Ils sont invités à se déclarer en tant qu’opérateurs auprès de l’Autorité, conformément à l’article L. 33-1 du Code des Postes et des Communications Electroniques. Ils devront également respecter la réglementation concernant la compatibilité électromagnétique L’ART souhaite qu’au-delà de ces premières expérimentations les réseaux filaires. »
— Autorité de Régulation des Télécommunication
En haut-débit, les standards Homeplug dominent le marché. Ce sont des standards qui ne concernent pour l'instant que les installations intérieures et qui n'est pas interopérable avec les solutions extérieures existantes à ce jour.
L'alliance HomePlug travaille actuellement sur l'élaboration d'une solution extérieure. D'autres standards devraient voir le jour sous quelques mois ou années.
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.