Communication par ligne électrique
Home control (bande étroite)Edit
La technologie de communication par ligne électrique peut utiliser le câblage électrique d’une maison pour la domotique: par exemple, la commande à distance de l’éclairage et des appareils sans installation de câblage de commande supplémentaire.
Les dispositifs de communication de ligne électrique à commande domestique fonctionnent généralement en modulant une onde porteuse comprise entre 20 et 200 kHz dans le câblage domestique de l’émetteur. La porteuse est modulée par des signaux numériques. Chaque récepteur du système a une adresse et peut être commandé individuellement par les signaux transmis sur le câblage domestique et décodé au récepteur. Ces appareils peuvent être branchés sur des prises de courant ordinaires ou câblés en permanence. Étant donné que le signal porteur peut se propager aux maisons (ou appartements) voisines sur le même système de distribution, ces systèmes de contrôle ont une « adresse de maison » qui désigne le propriétaire. Une technologie populaire connue sous le nom de X10 est utilisée depuis les années 1970.
Le « bus powerline universel », introduit en 1999, utilise la modulation de position d’impulsion (PPM). La méthode de la couche physique est un schéma très différent de celui du X10. LonTalk, qui fait partie de la gamme de produits domotiques LonWorks, a été accepté dans le cadre de certaines normes d’automatisation.
Les communications à bande étroite à basse vitesse
Les lignes électriques à bande étroite ont commencé peu de temps après la généralisation de l’alimentation électrique. Vers l’année 1922, les premiers systèmes de fréquences porteuses ont commencé à fonctionner sur des lignes à haute tension avec des fréquences de 15 à 500 kHz à des fins de télémétrie, et cela continue. Des produits de consommation tels que les alarmes pour bébés sont disponibles au moins depuis 1940.
Dans les années 1930, la signalisation des porteurs d’ondulation a été introduite sur les systèmes de distribution moyenne (10-20 kV) et basse tension (240/415 V).
Pendant de nombreuses années, la recherche d’une technologie bidirectionnelle bon marché adaptée à des applications telles que la lecture de compteurs à distance s’est poursuivie. Électricité de France (EDF) a prototypé et normalisé un système appelé » spread frequency shift keying » ou S-FSK. (Voir CEI 61334) C’est maintenant un système simple à faible coût avec une longue histoire, mais il a un taux de transmission très lent, entre 200 et 800 bits par seconde. Dans les années 1970, la Tokyo Electric Power Co a mené des expériences qui ont rapporté un fonctionnement bidirectionnel réussi avec plusieurs centaines d’unités.
Depuis le milieu des années 1980, il y a eu un regain d’intérêt pour l’utilisation du potentiel des techniques de communication numérique et du traitement numérique du signal. L’objectif est de produire un système fiable, suffisamment bon marché pour être largement installé et capable de concurrencer de manière rentable les solutions sans fil. Mais le canal de communication CPL à bande étroite présente de nombreux défis techniques, un modèle de canal mathématique et une étude des travaux sont disponibles.
Les applications des communications réseau varient énormément, comme on pourrait s’y attendre d’un support aussi largement disponible. Une application naturelle de la communication par ligne électrique à bande étroite est le contrôle et la télémétrie des équipements électriques tels que les compteurs, les interrupteurs, les appareils de chauffage et les appareils ménagers. Un certain nombre de développements actifs envisagent de telles applications du point de vue des systèmes, comme la gestion de la demande. En cela, les appareils ménagers coordonneraient intelligemment leur utilisation des ressources, par exemple en limitant les charges de pointe.
Les applications de contrôle et de télémétrie comprennent à la fois les applications « côté utilitaire », qui impliquent des équipements appartenant à l’entreprise de services publics jusqu’au compteur domestique, et les applications « côté consommateur » qui impliquent des équipements dans les locaux du consommateur. Les applications possibles du côté des services publics comprennent la lecture automatique des compteurs (AMR), le contrôle tarifaire dynamique, la gestion de la charge, l’enregistrement du profil de charge, le contrôle du crédit, le prépaiement, la connexion à distance, la détection de fraude et la gestion du réseau, et pourraient être étendues pour inclure le gaz et l’eau.
Open Smart Grid Protocol (OSGP) est l’une des technologies et protocoles PLC à bande étroite les plus éprouvés pour la mesure intelligente. Plus de cinq millions de compteurs intelligents, basés sur OSGP et utilisant BPSK PLC, sont installés et fonctionnent dans le monde entier. L’Alliance OSGP, une association à but non lucratif créée à l’origine sous le nom d’ESNA en 2006, a mené un effort pour établir une famille de spécifications publiées par l’Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) utilisées conjointement avec la norme de réseau de contrôle ISO / CEI 14908 pour les applications de réseaux intelligents. OSGP est optimisé pour fournir des informations de commande et de contrôle fiables et efficaces pour les compteurs intelligents, les modules de contrôle de charge directe, les panneaux solaires, les passerelles et autres dispositifs de réseau intelligent. OSGP suit une approche moderne et structurée basée sur le modèle de protocole OSI pour répondre aux défis en évolution du réseau intelligent.
Au niveau de la couche physique, OSGP utilise actuellement l’ETSI 103 908 comme norme technologique. Au niveau de la couche applicative OSGP, ETSI TS 104 001 fournit un stockage de données orienté table basé, en partie, sur la norme ANSI C12.19/MC12.19 / 2012 / Normes IEEE Std 1377 pour les tables de données des terminaux de l’industrie des services publics et ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701, pour ses services et son encapsulation de charge utile. Ce système standard et de commande fournit non seulement des compteurs intelligents et des données connexes, mais également une extension à usage général à d’autres dispositifs de réseau intelligent.
Un projet d’EDF, France comprend la gestion de la demande, le contrôle de l’éclairage public, le comptage et la facturation à distance, l’optimisation tarifaire spécifique au client, la gestion des contrats, l’estimation des dépenses et la sécurité des applications gazières.
Il existe également de nombreuses applications de niche spécialisées qui utilisent l’alimentation secteur de la maison comme liaison de données pratique pour la télémétrie. Par exemple, au Royaume-Uni et en Europe, un système de surveillance de l’audience de la télévision utilise les communications CPL comme chemin de données pratique entre des appareils qui surveillent l’activité de visionnage de la télévision dans différentes pièces d’une maison et un concentrateur de données connecté à un modem téléphonique.
Bande étroite à vitesse moyenne
La technologie du système de porteuse de ligne de distribution (DLC) utilisait une gamme de fréquences de 9 à 500 kHz avec un débit de données allant jusqu’à 576 kbit/s.
Un projet intitulé Real-time Energy Management via Powerlines and Internet (REMPLI) a été financé de 2003 à 2006 par la Commission européenne.
En 2009, un groupe de fournisseurs a formé l’alliance PoweRline Intelligent Metering Evolution (PRIME). Telle que délivrée, la couche physique est OFDM, échantillonnée à 250 kHz, avec 512 canaux de clavetage à déphasage différentiel de 42 à 89 kHz. Son débit de transmission le plus rapide est de 128,6 kilobits / seconde, tandis que son débit le plus robuste est de 21,4 kbit / s. Il utilise un code convolutif pour la détection et la correction des erreurs. La couche supérieure est généralement IPv4.
En 2011, plusieurs entreprises dont des opérateurs de réseaux de distribution (ERDF, Enexis), des fournisseurs de compteurs (Sagemcom, Landis &Gyr) et des fournisseurs de puces (Maxim Integrated, Texas Instruments, STMicroelectronics, Renesas) ont fondé l’Alliance G3-PLC pour promouvoir la technologie G3-PLC. G3-PLC est le protocole de basse couche permettant une infrastructure à grande échelle sur le réseau électrique. G3-PLC peut fonctionner sur la bande CENELEC A (35 à 91 kHz) ou la bande CENELEC B (98 kHz à 122 kHz) en Europe, sur la bande ARIB (155 kHz à 403 kHz) au Japon et sur la FCC (155 kHz à 487 kHz) pour les États-Unis et le reste du monde. La technologie utilisée est l’OFDM échantillonné à 400 kHz avec modulation adaptative et mappage de tonalité. La détection et la correction des erreurs sont effectuées à la fois par un code convolutif et par une correction d’erreur de Reed-Solomon. Le contrôle d’accès au support requis est tiré de la norme IEEE 802.15.4, une norme radio. Dans le protocole, 6LoWPAN a été choisi pour adapter IPv6 une couche de réseau Internet aux environnements contraints qu’est la communication par ligne électrique. 6LoWPAN intègre le routage, basé sur le chargement du réseau maillé, la compression des en-têtes, la fragmentation et la sécurité. G3-PLC a été conçu pour une communication extrêmement robuste basée sur des connexions fiables et hautement sécurisées entre les appareils, y compris le croisement de transformateurs Moyenne Tension à Basse Tension. Avec l’utilisation d’IPv6, G3-PLC permet la communication entre les compteurs, les actionneurs de réseau ainsi que les objets intelligents. En décembre 2011, la technologie PLC G3 a été reconnue comme une norme internationale à l’ IT à Genève où elle est référencée sous la référence G.9903, Émetteurs-récepteurs de communication par multiplexage orthogonal en fréquence à bande étroite pour les réseaux PLC G3.
Émission de programmes radio
Parfois, l’automate programmable était utilisé pour transmettre des programmes radio sur des lignes électriques. Lorsqu’il est utilisé dans la bande radio AM, il est connu sous le nom de système à courant porteur.