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Courant Porteur en Ligne : Courant Porteur en Ligne : techniques, enjeux, offrestechniques, enjeux, offres

Bras CyrilCycle CRéseauxCnam 2004

Table des matièresI.Introduction........................................................................................................................................3II.Les techniques...................................................................................................................................4

1Définition.......................................................................................................................................42Principes.........................................................................................................................................43Le transport des signaux................................................................................................................54Les débits.......................................................................................................................................75Les contraintes techniques.............................................................................................................86Mise en place...............................................................................................................................10

III.Enjeux............................................................................................................................................121Etats du marché mondial..............................................................................................................122Atouts et faiblesses du CPL.........................................................................................................133Comparaison avec d'autres technologies.....................................................................................144Positionnement sur le marché......................................................................................................185Enjeux pour les acteurs du développement des CPL...................................................................19

IV.Offre..............................................................................................................................................211Les prestataires............................................................................................................................212Les matériels................................................................................................................................223Offres d'accès actuelles................................................................................................................22

V.Conclusion......................................................................................................................................23Bibliographie......................................................................................................................................24Acteurs majeurs impliqués dans le développement des CPL.............................................................25

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I.Introduction

La nécessité  de communication a conduit   les  Hommes à  mettre au point  des   techniques

permettant la transmission d'information ; des supports dédiés à ces échanges ont alors été mis en

place  (ligne   téléphonique,   réseaux  informatiques,   liaisons   radio...).  Ce document  a  pour  but  de

présenter d'autres types de réseaux, ceux utilisant les lignes électriques. L'idée d'utiliser des supports

dont la fonction n'était  pas la transmission d'information est  apparue dans les années 1980. Des

informations transmises à bas débit afin de piloter à distances des appareils électriques (radiateurs...)

ou de la maintenance d'installations (méthodes utilisées par Electricité de France) sont envoyées sur

les lignes électriques. Les techniques les plus répandues sont encore utilisées actuellement, il s'agit

par exemple de X10, Lonworks et CEBus. Nous reviendrons sur ces techniques dans la suite de ce

document. L'étude réalisée ici s'articule en trois parties, nous aborderons tout d'abord les techniques

utilisées   pour  mettre   en  oeuvre   les  CPL   (  Courant  Porteur   en  Ligne),   ensuite   les   enjeux  que

présentent l'utilisation de telles méthodes et enfin les offres disponibles.

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II.Les techniques

1 Définition

Le CPL (Courant  Porteur en Ligne) appelé  aussi  PLC (Power Line Communication) ou

encore BPL (Broadband over Power Line) est une technique utilisant les lignes électriques de basse

et  moyenne  tension   (220 volts  par   exemple)  pour  y   faire  circuler  des  ondes  courtes   et  hautes

fréquences sur la bande des 1,6 Mhz à 30 Mhz au moyen d'un couplage avec les signaux électriques

dont la fréquence est de 50 Hz en France. 

2 Principes

La technique que nous exposons ici ne s'appuie pas uniquement sur l'infrastructure du réseau

électrique mais aussi sur le courant électrique lui même. Le courant électrique que nous utilisons

tous les jours pour alimenter nos appareils au quotidien est de type alternatif ; c'est à dire que la

polarité du courant change à intervalle de temps régulier. Il s'agit plus précisément du mouvement

des électrons qui change. Il existe donc un signal électrique périodique qui est représenté  par la

courbe de gauche sur le schéma ci ­dessous. Ce signal électrique va être utilisé en qualité de

 porteuse de l'information. Un signal haute fréquence va être appliqué à cette porteuse, modulé en

fonction de l'information à transmettre ; il s'agit là du principe général. Les fréquences utilisées vont

de 1,6 Mhz à 30 Mhz.

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3 Le transport des signaux

Comme nous venons de le voir dans la partie précédente, la technique des courants porteurs

en   ligne   utilise   le   courant   alternatif   comme   support   de   transmission.   Il   est   fait   usage   de   la

modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qui est également utilisée dans

les   réseaux   sans   fil   (IEEE 802.11a   et  802.11g),   les   transmissions  ADSL  (Asymmetric  Digital

Subscriber   Line),   les   flux   audio   numériques   (DAB   Digital   Audio   Broadcast),   les   flux   vidéo

numérique (DVB Digital Video Broadcast).... L'OFDM est une technologie de transmission sans fil

haut débit, capable de composer avec la présence d'obstacles sur le chemin de l'émetteur­récepteur. 

L'OFDM résout le problème de l'alignement du transmetteur et du récepteur. Pour une liaison à très

haut  débit   (plusieurs  dizaines  de  mégabits  par  seconde),  ces  derniers  doivent  être  parfaitement

alignés,  ce qui  est   rarement   le  cas  dans un environnement  urbain  où   l'on  trouve de  nombreux

bâtiments. Avec un équipement utilisant l'OFDM ce problème est résolu. En effet, le système émet

un   signal   sur   plusieurs   fréquences   à   la   fois.   Même   si   celui­ci   rencontre   un   obstacle   sur   une

fréquence, il suffit qu'un seul signal passe, même faible, pour que le récepteur puisse reconstruire le

message. Cette modulation répartit un débit important sur une série de sous­porteuses modulées. Il

s'agit d'une modulation de fréquence orthogonale (même espace entre chacune d'elles). 

Le réseau électrique est un environnement très perturbé. La distance entre deux prises, le

nombre   de   connexions   et   la   charge   sont   pratiquement   imprévisibles.   L'utilisation   du   réseau

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Spectre de sous canaux OFDM

électrique comme support, induit une topologie en bus (un réseau en bus relie ses composants par

un même câble et l'information envoyée par un poste est diffusée en même temps vers tous les

postes. Seul le poste destinataire est censé la prendre en compte.). Il est fait usage d'une méthode

dérivée de CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) similaire au 802.11,

auquel on a ajouté des classes de priorités et le contrôle de la latence., la spécification PowerPacket

mise   au   point   par   Intellon.   Cette   technologie   est   la   base   de   la   spécification   Homeplug.   Les

fréquences utilisées pour la modulation vont de 4.3Mhz à 20.9 Mhz ce qui représente 84 porteuses

disponibles.  Les  distances  de  communication   sont  d'environ  200m,   sachant  que   la  distance  de

communication et le taux de transfert sont en théorie proportionnels au SNR (rapport signal sur

bruit)   et   tributaires   de   la   qualité   des   connexions   sur   le   réseau.   Tout   ce   qui   diminue   le   SNR

(alimentations à découpages, lampes halogène, variateurs ...) ou qui modifie l'impédance du réseau

(rallonges, multiprises...) est susceptible de diminuer les distances de communications et/ou le taux

de transfert. PowerPacket adapte les taux et les temps de transmissions, en forçant la segmentation

des trames qui excèdent une certaine durée pour offrir la meilleure qualité  de service (QoS). Le

mécanisme de sécurité de PowerPacket™ crée un réseau logique où chaque station partage une clé

de cryptage commune.  Chaque  trame est  codée par   l'algorithme DES 56bits.  Ainsi  en utilisant

plusieurs  clés  différentes,  on peut   réaliser  plusieurs   réseaux  logiques  sécurisés  par  cryptage,  et

indépendants les uns des autres.

Structure d'une trame 

Comme nous venons de le voir,  le CPL utilise une méthode dérivée de CSM/CA. Voici

comment s'opère l'établissement d'une connexion,  le but étant d'éviter les collisions.  Lorsqu'une

station souhaite émettre sur le support, elle émet un petit paquet de contrôle (RTS : Request To

Send) vers le destinataire auquel elle souhaite s'adresser. Si le support est libre, il répond avec un

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paquet CTS (Clear To Send). Chacun de ces paquets contient la durée prévisionnelle estimée de

l'échange entre les deux postes. Du fait de la topologie du réseau en bus, tous les éléments actifs du

réseau vont recevoir le RTS et/ou le CTS. La réception d'un de ces deux paquets a pour effet de

bloquer l'émission des postes non destinataires des paquets suivant la durée (DIFS : Distributed

Inter Frame Space) indiquée dans le paquet. Chacun des paquets émis doit être confirmé  par le

récepteur ( Positive ACKnowledge) afin que le reste des paquets puissent être émis. En cas de non

réception de ce dernier, il réémet le même paquet au bout d'un temps qui est déterminé de façon

aléatoire. Il est fait ici usage du théorème de Backoff exponentiel. Le principe consiste en cas de

collision détectée de modifier le nombre maximum (n) de manière exponentielle. Un nombre x est

alors tirée de façon aléatoire entre 0 et n. Ce nombre permet d'accéder au support au bout de x

durées de temps. La probabilité que deux stations aient le même nombre et par conséquent tentent

d'utiliser   le   support   même   temps   est   très   faible.   La   durée   de   temps   correspond   au   nombre

d'intervalle (slot) su'il doit attendre avant d'émettre. Un slot possède une durée déterminée appelée

Slot Time.

4 Les débits

Avant d'explicter plus avant les débits observés sur les réseaux CPL, il  est important de

distinguer ces réseaux en deux sous types à savoir, les réseaux “indoo r” e t “ outdoor” . 

– Les réseaux “ indoor”  : il s'agit des câbles situés après le compteur électrique, la

ligne surlaquelle tous les postes sont reliés entre eux. (débits 14 à 45 Mbits/s).

– Les réseaux “ outdoor”  : il s'agit des câbles situés entre le compteur électrique et le

transformateur général du quartier (débits 14 à 224 Mbits/s).

La vitesse de transmission a évoluée rapidement. En 1998, le débit théorique était de 0,4

Mbit/s,   il  est  passé  à  2Mbits/s  en 2001. Les débits changent  en fonction du matériel.  En effet,

certains fournisseurs affichent des débits de 45Mbits/s (Alterane) ou 224 Mbits/s (SpeedCom) en

utilisant la technologie FLIP (Flexible Powerline). Une spécification proposant 200 Mbits/s est en

cours d'élaboration par DS2 ( Société espagnole mettant au point des pucezs électroniques visant à

équiper les transformateurs).

Le successeur de la norme HomePlug 1.01 est le HomePlug AV (Audio Video) dont le but

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est de permettre la transmission de son et de vidéo par les réseaux CPL annonce des débits de l'odre

de 45 Mbits/s.

Cependant les dénits réellement observés dépendent de plusieurs critères :

– La distance entre la prise électrique et le transformateurs

– Le nombre d'utilisateurs connectés

– Le fait d'être en configuration “indoo r”  ou “ outdoor”

– Le nombre de récepteurs installés entre le transformateur et la prise 

– La charge du circuit électrique (plus la consommation électrique est importante

plus le débit diminue)

– Le type d'appareil utilisé

Ainsi les débits réellement observés sont situés entre 2 et 10 Mbits/s. A cela il faut rajouter

que du fait de la topologie en bus, la bande passante est partagée entre tous les utilisateurs connectés

sur le même réseau électrique. 

5 Les contraintes techniques

Bien que les CPL présentent un avantage non négligeable puisqu'il permet d'installer un

réseau informatique en utilisant la structure du réseau électrique et le courant électrique lui­même.

Cependant de nombreuses contraintes existent. 

Tout   d'abord,   la   longueur   du   câblage   ne   peut   excèder   800   mètres   en   réseau   de   type

“ outdoor”,  c'est à dire entre le transformateur général et le compteur. Cette partie de ligne peut aussi

être appelée boucle locale. Pour ce qui est de l'autre partie à savoir le réseau de type “ indoor” , la

longueur peut aller jusqu'à 300 mètres, c'est à dire que la longueur maximale entre les équipements

du réseau ne peux excéder cette distance (ex: distance compteur – PC ou PC ­ PC)

L'existence de  deux types de réseaux est dûe au fait que les informations qui transitent par

les CPL ne peuvent pas franchir les compteurs électriques, il existe donc une barrière “ physique”

dans ces réseaux. Les transformateurs sont également une barrière empechant la propagation du

réseau.

Il existe également une limite au niveau du nombre d'équipements pouvant être reliés sur le

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réseau, mais cette limite tant à s'accroître. En effet, la spécification HomePlug 1.01 limite à 15 le

nombre de points d'accès sur un réseau logique. Cependant certains constructeurs proposent des

équipements capable d'en gérer beaucoup plus (ex : Oxance propose un modèle capable de gérer

250 points  d'accès).  Le nombre d'utilisateur  en  “ indoor”  varie  aussi  celon  le  débit,   le  matériel

utilisé, le nombre de porteuses autorisées.

Afin   d'éviter   des   perturbations   entre   les   réseaux   “i ndoor”   et   “ outdoor” ,   certaines

spécifications indiquent d'utiliser les fréquences comprisent entre 1,5 Mhz et 10 Mhz en “ indoor”  et

de 10 Mhz à 30 Mhz en “ outdoor” .

Pour compenser le partage de bande passante entre  tous les utilisateurs connectés  sur  le

même segment électrique, il est possible de mettre en place des solutions de Qualité de Services

(QoS). Ainsi, il est possible de définir des débits minimum à  tous les utilisateurs du réseau par

exemple.

Comme nous l'avons vu un précédemment dans ce document, la spécification HomePlug

1.01 permet un cryptage DES 56 bits. Le D.E.S. (Data Encryption Standard, c’ est­à­dire Standard

de Chiffrement de Données) est  un standard mondial depuis plus de 15 ans. A l'heure actuelle,

seules des clés supérieures ou égales à  512 bits sont absolument sûres. Toutefois, même si des

documents chiffrés avec DES sont en principe décryptables, cette opération n'est pas à la portée du

premier venu... Cependant plusieurs problèmes découlent de l'utilisation de ce cryptage. En premier

lieu, son utilisation va entraîner une diminution du débit. D'autre part, le cryptage s'arrête au niveau

de la sortie de l'équipement, c'est à dire que les données transitant par le câble ethernet ou USB

(Universal Serial Bus) ne sont plus cryptées.

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6 Mise en place

Comme nous l'avons vu précedemment dans le document, il existe deux niveaux à prendre

en considération dans les réseaux CPL, il s'agit des niveaux “ indoor”  et “ outdoor” . Il est bon de

préciser que chacune de ces deux parties peux fonctionner l'une sans l'autre ; c'est à dire qu'il est

possible   d'avoir   un   réseau   CPL   “ indoor”   sans   qu'il  y   est   pour   autant   un   accès   “o utdoor”   et

réciproquement.

Le niveau appelé “ outdoor”  (extérieur) qui correspond à la partie qui se situe en amont du

compteur électrique. On parle souvent de mise en place d” une boucle locale ou dernier kilomètre

(last mile). Cette boucle relie les différentes habitations ou lieux où l'on veut mettre en place une

solution CPL. Cette partie est gérée par le fournisseur d'accès.

Le niveau appelé “ indoor”  (intérieur) qui correspond à l'habitation ou le lieu dans lequel le

CPL est utilisé. Cet endroit se situe en aval du compteur électrique. C'est l'utilisateur qui le met en

place, sauf si un appareil doit être installé sur le compteur électrique. Par contre, les adaptateurs

installés sur les prises, les ponts, le routeur... sont à la charge de l'utilisateur final.

Du fait de ce découpage, un certain nombre de matériels vont être nécessaires pour relier les

lieux en extérieur  et   les  matériels  en  intérieur  pour  que  tout  cela puisse  communiquer.  Si   l'on

souhaite étendre le réseau en donnant l'accès à des réseaux plus globaux tels qu'Internet, il n'est pas

possible d'utiliser l'ensemble du réseau électrique pour cela. Le point d'entrée global, à savoir le

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transformateur ou la station électrique de quartier ne peut être réaliser en CPL, car il s'agit d'une

partie haute tension ; or, les réseaux CPL ne peuvent fonctionner que sur des basses et moyennes

tensions. On peut en revanche alimenter le point d'entrée par une ou plusieurs fibres optiques. Des

expérimentation  ont   utilisé   les   câbles  hautes   tension  comme support   aux   fibres   optiques   ;   ces

dernières étant enroulées directement sur le câble. Le choix de la fibre optique est dû au fait que

cette   technologie   permet   de   parcourir   des   distances   plus   grandes,   mais   aussi   que   les   rayons

lumineux qui y transitent ne sont pas perturbés par les ondes életromagnétiques engendrées par le

courant.

Pour ce qui concerne la partie “indoo r”,  il existe de nombreuses possibilités techniques. Il

est possible d'avoir un réseau composé uniquement d'une structure utilisant les réseaux CPL, soit

mixte. Il est alors possible d'associer au réseau CPL, des équipements ethernet classiques (tels que

des   switch,  des   routeurs,  des  modems,  des  bornes  d'accès  wifi..)   tout   en  ne  dépassant  pas   les

limitations concernant le nombre d'utilisateurs et/ou de matériels connectés .

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III.Enjeux

Le développement récent de la technologie CPL (CPL connue également sous le nom de

BPL­Broadband Powerline ou PLC Powerline Communications) conduit à penser que ce type de

réseau peut occuper une place prépondérante dans de nombreux domaines tels que l'offre d'accès à

Internet,   les services aux entreprises, aux collectivités...  Néanmoins le marché  des CPL manque

toujours de transparence en raison de la différence des approches et des positionnements sans parler

des contextes et des conditions de déploiement variés de la technologie CPL.

1 Etats du marché mondial

L'implentation de la technologie CPL varie beaucoup d'un pays à l'autre. Tout dépend de la

volonté des états et des moyens disponibles. Voici ci­après un panel mondial de l'état des CPL.

L'Allemagne est un des pays les plus avancé dans cette technologie. Il existe en effet un fort

potentiel,  mais peu d'abonnés réels (environ 5000). La concurrence des distributeurs d'électricité

pousse ces derniers à l'innovation technique. Enfin la mise en place d'une régelementation (NB 30

en mars 2001) qui fixe les modalités d'utilisation des CPL en Allemagne.

Le développement   aux  Etats  Unis  est   stagnant  du   fait  d'un conflit   avec   l'ARRL (Radio

amateurs : 200 000 licences au total) qui se plaind des perturbations occasionnées par les CPL sur

les transmissions radio.De ce fait la FCC (Federal Communications Commission) a lancé une vaste

consultation   ayant   abouti,   en   février   2004,   à   l'élaboration   d'un  document   proposant   un   cadre

réglementaire régissant en partie les CPL. Les systèmes CPL doivent respecter le chapitre 15 des

règles établies par la FCC : l'ensemble des services utilisant des fréquences ne nécessitant pas de

licence sont soumis à des règles précises en matière d'émission et d'interférences. 

Le   Japon  pour   sa  part   ne  voit   pas   l'intérêt   de   cette   tecnologie   et  ne  pousse  pas  à   son

développement.

Pour ce qui est de la France, le gouvernement et EDF ont un rôle prépondérant pour pousser

au développement de cette tecnhologie. Le problème actuel vient du statut d'EDF qui est cantonné à

une activité  de production d'électricité  et  non d'opérateur de télecommunication  ;   il  s'agit  d'une

clause de spécialité qui n'est modifiable que par l'Etat. En France, les collectivités territoriales sont

appelées à définir et mettre en œ uvre des activités aptes à dynamiser le marché des télécoms, leur

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champ d’ action va probablement pouvoir  s’ étendre comme le   laisse entendre le  dernier CIADT

(Comité Interministériel sur l’Amé nagement du Territoire). La capillarité du réseau électrique CPL

sur   l’e nsemble  du   territoire   national  présente   un   atout  évident.  Les  CPL   sont  une  plate­forme

particulièrement flexible, qui peut se déployer suivant les cibles visées, par « grappes » (au niveau

d’un  transformateur) et en complément avec d’a utres infrastructures telles que les satellites, la fibre

optique et pourquoi pas le réseau câblé, le RTE, ... De plus, les CPL permettent d’ utiliser les réseaux

intra­bâtiments, de nombreuses installations commerciales (collèges, hôtels) apportent la preuve de

la maturité technique des réseaux domotiques CPL.

Certaines collectivités locales ont reconnu que l’ heure n’e st plus aux tests purement technologiques,

mais bien que ceux­ci permettent de définir les business modèles à dériver des CPL. Le SIPPEREC

a mis en place une expérimentation sur la ville de Courbevoie avec les partenaires Tele 2 (FAI) et

EdF(expertise technique des CPL). Le Conseil Général de la Manche équipe ses collèges en CPL.

Le   Conseil   Régional   d’A quitaine   a   mandaté   bmp   TC   pour   mettre   en   place   des   plates­formes

expérimentales CPL avec un concept de complémentarité satellite et WiFi sur une zone rurale. Il

existe en France près d’ une demi­douzaine de projets pilotes qui pour certains sont menés depuis

deux bonnes années. L’ appel à projets sur les CPL du CIADT permettra de valider des concepts et

business modèles variés et ainsi de dynamiser le déploiement des CPL en tant que plate forme pour

les acteurs télécoms. 

Les CPL joueront un rôle certain dans les réflexions NTIC des collectivités locales. Il ressort

des nombreux projets Haut Débit que les consultants de bmp TC mènent depuis 1993 que les CPLs

seront un apport indéniable au paysage NTIC.

En ce qui concerne le reste du monde, il est possible d'affirmer qu'il existe un réel potentiel

pour cette technologie dans des pays comme l'Inde ou encore la Chine où l'électricité concerne 5

fois plus de personnes que le téléphone.

2 Atouts et faiblesses du CPL

Utiliser   le   réseau  électrique  pour   transporter  des  données  dispense  de  câbler   les   locaux

concernés. La facilité de l'installation ainsi que le prix réduit du déploiement d'un tel réseau sont

aussi des atouts en sa faveur.

En matière de qualité de service, le PowerPacket, technologie surlaquelle est basée le Home

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Plug, adapte les taux et le temps de transmission en forçant la segmentation des trames qui excèdent

une certaine durée pour offrir la meilleure qualité de service (QoS).

Le mécanisme de  sécurité   crée  un   réseau   logique  où   chaque station  partage  une  clé  de

cryptage commune à un même groupe. Chaque trame est codée par l'algorithme DES 56 bits. Ainsi

en  utilisant  plusieurs   clés  différentes,   on  peut   réaliser  plusieurs   réseaux   logiques   sécurisés  par

cryptage.

Cependant   cette   technologie   ne   présente   pas   que   des   avantages.   En   l'état   actuel   de   la

technologie, l'usage d'un réseau CPL en entreprise ne peut être que limité à certaines situations. Le

débit de la norme HomePlug, 14 Mbits/s en théorie, mais plutôt 6 Mbits/s en pratique, la disqualifie

pour un réseau d'entreprise, à moins que celle­ci ne soit de petite taille et n'aient que des besoins

limités. Dans certaines entreprises, le CPL peut permettre à un petit nombre d'utilisateur de partager

une connexion Internet en complément d'un réseau traditionnel. En outre une incertitude plane sur le

standard Home Plug. Rien ne garantit sa pérennité, même pas le futut HomePlug AV prévut pour

2005. Des concurrents arrivent comme le DS2 qui propose une technologie atteignant 45 Mbits/s ou

le Spidcom avec un débit de 80 Mbits/s.

Le courant porteur évolue dans un environnement perturbé. Les perturbations peuvent avoir

des   causes   multiples.   Les   bruits,   ou   fréquences   parasites,   induits   par   l'utilisation   d'appareils

électriques sont une cause majeure de perte de données transitant sur le réseau. Les alimentations à

découpage (transformateur domestique permettant d'obtenir du courant continu. Exemple : chargeur

de téléphone...) sont également de gros émetteurs de parasites. 

3 Comparaison avec d'autres technologies

Au delà   de   la   simple  utilisation  des  CPL  comme  infrastructure  d'un LAN (Local  Area

Network),   cette   technologie   peut   être   utilisée   en   complément   ou   en   concurrence   d'autres

technologies   notamment   dans   l'accès   Internet.  Nous   allons  donc   comparer   les  CPL  aux   autres

technologies telles que le Wi­Fi (réseaux sans fil), l'ADSL.

Pour ce qui est des réseaux Wi­Fi,  leur installation est identique aux CPL pour la partie

“ indoor”.  Il  est possible de mutualiser un accès Wi­Fi comparable au principe de BLE (Boucle

Locale Electrique).

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Points d'accès Cartes/Modems Portée “indoor” Débit théoriquepartagé

Wi­Fi 130 – 150 € 50 – 80 € 20 – 40 m 11 Mbits/s

CPL 130 – 450 € 100 – 120 € 100 m 14 Mbits/s

Ces   deux   technologies   s'appliquent   au   même   secteur   de   marché   (complémentaires   ou

concurrents suivant l'environnement technique) et ont des performances comparables.

Avantages Inconvénients

Wi­Fi Pas d'interférence avec les radioamateurs

Prix

Norme

Disponibilité

Interférence entre différentsréseaux Wi­Fi

Problèmes de portée dans lesbâtiments

CPL Déploiement facile Normalisation en cours

Interférence avec les radioamateurs

Comparatif de technologie

Pour  ce  qui  concerne   l'ADSL, on  peut  dire  que   les  CPL s'adressent  aux  mêmes  clients

potentiels qu'il s'agisse des particuliers ou des entreprises ; les services offerts sont identiques. Pour

les collectivités, il s'agit d'une véritable alternative à l'ADSL. L'implentation de ces technologies

soulève les même problème à la ville comme à la campagne, à la différence que les CPL ont un

avantage de distance en campagne.

Abonnement mensuel Débit montant moyen Débit descendantmoyen

ADSL dégroupé 30 € pour 2Mbits/sthéoriques

30­40 ko/s 200­250 ko/s

ADSL non dégroupé 30 € pour 512 kbits/s 15­20 ko/s 50­60 ko/s

CPL En test 8­12 ko/s 40­50 ko/s

Comparatif des coûts et débits disponibles

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Avantages Inconvénients

ADSL Bien implanté

Offre variée

Portée efficace : 4 km

Le propriétaire de la BoucleLocale est concurrent des autres

utilisateurs

CPL Couverture du réseau électrique Normalisation en cours

Interférences

Portée pratique de 300 m

Comparatif des technologies

La place des CPL dans les différents marchés varie en fonction des technologies utilisées.

Comme le montre le graphique ci­après, on remarque que tout dépend des technologies, du lieu

d'application. Les CPL ont l'avantage de couvrir différent besoins et se porter soit en technologie

concurentielle, soit complémentaire.

Place du CPL dans les diffrents marchés (source BMP Telecommunication Consultants sept 2002 )

Le   positionnement   des   différentes   catégories   d'acteurs   sur   la   chaîne   de   valeur   CPL   va

nécessairement   dépendre   des   perspectives   d'évolution   de   cette   technologie.   Il   s'agit   ici

essentiellement de mettre en avant le potentiel des CPL sur les marchés du haut débit. L'un des

principaux   atouts   des   CPL   réside   dans   leur   positionnement   multiple   :   concrètement,   les   CPL

peuvent être utilisés comme solution de collecte (utilisation des réseaux moyenne tension comme

backbone) ou de desserte locale (notion de boucle locale électrique). En fonction de la densité de la

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zone desservie,   les  CPL se positionneront  alors  comme une solution alternative d'envergure ou

comme une technologie de niche :

Globalement, en  zone très ou moyennement dense  (centre ville ou zone péri­urbaine), les

CPL se situent  en concurrence   frontale  avec d'autres   technologies  d'accès,   filaires  ou non.  Les

acteurs, opérateurs télécoms, fournisseurs d'accès Internet ou fournisseurs d'énergie, doivent alors

mettre en place une solution particulièrement compétitive pour imposer les CPL outdoor sur un

marché déjà fortement préempté par l'ADSL. Le succès des CPL pourrait alors plutôt reposer sur les

solutions indoor et la mise en place de réseaux locaux.

En zone de faible densité de population (zone rurale), les CPL peuvent jouer un rôle majeur

dans le développement de la société de l'information. En effet, on peut s'appuyer aussi bien sur le

réseau moyenne tension pour la collecte du trafic Internet que sur le réseau basse tension pour la

desserte   locale   vers   les   utilisateurs   finaux.   Les   CPL   se   positionnent   alors   comme   tout   à   fait

complémentaires avec les technologies les plus répandues pour améliorer la desserte en haut débit

des   populations.   Mais   ils   se   trouvent   également   dans   ce   cas   en   concurrence   directe   avec   les

technologies sans­fil, satellite, Wi­Fi ou Wimax, dont la normalisation est en cours..

Prix de revient des accès haut débit CPL et ADSL en fonction du nombre d'abonnés

(en zone péri­urbaine)

source Idate

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4 Positionnement sur le marché

Soulignons   qu’e n   France,   les   communes   et   communautés   de   communes   sont   bien

propriétaires   des   réseaux   d’ énergie   de   moyenne   et   de   basse   tension.   A   travers   les   CPL   (en

association avec d’ autres technologies NTIC) les collectivités territoriales peuvent jouer leur rôle de

promouvoir l’a ppropriation des nouvelles technologies de l’ information, l’a ccès à internet de tous

les citoyens et entreprises, et enfin la mise en œuv re de services de proximité interactifs.

En effet, les infrastructures CPL sont réellement compétitives, et tiennent la comparaison avec la

technologie   et   les   offres   prédominantes   se   basant   sur   l’ADSL   (et   sur   le   réseau   câblé).   Les

expériences que l’ on peut tirer des activités internationales en la matière le démontrent. Il existe

environ 15 000 clients CPL connectés, et environ une douzaine d’ acteurs qui commercialisent les

CPL, certains depuis mi­2001. 

L’All emagne fait ici figure de pays pionnier, en effet les entreprises d’ énergie en Allemagne

(elles sont nombreuses : environ un millier) ont poursuivi des activités de télécommunications dès

la libéralisation du marché  des  télécoms et  se sont  intéressées rapidement aux CPLs. Le forum

international des CPL (PLCforum :  www.plcforum.org) est  issu de la première organisation qui

regroupait essentiellement des acteurs du marché allemand lors de sa création en 1997. 

A ce jour l’on  dénombre une bonne dizaine de commercialisations en Allemagne, les plus

significatives   sont   celles  de  Mannheim   (350  000  habitants)   et   de  Ellwangen   (7500  habitants).

L’ électricien local de Mannheim (MVV) en partenariat avec l’op érateur local a débuté  mi 2001

avec une offre CPL Internet haut débit comparable à celles de Deutsche Telekom se basant sur la

technologie  ADSL qui  cependant   a  été   limitée  à   environ  12% de  la  population de  Mannheim

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jusqu’ au printemps 2000. Le succès commercial selon MVV un taux de pénétration de 15% a été

atteint au bout de six mois de commercialisation a incité l’ opérateur à déployer massivement les

CPL sur toute la ville de Mannheim. A ce jour, environ 40 % de la ville peut bénéficier des offres

CPL, environ 5 000 clients sont connectés. Les offres CPL s’a dressent depuis peu aux entreprises et

ont une qualité de service adaptée aux exigences des professionnels. A Ellwangen, EnBW, filiale

d’EdF  et électricien régional, les clients CPL sont un bon millier, et selon EnBW les connexions

CPL ont dépassé les connexions ADSL sur cette ville.

D’ autres pays (Suisse, Autriche, Espagne, Suède, Grande Bretagne...) connaissent des (pré)

commercialisations similaires. Certaines d’ entre elles démontrent l’ adéquation des CPLs dans des

zones rurales. Un exemple est celui de l'acteur régional TIWAG situé dans la zone rurale des vallées

du Tyrol qui est un des pionniers et arrive à connecter en total un taux de pénétration moyen de

18% sur une population de 4.000 foyers.   Une première expérimentation a été  menée par South

Scottisch   Electricity   en   Ecosse   où   le   doublet   « satellite   et   CPL »   permettra   de   desservir   la

population particulièrement disséminée dans cette région.

5 Enjeux pour les acteurs du développement des CPL

Les perspectives d'évolution sont très différentes suivant que l'on considère les CPL indoor

ou outdoor. Dans le cas du CPL Indoor, il s'agit d'une solution de mise en place de réseaux locaux,

qui peut concurrencer les solutions Ethernet ou Wi­Fi. Le développement d'applications innovantes,

telles que les offres "triple play", la télé­surveillance, l'automatisation industrielle, la domotique,

etc, va s'accélérer et se confronter rapidement à la disponibilité de technologies adaptées. Les CPL

présentent   des   avantages   certains   face  à   d'autres   technologies   :   débits   symétriques,   rapidité   et

simplicité de mise en œuv re, notion de mobilité à l'intérieur du bâtiment,…  Mais le principal atout

est sans conteste l'utilisation d'un câblage unique pour la fourniture d'énergie et la transmission de

données. Le réseau électrique est donc la seule infrastructure à même de fournir une offre que l'on

pourrait qualifier de "quadruple play", combinant énergie, téléphonie, accès Internet et télévision.

Dans le cas du CPL outdoor, la problématique est différente. Il ne s'agit plus là seulement de

fournir une solution interne aux bâtiments, mais de mettre en place une solution permettant à la fois

d'améliorer la capillarité globale des réseaux télécoms et la desserte locale vers l'utilisateur final.

Dans ce contexte, le positionnement des acteurs impliqués est particulièrement important :

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Pour les groupes d'énergie, il s'agit de trouver un relais de croissance à l'heure de la

libéralisation de leur secteur d'activité principal. L'enjeu est de taille et beaucoup d'électriciens se

sont penchés sur la question, ce qui se traduit par un nombre croissant d'expérimentations à travers

le monde. Diverses possibilités s'offrent à ces groupes qui peuvent, par analogie avec le secteur des

télécommunications, avoir un rôle de fournisseur d'infrastructure passive, d'opérateurs ou

d'opérateur de services auprès des utilisateurs finaux.

Pour les opérateurs de télécommunications, l'enjeu lié à la boucle locale pour la fourniture

d'accès haut débit est le principal moteur d'implication dans les CPL. En effet, et bien que le

dégroupage commence à s'accélérer, cette technologie est pour eux un nouveau moyen de

s'affranchir de l'opérateur de télécommunications historique. Cela est d'ailleurs également vrai pour

les utilisateurs finaux, comme le montre le succès des offres CPL commercialisées en Espagne, où

le tarif relativement élevé de l'accès via ADSL pousse les clients à se tourner vers les autres

solutions d'accès haut débit à leur disposition.

Les FAI enfin peuvent jouer un rôle majeur dans le développement des CPL, car ils sont

d'ores et déjà en relation directe avec les utilisateurs finaux auxquels ils fournissent des solutions et

services adaptés aux besoins. A noter que les FAI sont également très bien positionnés pour

favoriser le développement des CPL en mode indoor, en proposant par exemple la

commercialisation d'offres packagées, incluant, à l'instar du Wi­Fi, accès ADSL et adaptateurs CPL.

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IV.Offre1 Les prestataires

Les acteurs sont nombreux (une quarantaine à peu près), il n'est pas aisé de s'y retrouver entre les

différentes entités. 

Pour une meilleure compréhension de l'état du marché, nous allons présenter cet état en

partant des différentes solutions existantes, et en précisant les intégrateurs, puis les prestataires. 

La liste des prestataires s'étant considérablement allongée depuis le début de cette étude sur

les CPL, nous n'indiquerons ici que les principaux. 

Il faut savoir aussi que certaines collectivités locales travaillent directement avec les intégrateurs. 

  

• les solutions technologiques : 

• consortium Homeplug, solution à 14 Mb/s 

• DS2, solution à 45 Mb/s 

• MainNet, solution à 2 Mb/s 

• Itran, solution à 2 Mb/s 

• Léa 

• Spidcom, solution à 100 Mb/s, pas encore intégrée à ce jour 

  

• fabricants de chipset autour de ces solutions 

• Intellon, solution Homeplug 

• Les autres chipsets sont proposés sous le nom des sociétés qui ont édité les solutions 

  

• intégrateurs qui fabriquent les boîtiers autour des chipsets (solutions) choisis. 

• Defidev (Fr.), Schneider Electric Powerline Communication (ex Ilevo) , Adomis,

EBA(US) : solution DS2 

• Oxance (Fr.), Elcon (All.), Zeus modem, Phonex, Corinex, etc…  : solution

Homeplug 

• AZ Design (Fr.) : solution Itran 

• Léa et MainNet proposent pour le moment leurs propres boîtiers, cependant Léa

utilise pour les premiers produits commercialisés le chipset Homeplug. 

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• prestataires de services d'expertise et d'installation des solutions (liste non exhaustive) 

• Alterlane 

• Defidev 

• Edev Technologies (EDF) 

2 Les matériels

De   nombreux   adaptateurs   fabriqués   autour   de   la   solution   Homeplug   sont   à   présents

disponibles en grande surface.   

Les intégrateurs de la solution DS2, quant à eux, ciblent avant tout le marché de l'outdoor,

donc ciblent avant tout le marché des professionnels.   

Il est intéressant de noter ici que la société Oxance, une des premières en France à  avoir

proposé  l'adaptateur Homeplug, est fortement impliquée dans la recherche de nouveaux produits

CPL   notamment   pour   les   professionnels :   produits   avec   cryptages   supplémentaires,   réelle

supervision de réseau via SNMP toutes versions, statistiques, gestion de bande passante, etc… 

Oxance   s'intéresse   également   aux   problèmes   de   couplage   au   réseau   électrique,   en   proposant

notamment un coupleur pour réseau triphasé. 

Terminons   cet  état   des   lieux  des   produits   par   le   produit   proposé   par  Packard  Bell :   la

MédiaTV qui permet de raccorder sa télé au réseau CPL : qui n'en a pas rêvé en voyant ses câbles

courir dans le salon de l'ordinateur à la télé pour regarder les photos ou autres films ! 

3 Offres d'accès actuelles

  

Pour le moment, en France la majorité des installations sont seulement au stade expérimental, les

prestataires   travaillant   en   collaboration   avec   EDF   R&D   ou   la   RSEIPC.   Cependant,   certaines

sociétés proposent depuis quelques mois des prestations comprenant audit puis intégration de réseau

CPL   pour   les   PME,   TPE,   Hôtels,   Collèges   et   Lycées.  Des   offres   couplées   Sat­CPL   viennent

également d'être publiées. 

Les CPL peuvent également être utilisé pour fournir des accès Internet. En effet des débits

qui peuvent atteindre 45 Mb/s partagés au niveau du transformateur basse tension (qui dessert en

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énergie électrique environ 150­250 utilisateurs) permettent de mettre en place des services internet

haut­débit   compétitifs.   Les   consultants   de   bmp   TELECOMMUNICATIONS   CONSULTANTS

(bmp TC) sont engagés dans le marché du Haut Débit et plus particulièrement des CPL et travaillent

dans différents pays d’ Europe, d’As ie et d’ Amérique Latine sur ce sujet. bmp TC  recense ainsi une

bonne   quarantaine   d’ équipementiers,   certains   d’ envergure   mondiale.   Les   équipements

commercialisés atteignent aujourd’hui  des commandes à volume considérable de plusieurs dizaines

de milliers qui se répercutent sur les coûts avec des réductions non négligeables. C’ est sur cette base

que certains acteurs dans des pays avant tout européens ont réalisé des commercialisations. 

Les CPL peuvent donc représenter des opportunités réelles et jouer un rôle non négligeable

dans les activités et réflexions des collectivités territoriales sur le développement de la société de

l’ information et la fracture numérique. Le CIADT (Comité Interministériel sur l’ Aménagement du

Territoire) du 13 décembre 2002 d’ ailleurs a reconnu les enjeux liés aux technologies des CPLs et

vient d’é mettre un de ses appels à projets sur les Courants Porteurs en Ligne.

V.Conclusion

Comme nous l'avons vu tout au long de ce document, les CPL sont une technologie récente,

en plein essort. Cependant son extension pourrait bien être ralentie par l'absence de normes et de

standards internationaux qui pénalise l'industriaisation de cette technique. Les sociétés d'énergie ont

un rôle important à jouer, car ce sont elles qui possèdent une partie de l'infrastructure du réseau

électrique et sans une volonté de leur part, la progression des CPL pourrait être compromise. Leur

rôle devra être clairement définit suivant trois axes soit en tant que simple fournisseur de support,

soit en tant que fournisseur d'accès, soit les deux. 

Pour les entreprises et les collectivités locales, le CPL constitue une alternative crédible pour

résoudre les problèmes d'accès Internet du dernier kilomètre et  pour permettre des solutions de

câblage intersite.

Tout ceci soulève une question :  La technologie CPL restera­t­elle une technologie de niche ou

pourra­t­elle bousculer  significativement   les  marchés  existants,  notamment  celui  de  l'accès  haut

débit ?

23

Bibliographie–  La transmission de données sur courant porteur s'étoffe, 01 Réseaux, N°140 / Juin 2004

– Haute tension et fibre optique : un mariage d'avenir ?,  01 Réseaux, N°131 / Septembre

2003

– L'accès haut débit par CPL : entre réalisme et optimisme, http://vlan.org , 01/2004

– Compte   rendu   de   la   réunion   FING   –  Collectivités   territoriales,  http://www.fing.org,

02/2003

– White paper Power Packet Primer, http://www.intellon.com

– Les courants porteurs en ligne, Setec telecom http://www.telecom.setec.fr , 01/2004

– CPL L'essentiel qu'il faut savoir, Di Gallo Frédéric http://f   digallo   .online.fr/cours/   cpl   .pdf    

– Le courant Porteur en ligne, http://www.jacquenod.cicrp.jussieu.fr/jacqueno/Web/Cpl/ 

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Acteurs majeurs impliqués dans le développementdes CPL

 Equipementier,

constructeur, intégrateurFournisseur d'énergie Opérateur télécoms

ADP Télécom     XAlterlane X    

Amperion X    

Ascom X    

Cegetel     XDéfidev X    

DS2 X    

Easyplug X    

EDEV CPLTechnologies/EDF

  X  

EnBW   X  

Endesa / Endesa NetFactory

  X  

Iberdrola   X  

Intellon X    

LEA X    

Main.net Group X    

MVV Energie   X  

Oxance X    

Power PLUSCommunications

X    

Sagem X    

Schneider Electric X    

Spidcom Technologies X    Source : IDATE

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