En termes simples, le CPL permet d'avoir "une ligne, deux fonctions", c'est-à-dire de fournir à la fois de l'énergie et des données sur le même câblage électrique. Le CPL est donc une solution de communication rentable et largement déployée pour les applications de réseaux intelligents, en particulier dans les communautés résidentielles.

1. Concept de base : Une ligne, deux fonctions

Un compteur traditionnel ne mesure que la consommation d'électricité, ce qui oblige les techniciens à collecter les relevés manuellement.

Un compteur électrique CPL, en revanche, intègre un module de communication qui permet au compteur d'envoyer et de recevoir des données par l'intermédiaire de la ligne électrique sous tension.

Cette innovation élimine la nécessité d'un câblage supplémentaire et simplifie considérablement le déploiement.

2. Composants du système

Un système de comptage CPL typique se compose de trois éléments principaux :

(1) Compteur d'électricité CPL (dispositif terminal)

Installé dans les locaux de l'utilisateur, il sert à la fois de dispositif de mesure de l'énergie et de nœud de communication, chargé d'acquérir des données telles que la tension, le courant et la consommation, et de les envoyer par l'intermédiaire de la ligne électrique.

(2) Réseau de lignes électriques (support de communication)

Le même réseau basse tension - lignes 220V/380V - du transformateur à chaque foyer sert de canal de communication physique.

(3) Concentrateur de données

Installé près du transformateur de distribution, généralement au niveau du quartier.

Il collecte les données de tous les compteurs CPL dans la même zone de transformateur et télécharge les informations vers le centre de données de la compagnie via la 4G, la fibre optique ou Ethernet.

3. Comment fonctionne la communication CPL : Étape par étape

Le flux de travail technique du CPL peut être résumé comme suit :

Modulation → Couplage → Transmission → Démodulation

Étape 1 : Modulation des données - Codage des informations sur une porteuse haute fréquence

Le microprocesseur du compteur convertit les relevés en signaux numériques (0 et 1).

Comme les signaux numériques bruts ne peuvent pas circuler dans des environnements électriques bruyants, le compteur utilise une porteuse à haute fréquence (des dizaines à des centaines de kHz) pour transporter les données.

Les méthodes de modulation les plus courantes sont les suivantes

FSK (Frequency Shift Keying)

PSK (modulation par déphasage)

OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence)

Exemple :

En FSK, 120 kHz peuvent représenter "1" et 132 kHz représentent "0".

Étape 2 : Couplage des signaux - Injection de signaux haute fréquence dans la ligne électrique

Le signal modulé est amplifié et injecté dans la ligne électrique à l'aide d'un circuit de couplage :

les signaux haute fréquence pénètrent en douceur dans la ligne électrique

le courant électrique de 50 Hz n'interfère pas avec le module de communication.

À ce stade, la ligne transporte

le courant de 50 Hz (fort, basse fréquence)

les signaux de communication PLC haute fréquence (faibles, haute fréquence).

Les deux signaux coexistent sans interférer l'un avec l'autre.

Étape 3 : Transmission - Traverser un environnement électrique bruyant

C'est la partie la plus difficile de la communication CPL.

Le réseau basse tension est un environnement difficile et dynamique :

Les appareils ménagers créent des bruits impulsifs

Les branches de la ligne provoquent une atténuation du signal

Les variations de charge entraînent des déséquilibres d'impédance.

Les longues distances affaiblissent la force du signal.

Pour y remédier, les compteurs CPL modernes utilisent des technologies avancées telles que l'OFDM, la correction d'erreur directe et la modulation adaptative afin d'améliorer la stabilité et la fiabilité.

Étape 4 : Réception et démodulation - Récupération des données d'origine

Le concentrateur surveille en permanence la ligne électrique.

Par couplage, filtrage et amplification, il extrait les signaux CPL haute fréquence de l'environnement bruyant.

Le démodulateur analyse les changements de fréquence ou de phase de la porteuse, convertit le signal sous forme numérique et rétablit les données de consommation d'origine.

4. Avantages et limites de la technologie CPL

Avantages

Aucun câblage supplémentaire n'est nécessaire

Faible coût de construction

Large couverture dans la zone du transformateur

Déploiement simple et rapide

Limites

Sensible au bruit électrique

Ne peut pas passer facilement à travers les transformateurs (un concentrateur par zone de transformateur)

Débit de données inférieur à celui des technologies sans fil

Conclusion

Le comptage CPL est essentiellement une application classique de la technologie de communication par modulation et démodulation dans le secteur de l'électricité.

En "piggybackant" les données sur les lignes électriques existantes, le PLC permet une communication à faible coût et à large couverture sans infrastructure supplémentaire.

Bien que l'environnement électrique présente des défis, les technologies modernes, telles que l'OFDM et la correction améliorée des erreurs, ont considérablement amélioré sa stabilité et sa fiabilité.

Aujourd'hui, les compteurs CPL restent l'une des solutions les plus rentables et les plus pratiques pour le déploiement d'un réseau intelligent, en particulier dans les zones résidentielles densément peuplées.