[EDITION ABONNES] Si, dans l’imaginaire collectif,  les technologies sans fil apparaissent comme la solution naturelle pour connecter des objets divers et variés fonctionnant sur piles ou batteries, le câblage électrique - qui sert à alimenter bon nombre d’équipements fixes - peut aussi servir de support de transmission de données à plus ou moins haut débit dans le cadre d'applications de l'Internet des objets. L’IEEE y a pensé et compte publier en 2019 une norme ad hoc, estampillée IoTPLC (Standard for Internet of Things Powerline Communication). ...

Depuis la fin 2017, l’IEEE travaille officiellement sur une norme pour transmissions large bande sur fils électriques selon le procédé CPL (Courants porteurs en ligne) et applicable aux applications de l’Internet des objets. Cette future norme, dite IoTPLC, portera le label IEEE 1901.3 et spécifiera des couches PHY (Physical) et MAC (Media Access Control) reposant sur une modulation multiporteuse OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) par paquets d’ondelettes (Wavelet OFDM).

Au-delà, le standard, qui compte tirer profit de fréquences situées en-dessous des 100 MHz, définira différents modes de fonctionnement. Selon l’IEEE, au fur et à mesure de l’explosion du marché des applications IoT, les besoins en termes de communication deviennent en effet de plus en plus divers. Si certaines d’entre elles nécessitent un débit très élevé (les applications de vidéosurveillance par exemple qui peuvent ponctuellement exiger des transmissions de flux vidéo 4K/8K), d’autres, notamment dans les domaines de la ville ou du bâtiment intelligents, de la gestion d’énergie ou de l’éclairage connecté, sont surtout en quête de longues portées. Les différents modes définis par la future norme ont justement vocation à satisfaire cette diversité de besoins. A noter aussi que la norme IoTPLC pourra être utilisée sur n’importe quel support de transmission filaire comme bien évidemment les fils de distribution d’électricité mais aussi les câbles coaxiaux.

Une étape majeure vers l’édification d’un projet stabilisé de norme d’ici à la fin 2018 a été franchie il y a peu. Le groupe de travail P1901.3 de l’IEEE a retenu la technologie HD-PLC de 4e génération de Panasonic comme référence technique et document de travail dûment approuvé. Cette référence technique s’appuie, pour le mode standard, sur la technologie qui a déjà été adoptée au sein du standard IEEE 1901 publié en 2010 (et qui utilise la modulation Wavelet OFDM de Panasonic), mais elle inclut une nouvelle fonctionnalité qui élargit ou réduit la bande passante de communication par un facteur deux ou quatre (2x, 4x, 1/2x, 1/4x).

Avant d’aller plus loin, sans doute est-il bon de rappeler que l’IEEE a déjà publié deux normes applicables aux transmissions CPL. La plus ancienne, l’IEEE 1901, a été bouclée en décembre 2010 et s’applique aux communications à large bande sur câblage électrique. Exploitant des bandes de fréquence inférieures à 100 MHz, elle permet de véhiculer des débits bruts de 500 Mbit/s en environnement résidentiel (pour la diffusion d’un, voire plusieurs, flux TVHD entre les différentes prises secteur des lieux d’habitation par exemple) et peut virtuellement être mise en œuvre dans des terminaux d’accès large bande capables de communiquer sur les lignes de distribution d’électricité jusqu’à une distance de 1500 mètres. La spécification IEEE 1901 définit en fait deux couches physiques, l’une bâtie sur une modulation FFT OFDM, inspirée du standard HomePlug AV, et l’autre sur (déjà) une modulation Wavelet OFDM, dérivée de la technologie HD-PLC de Panasonic.

Publiée en décembre 2013, la norme IEEE 1901.2, quant à elle, s’applique aux transmissions CPL à bande étroite dans le cadre d’applications du smart grid. Reposant sur une modulation multiporteuse OFDM et exploitant des bandes de fréquence inférieures à 500 kHz, elle stipule un débit maximum de 300 kbit/s. Le champ d’application de la norme 1901.2 couvre à la fois la connexion des compteurs électriques communicants au smart grid, les échanges entre les véhicules électriques et les bornes de recharge, et divers scénarios de contrôle/commande en environnement réseau résidentiel.

Pour en revenir à la future norme IEEE 1901.3, le mode 2x, selon Panasonic, permet d’atteindre un débit théorique de 500 Mbit/s (au niveau de la couche physique), tandis que le mode 4x – qui requiert des câbles coaxiaux ou d'autres câblages spécialisés – laisse espérer des débits maximums théoriques de 1 Gbit/s. La diminution de la largeur de la bande, quant à elle, réduit la vitesse de communication, mais, en concentrant l'énergie dans une bande de fréquence plus étroite, garantit une portée prolongée jusqu'à deux fois plus longue par rapport au mode standard. En permettant de commuter entre ces différents modes, la technologie HD-PLC de Panasonic s’avérerait de ce fait assez flexible pour répondre aux exigences spécifiques de chaque utilisateur et se verrait adaptée à une plus large gamme d'usages.

La future spécification IEEE P1901.3 a en effet vocation à être mise en œuvre  aussi bien au sein des maisons d’habitation que dans des réseaux de grande envergure déployés dans des bâtiments, des usines ou des infrastructures sociales entières. Si le processus de normalisation se poursuit comme prévu, la norme IEEE 1901.3 devrait être publiée officiellement en août 2019.