FR2895850A1 - Reseau et procede de communication par commutation de donnees sur un reseau electrique segmente. - Google Patents

Abstract

L'invention propose un réseau local de communication par courants porteurs utilisant dans une variante de réalisation de la commutation de données à travers une pluralité de segments d'un réseau de distribution d'énergie électrique. Ce réseau comprend un moyen de filtrage permettant le filtrage de signaux de données entre la pluralité de segments de communication, un moyen d'interconnexion de données comprenant une pluralité de ports, et une pluralité de coupleurs, chaque coupleur reliant un port du moyen d'interconnexion de données à un segment du réseau de distribution d'énergie électrique. L'invention peut être mise en oeuvre particulièrement à travers une installation électrique privée d'une habitation ou d'un lieu de travail. L'invention concerne également un procédé de communication par courants porteurs.

Description

- 1 - Réseau et procédé de communication par commutation de données sur un

réseau électrique segmenté L'invention concerne le domaine de communication de signaux de données par courants porteurs. L'invention concerne plus particulièrement 5 un réseau local de communication par courants porteurs. La technique des courants porteurs en ligne vise à utiliser le réseau électrique comme support de communication pour transporter des signaux de données. Cette technique consiste à superposer à l'onde de puissance de 50 Hz ou 60 Hz un signal de faible puissance ayant une 10 fréquence plus élevée. Historiquement, cette technique a été utilisée pour véhiculer essentiellement des informations à bas débit de transmission servant dans le domaine de la domotique pour piloter des équipements électriques comme l'éclairage, les portes d'entrée, les systèmes de chauffage ou les stores et volets. Cette limite à 15 l'utilisation des courants porteurs provenait de contraintes réglementaires qui les restreignaient à utiliser seulement une gamme de fréquences relativement basses (10 à 450 KHz). Ces réglementations ayant maintenant évolué, en particulier en Europe et aux Etats-Unis, les progrès récents en traitement du signal ainsi que de nouvelles méthodes 20 de modulation permettent aujourd'hui de pouvoir transmettre des débits plus importants qui se rapprochent des besoins requis pour la transmission de signaux audio et vidéo numériques. Ainsi, à titre d'exemple, la HomePlug Powerline Alliance a finalisé en Août 2005 la spécification HomePlug AV permettant d'atteindre des débits de 200 Mbps. 25 La gamme de fréquences dédiée à la transmission des signaux de données à haut débit se localise typiquement entre 2 et 30 MHz, bien que cela reste variable selon les réglementations nationales. Cependant, l'utilisation du réseau électrique comme moyen de communication présente plusieurs inconvénients. Les caractéristiques du 30 réseau électrique peuvent fluctuer énormément dans le temps et de façon irrégulière. En effet, les câbles électriques ne possèdent pas de - 2 - blindage de protection et sont donc sensibles aux rayonnements électromagnétiques parasites environnants ou conduits par les câbles lorsque des appareils électriques, notamment à moteur, sont en fonctionnement. Egalement, des appareils peuvent à tout moment être raccordés ou débranchés du réseau électrique modifiant la charge du réseau et provoquant des ruptures d'impédances. L'atténuation des signaux de données par la distance peut être aussi un facteur de dégradation du signal de données non négligeable lorsque l'étendue de l'installation électrique n'est pas maîtrisée conduisant à des longueurs de câbles importantes entre les équipements les plus éloignés. L'article publié dans la revue IEEE Transactions on Power Delivery du Vol. 19, No. 3 du mois de Juillet 2004 comprend une étude pour optimiser la conception d'une unité de couplage à un réseau de communication par courants porteurs fonctionnant dans la gamme de fréquences 0.1-30 MHz. Outre le fait que cette étude propose de rajouter des modules de traitement du signal pour l'égalisation de gain et d'adaptation d'impédance à l'entrée de l'unité de couplage, ce qui a pour conséquence d'augmenter les coûts, la solution proposée représente seulement un compromis entre différents paramètres (rapport signal à bruit, linéarité, etc.) pour s'adapter au conditions particulières du réseau électrique citées plus haut. Un autre inconvénient de l'utilisation du réseau électrique comme support de communications est que la bande passante est partagée à travers ce support. Donc même si les techniques récentes permettent d'atteindre des débits élevés, plusieurs utilisateurs échangeant des données sur le réseau simultanément ne disposent en réalité de façon utile que d'une partie de la bande passante et qui varie selon le nombre d'utilisateurs. Le problème technique que l'invention vise à résoudre est celui de 30 proposer un réseau local de communication par courants porteurs amélioré qui permette d'offrir un débit utile élevé, tout en étant le moins - 3 - sensible possible aux caractéristiques du réseau électrique et du nombre d'utilisateurs sur le réseau. A cet effet, l'invention a pour objet un réseau local de communication par courants porteurs comprenant : un moyen de filtrage permettant le filtrage de signaux de données entre une pluralité de segments de communication d'un réseau de distribution d'énergie électrique ; un moyen d'interconnexion de données comprenant une pluralité de ports ; et une pluralité de coupleurs, chaque coupleur reliant un port du moyen d'interconnexion de données à un segment du réseau de distribution d'énergie électrique. Ainsi, il est possible de construire un réseau local de communication qui utilise le réseau électrique comme support de communication tout en améliorant, d'une part, les caractéristiques de ce support pour la transmission de signaux de données à haut débit, et d'autre part, la bande passante totale effectivement disponible dans le réseau local. L'amélioration des caractéristiques du support de communication est obtenue par la segmentation du réseau électrique un segment de dimension plus faible par rapport à toute l'installation électrique offre de meilleures caractéristiques de transmission. L'utilisation de filtres pour l'isolation des différents segments procure de nombreux avantages. Le filtre sert à empêcher la propagation des bruits et signaux parasites dans le réseau électrique, ainsi la qualité du signal de données n'est pas dégradée. Egalement, c'est l'impédance du filtre qui domine dans un segment de sorte que les variations de charge dans les autres segments ne provoquent pas de variation d'impédances dans le segment en question. Un avantage supplémentaire du filtre est d'empêcher la propagation du signal de données lui-même pour éviter une occupation inutile de la bande passante - 4 - disponible à travers tout le média de communication (réseau électrique) lorsque les équipements émetteurs et récepteurs sont localisés dans un même segment du réseau. Un avantage supplémentaire du réseau local objet de cette invention 5 est que toutes les communications à travers le réseau électrique sont locales à un segment de communication et s'effectuent donc sur de courtes distances. Par conséquent, l'atténuation du signal de données devient négligeable et un meilleur rapport signal à bruit est obtenu. Il est à noter qu'un meilleur rapport signal à bruit réduit le taux 10 d'erreurs et les retransmissions et conduit à l'amélioration du débit utile. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de filtrage est un filtre passe bas. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'unité 15 d'interconnexion de données comprend une unité de commutation. L'unité de commutation permet d'aiguiller le signal de données seulement vers les segments de communication comprenant des équipements destinataires. La bande passante disponible est donc multipliée par le nombre de segments. Dans un mode de réalisation secondaire de l'invention, l'unité 20 d'interconnexion de données comprend un répéteur. Le fonctionnement en mode répéteur ne permet pas de multiplier la bande passante disponible, cependant il permet d'éviter de gérer l'adressage pour l'aiguillage des signaux de données, tout en bénéficiant des autres avantages de l'isolation entres les segments de données (immunisation contre les 25 bruits et les signaux parasites, réduire l'atténuation des signaux de donnés, meilleur rapport signal à bruit, etc.). Selon une caractéristique particulière, le filtre passe bas possède une fréquence de coupure inférieure à 10 KHz de sorte à filtrer également les signaux de données de type domotique. L'unité d'interconnexion de 30 données fonctionnant dans ce cas préférentiellement comme un répéteur au moins pour les signaux de données de type domotique.

Selon une autre caractéristique particulière, le filtre passe bas possède une fréquence de coupure située entre 450 KHz et 2 MHz de sorte à filtrer seulement les signaux de données à haut débit. L'unité d'interconnexion de données fonctionnant dans ce cas préférentiellement comme un commutateur. L'invention concerne également un procédé de communication par courants porteurs. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement par la description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 représente une installation électrique typique dans laquelle est mise en oeuvre l'invention ; la figure 2 représente un filtre passe bas passif usuel ; la figure 3a représente une combinaison d'un filtre passe bas et d'un circuit de couplage permettant d'isoler un segment de communication ; la figure 3b représente une variante de réalisation du circuit de couplage au segment de communication ; la figure 4 représente une combinaison d'un filtre passe bas et d'un circuit de couplage permettant d'isoler une pluralité de segments de communication pouvant être mise en oeuvre en Europe , la figure 5 représente une combinaison d'un filtre passe bas et d'un circuit de couplage permettant d'isoler une pluralité de segments de 25 communication pouvant être mise en oeuvre aux Etats-unis ; les figures 6a et 6b représentent deux montages possibles permettant de relier ensemble plusieurs sous-réseaux électriques. La figure 1 représente une installation électrique monophasée typique dans laquelle est mise en oeuvre l'invention. Cette installation 30 assure la distribution de l'énergie électrique en basse tension (220 ou 110 volts) avec une fréquence de 50 ou 60 Hz dans un environnement privé - 6 - (au delà du compteur) tel une habitation ou un lieu de travail. Cette figure ne représente pas les interrupteurs et les systèmes d'éclairage par simplification. Une source extérieure (non représentée), disposée en amont d'un disjoncteur général 101, alimente toute l'installation à travers des lignes de distribution d'énergie électrique 102. Chaque ligne peut éventuellement comporter de nombreuses ramifications, ici non représentées, sur lesquelles peuvent être disposées des prises électriques telles que 105. Une pièce 106 de l'habitation ou du lieu de travail peut être desservie par une seule ligne ou par plusieurs.

Cependant, on trouve parfois dans des installations électriques anciennes des lignes desservant des pièces différentes. Des disjoncteurs individuels 104 ou fusibles regroupés dans un boîtier électrique 103 situé généralement près du disjoncteur général 101 servent à limiter l'intensité du courant ou couper l'alimentation dans les lignes 102. Cette disposition en amont des éléments 111 et 112 décrits plus loin permet également un dimensionnement aisé de ces circuits, même si une disposition en aval de ces éléments est également possible. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, des filtres passe bas 111 sont disposés en tête de chaque ligne de distribution d'énergie électrique formant une pluralité de segments de communication indépendants, et des circuits de couplage 112 adjacents aux filtres 111 sont disposés en amont de chaque segment pour l'injection/extraction des signaux de données. Une unité d'interconnexion 113 comprenant une pluralité de ports interconnecte l'ensemble des circuits de couplage à travers des liens 114 reliés aux différents ports. Dans une variante de réalisation, l'unité d'interconnexion peut contenir des ports additionnels 115 pour échanger des données avec d'autres réseaux locaux ou extérieurs (satellite, Internet, etc.) si une fonction de pont ou de passerelle est mise en oeuvre dans cette unité. - 7 - Dans l'exemple de réalisation de la figure 1 et de manière préférentielle un segment se superpose à une ligne de courant. Cependant, un segment peut tout aussi bien être constitué par plusieurs lignes ou à l'inverse plusieurs segments peuvent être formés par des ramifications différentes d'une même ligne. Ceci relève seulement d'un compromis à établir entre les performances voulues et le nombre de filtres/coupleurs à mettre en œuvre dans l'installation électrique. Les filtres passe bas sont conçus pour laisser passer nécessairement le signal de puissance de 50 ou 60 Hz et couper ou atténuer fortement les signaux de haute fréquence servant au transport des informations haut débit, typiquement la gamme de fréquence de 2 à 30 MHz. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la fréquence de coupure est choisie supérieure à 500 KHz pour laisser passer les basses et moyennes fréquences servant au transport des informations de bas débit (gamme entre 10 et 450 KHz). Ainsi, le fonctionnement des équipements de communication par courant porteurs à bas débit de type domotique (X10, CEBus, LonWorks, etc.) n'est pas perturbé par la présence des filtres et continue de manière analogue à celui qui se produit à travers un réseau classique sans filtres.

Dans une variante de réalisation, la fréquence de coupure des filtres passe bas peut être choisie inférieure à 10 KHz de sorte à couper également la gamme de fréquence servant au transport d'informations bas débit. Ceci permet d'étendre l'immunisation par rapport aux bruits et aux signaux parasites à la gamme de fréquence de 10 à 450 KHz. Cependant, pour que l'installation reste compatible avec les systèmes de communication de type domotique décrits ci-dessus, l'unité d'interconnexion doit fonctionner en répéteur pour tous les signaux de données transportés dans cette gamme de fréquence, ou du moins transférer ces signaux vers les segments où c'est nécessaire.

Dans le cas des signaux de données ayant un haut débit de transmission et par conséquent occupant une large bande passante dans la - 8 - gamme de fréquence 2 à 30 MHz, il est très avantageux de ne pas répéter les signaux de données dans tous les segments de communications du réseau local de communication mais seulement dans ceux susceptibles de contenir des équipements récepteurs de ces signaux de données. Par conséquent, l'unité d'interconnexion fonctionne de manière préférée comme une unité de commutation pour les signaux de haut débit entre les différents segments de communication. Evidemment, un adressage et une configuration adéquate de l'unité de commutation basés sur des informations de couches supérieures sont nécessaires pour que l'aiguillage des signaux de données s'effectue correctement. La mise en œuvre de ces techniques est bien connue et peut se rapprocher, à titre d'exemple, du fonctionnement d'un commutateur Ethernet. Dans ce dernier, quand le signal de données entre dans le commutateur, l'adresse contenue dans les trames Ethernet ainsi que le port d'origine sont enregistrés dans une table interne. Ainsi, le signal de données est transmis au port spécifié en se basant sur la destination de la trame et de l'adresse MAC. Si l'adresse MAC est inconnue, ou est une adresse de diffusion, le commutateur diffuse simplement la trame vers toutes les interfaces connectées excepté le port d'entrée. Si l'adresse MAC de destination est connue, la trame est transmise uniquement au destinataire. Si le port de destination est le même que le port d'origine, la trame est oubliée. L'utilisation d'une unité de commutation entre différents segments de communication a pour avantage supplémentaire d'isoler les domaines de collision pour les protocoles d'accès au canal. En effet, des protocoles d'accès au média de communication tel que CSMA/CA ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance ) doivent être utilisés au niveau de la couche d'accès pour partager le média de communication. La séparation du réseau local de communication en segments de communication permet donc d'améliorer le temps d'accès.

Les coupleurs constituent un élément essentiel de la couche physique des courants porteurs car ils permettent l'injection ou l'extraction des - 9 -signaux de données vers ou à partir du réseau électrique. En général, ils peuvent être de type capacitifs, inductifs ou mixtes. Dans l'installation de la figure 1 des circuits de couplage 112 sont disposés en tête de chaque segment de communication pour la mise en œuvre de l'invention tel que décrit ci-dessus. Cependant, chaque équipement doit être associé de manière usuelle à un circuit de couplage pour pouvoir communiquer à travers le réseau local de communication. Ainsi, les éléments 107 et 108 constituent des circuits de couplage pour l'ordinateur 109 et l'adaptateur 110. Ce dernier fournit des interfaces usuelles (USB, Ethernet, etc.) pour le branchement d'équipements non adaptés aux courants porteurs. Un circuit de modulation/démodulation ou modem (non représenté sur la figure 1) doit être prévu selon les cas en amont du circuit de couplage. Le modem permet d'adapter le signal de données aux caractéristiques du support de communication (utilisation de fréquences porteuses par exemple) et éventuellement le codage de ce signal. Même si la transmission de signaux de données à faible débit peut s'effectuer en bande de base, des modulations complexes doivent souvent être envisagées lorsqu'il s'agit d'exploiter au maximum la gamme de fréquence disponible et permettre ainsi d'atteindre des débits théoriques élevés. C'est le cas par exemple de la modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) et de la modulation à étalement de spectre. La figure 2 représente un filtre passe bas passif usuel qui peut être utilisé dans l'installation de la figure 1. Sur la partie gauche de la figure 2, le signal de données modulé avec des courants porteurs traverse une inductance 201 qui atténue les signaux hautes fréquences mais reste inactive face à l'énergie et aux basses fréquences, puis le condensateur 203 se comporte comme un court-circuit en haute fréquence et indifférent aux basses fréquences. En sortie du filtre (droite de la figure 2), une autre inductance 202 vient aussi renforcer cet effet d'atténuation des fréquences hautes et le signal ne contient plus que - 10 - l'énergie et les fréquences basses, les hautes fréquences ayant été éliminées assurant ainsi un filtre passe-bas (laisse passer les basses fréquences) efficace pour filtrer les signaux de données véhiculées en courants porteurs.

Cependant un tel filtre possède l'inconvénient qui est que l'énergie doit transiter par les inductances 201 et 202. Comme le montre la figure 1, les segments peuvent fournir l'énergie à plusieurs appareils branchés sur les prises d'alimentation 105, les courants peuvent alors atteindre plusieurs dizaines d'ampères nécessitant que les filtres 111 associés supportent sans dommage de telles intensités et par conséquent avoir des bobinages volumineux. De tels filtres utilisés en courants porteurs sont difficilement miniaturisables et consomment plus d'énergie à cause des pertes par induction. La figure 3a représente une façon d'implémenter particulièrement avantageuse du filtre passe bas en combinaison avec le circuit de couplage qui peut être mise en oeuvre dans les pays imposant un neutre électrique commun pour toute l'installation électrique. Les fils L et N sont respectivement les fils de phase et de neutre du réseau d'énergie. Les fils L et N forment une ligne de distribution d'énergie telle que les lignes 102 de l'installation de la figure 1. Les points a et b sont reliés à l'arrivée principale de l'énergie électrique, c'est-à-dire au compteur. Cette arrivée est notée V- sur la figure. Une unité de filtrage 310 est connectée aux points a et b, et est constituée par un premier filtre passe haut 320, un transformateur inverseur 330 et un second filtre passe haut 340 optionnel. Le premier filtre 320 discrimine les signaux basses et moyennes fréquences correspondant à l'énergie et aux signaux de données à bas débit de type domotique. Le transformateur 330 assure l'isolation nécessaire entre le réseau d'énergie électrique et le réseau de commutation tout en véhiculant une version inverse (déphasage de 180 ) signal de données vers le réseau de commutation. Optionnellement un filtre passe-haut 340 peut être ajouté - 11 - entre les points a et b pour assurer que le point b soit au même potentiel pour les signaux de données que le point a. L'insertion de l'unité 310 ne nécessite pas l'ouverture du réseau d'énergie pour être mise en place, ce qui est un avantage par rapport aux 5 méthodes classiques de filtrage. L'émission et la réception du signal de données s'effectuent à travers les points X et Y qui relient le circuit de couplage 350 à un des ports de l'unité d'interconnexion 115. Selon des techniques connues de l'homme de l'art, la réception du signal du segment de communication peut 10 s'effectuer par amplification différentielle entre les points X et Y, et l'émission par injection au point X uniquement. Le circuit de couplage 350 est connecté d'autre part au point c. Ce circuit de couplage peut être un transformateur ou plus avantageusement un système de couplage inductif. Le couplage inductif a l'avantage de ne pas nécessiter 15 l'ouverture d'un circuit pour être mis en oeuvre, mais aussi d'éviter la superposition d'un signal de données inversé à travers tout le segment de communication. La figure 3b donne une représentation différente du circuit de couplage 350 dans laquelle l'effet inductif est introduit par l'élément 353. De part et d'autre de cet élément inductif, un premier 20 élément de couplage 352 est utilisé pour l'injection du signal de données inversé, et un second élément de couplage 351 est utilisé pour l'injection de signaux de données à travers le segment de communication, l'élément 352 étant disposé du coté du point c. Les éléments de couplage 352 et 351 peuvent alors être inductifs, capacitifs ou mixtes. 25 Le dispositif fonctionne comme suit. Le filtre passe haut 320 discrimine les courants de communications (signaux de données) qui pourraient se développer entre les points a et b du circuit d'énergie, lors de l'émission par un générateur qui se situerait en aval sur les fils L et N. Les courants sont alors inversés et injectés au point c, et 30 seraient alors de nouveau réinjectés sur le réseau d'énergie par l'élément de couplage 350 au point a. Les courants au point a seraient - 12 - alors d'intensités égales et de directions opposées. On a donc une boucle de contre-réaction. Il est connu de l'homme de l'art que l'utilisation d'une boucle de contre-réaction impose que le point a soit une masse virtuelle pour les signaux de données. Le dispositif de la figure 3a fonctionne ainsi de manière globale comme un filtre passe bas. Les filtres 320 et 340 sont classiques et connus de l'homme de l'art. On rappelle que les systèmes de communications visés par cette invention utilisent des fréquences au delà de 1,6 MHz alors que les systèmes de domotique utilisent des systèmes inférieurs à 500 KHz. Un filtre de Butterworth du sixième ordre est suffisant pour séparer les domaines et est économique à réaliser l'aide de capacités et d'inductances. Un filtre actif peut aussi être réalisé, en alimentant le circuit à l'aide du réseau d'énergie. Un circuit réjecteur de 50 Hz ou 60 Hz peut être ajouté en série. Dans ces architectures, les filtres ne sont avantageusement pas traversés par le courant d'énergie 50 ou 60 Hz et peuvent donc être réalisés à l'aide d'éléments de faibles dimensions. Ces données sont fournies comme exemple, mais n'ont pas de caractère limitatif. La figure 4 représente une manière optimisée d'utiliser 20 l'association entre circuits de filtrage et de couplage de la figure 3a pour créer une pluralité de segments de communications. Les fils (L1, N1) et (L2, N2) représentent les fils de phase et de neutre correspondant, respectivement, à un premier et à un second segment de communication. Les câbles N1 et N2 sont équipotentiels, conformément à 25 la réglementation de certains pays. Seulement deux segments sont décrits au regard de la figure 4, cependant un nombre quelconque de segments additionnels peuvent être rajoutés en se greffant aux points a et b de l'arrivée d'énergie. Au réseau d'énergie symbolisé par les points a et b vient se 30 superposer un réseau d'interconnexion aux points c et d. Une unité de filtrage 410 unique par installation est suffisante pour former la - 13 - pluralité de segments de communication. Les circuits de couplage 450 et 455 ont une fonction similaire au circuit 350 de la figure 3a. Les filtres passe haut 420 et 440 sont les mêmes que les filtres 320 et 340 de la figure 3a.

Dans ce dispositif un amplificateur opérationnel 470 est utilisé en inverseur, le transformateur d'isolation 430 effectuant donc un couplage en phase contrairement à celui du dispositif de la figure 3a. Dans un variante de réalisation, c'est le transformateur d'isolation qui fonctionne en inverseur, l'amplificateur étant en mode direct. La sortie de l'amplificateur opérationnel crée une seconde masse virtuelle au point c qui permet avantageusement de relier les différents ports de sortie de l'unité d'interconnexion tout en évitant le mélange des signaux de données. Ainsi le signal émis à travers Xl n'atteint pas l'élément de couplage 455, pas plus que le signal émis à travers X2 n'atteint l'élément de couplage 450. Il en serait de même pour tous les éléments de couplage supplémentaires connectés au point c, et desservant d'autres segments de communication. Il y a donc un filtrage dynamique qui interdit aux signaux de données originaires de Xl de se propager sur les segments du réseau local autre que sur le premier segment, et aux signaux de données originaires de X2 de se propager sur les segments du réseau local autre que sur le second segment, et ainsi de suite. L'amplificateur fonctionnant en inverseur comme indiqué plus haut, l'effet de contre réaction permet l'emploi d'un gain de valeur absolue supérieur ou égal à 1.

La figure 5 représente un dispositif combinant les circuits de filtrage et de couplage pour créer une pluralité de segments de communications applicable dans les pays autorisant un neutre électrique distinct dans l'installation électrique. Les éléments de couplage 550a et 550b sont utilisés pour coupler le signal de données issu de Xl. Ils sont connectés en série. Un des accès de 550a est alors connecté au point c. Les éléments de couplage 555a et - 14 - 555b sont utilisés pour coupler le signal de données issu de X2. Ils sont connectés en série. Un des accès de 555a est alors connecté au point c. L'injection des signaux de données se fait donc à travers les points X1 et X2. La réception s'effectue de manière préférentielle entre les points Xi et Y1 pour le premier segment et X2 et Y2 pour le second segment, mais il est également possible de recevoir le signal entre les points Z1 et Y1 ou Z1 et X1 pour le premier segment et entre les points Z2 et Y2 ou Z2 et X2 pour le second segment. De même que pour la figure 4, les points a et b sont équipotentiels pour les signaux de données par l'action du filtre passe haut 540. La boucle de contre réaction impose au point a d'être une masse virtuelle, donc a et b sont des masses virtuelles pour les signaux de données. Il n'y a pas propagation de signaux de données émis sur le premier segment vers le second segment et réciproquement. Le point c est une masse virtuelle par la présence de la sortie de l'amplificateur opérationnel, et il n'y a pas propagation des courants destinés au premier segment sur le second segment par l'intermédiaire du circuit de distribution, et réciproquement par symétrie. Les fils N1 et N2 sont réellement distincts pour leur potentiel 20 électrique. Les figures 6a et 6b représentent deux montages possiblespermettant de relier ensemble plusieurs sous-réseaux électriques disposées chacun en étoile. Ces montages sont recommandés dans le cas où les dispositifs des figures 4 ou 5 sont utilisés. En effet, avec ce type de dispositifs, une 25 masse virtuelle pour les signaux de données est crée au point c. Ainsi, ce point constitue une barrière empêchant les signaux de données de traverser plusieurs installations cascadées en ce point. La figure 6a décrit un montage dans lequel les deux sous-réseaux électriques sont reliés seulement à travers une ligne d'énergie 630a. Les 30 éléments 610a et 620a peuvent être mis en oeuvre avec l'un des dispositifs des figures 4 et 5. Pour la communication des signaux de données, une -unité d'interconnexion 640a unique relie l'ensemble des circuits de couplage des deux sous-réseaux. Dans une variante de réalisation, il peut être prévu deux unités d'interconnexions, une par sous-réseau, mais reliés entre elles par un port dédié.

La figure 6b décrit un montage dans lequel une ligne de distribution d'énergie d'un premier sous-réseau électrique est utilisée pour alimenter en énergie un second sous-réseau électrique. Dans ce cas de figure, cette ligne de distribution d'énergie doit se brancher en aval de l'élément 620b, sur un des segments de communication du second sous-réseau. Pour la communication des signaux de données, deux unités d'interconnexions 640b et 645b reliant chacun les circuits de couplage de chaque sous-réseau permettent l'échange de données entre les segments de communication d'un même sous-réseau. La communication entre les deux sous-réseaux s'effectuant à travers le segment de communication 630b. Dans une variante de réalisation, il peut être prévu seulement une seule unité d'interconnexion reliant l'ensemble des circuits de couplage des deux sous-réseaux. Un des deux circuits de couplage du segment de communication 630b peut ne pas être relié à l'unité d'interconnexion dans cette variante de réalisation.

L'émission/réception de signaux de données à travers un segment de communication est également nécessaire lorsque l'habitation ou le lieu de travail reçoit des informations de l'extérieur directement à travers le réseau de distribution d'énergie (en amont du disjoncteur 101 de la figure 1). Dans ce cas, il faut isoler cette partie de l'installation avec un filtre et utiliser un circuit de couplage pour l'injection/extraction de signaux de données. Ceci revient à utiliser cette partie de l'installation également comme un segment de communication de données.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Réseau local de communication par courants porteurs caractérisé en ce qu'il comprend : - un moyen de filtrage (111) permettant le filtrage de signaux de données entre une pluralité de segments de communication d'un réseau de distribution d'énergie électrique ; - un moyen d'interconnexion de données (113) comprenant une pluralité de ports ; et - une pluralité de coupleurs (112), chaque coupleur reliant un port du moyen d'interconnexion de données (113) à un segment du réseau de distribution d'énergie électrique.

2. Réseau local de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de filtrage (111) comprend au moins un filtre passe bas disposé entre la pluralité des segments de communication.

3. Réseau local de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'interconnexion de données (113) comprend une unité de commutation de données.

4. Réseau local de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'interconnexion de données (113) comprend un répéteur.

5. Réseau local de communication selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe bas (111) est inférieure à 10 KHz.

6. Réseau local de communication selon les revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que les signaux de données modulés dans la gamme de fréquences de 10 à 450 KHz sont distribués à travers les différents segments par le répéteur, et que les signaux de données modulés dans la gamme de fréquences au-delà de 2 MHz sont aiguillés entre les différents segments par l'unité de commutation de données.- 17 -

7. Réseau local de communication selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fréquence de coupure du filtre passe bas (111) est située entre 450 KHz et 2 MHz.

8. Réseau local de communication selon l'une des revendications 1 à 5 7, caractérisé en ce que les coupleurs (112) sont des coupleurs inductifs (350, 450, 455, 550a, 550b, 555a, 555b).

9. Réseau local de communication selon la revendication 2, caractérisé en ce que le filtre passe bas (111) comprend : - un filtre passe haut (320, 420, 520) apte à discriminer les 10 signaux de données, et - un moyen d'annulation (330, 430, 470, 530, 570) apte à annuler par contre réaction les signaux de données discriminés au point de jonction de la pluralité de segments de communication.

10. Procédé de communication par courants porteurs caractérisé en ce 15 qu'il comprend les étapes de : - filtrage des signaux de données entre une pluralité de segments de communication d'un réseau de distribution d'énergie électrique ; - interconnexion de la pluralité des segments de communication à travers un moyen d'interconnexion de données comprenant une pluralité de 20 ports, chaque port étant relié à un coupleur disposé sur un segment de communication du réseau de distribution d'énergie électrique.