Brevet FR2839402A1 — publié le 20031107

comporte un circuit (82) d'accord d'antenne a inductances et capacites. 1 2839402 CONTROLE DE TELECOMMUNICATION SUR RESEAU ELECTRIQUE PAR COURANTS PORTEURS L' invention concerne la telecommunication par courants porteurs, pour laquelle on utilise le reseau electrique comme support de transmission. Il est connu d'utiliser la telecommunication par courants porteurs notamment pour effectuer des releves de compteurs electriques. Plusieurs procedes de transmission par courants porteurs vent actuellement connus. Selon un premier procede, defni par exemple dans les normes CENELEC 55 , on utilise des frequences porteuses inferieures a 150 KHz. Des protocoles de communication correspondents vent defnis dans les normes CEI 6-13-36. De telles frequences de porteuse presentent des inconvenients pour la transmission. La vitesse de transmission est limitee a une vitesse de l'ordre du kilobit par seconde. Selon un autre procede mis en ceuvre, on utilise des frequences porteuses superieures a lMHz. Ces frequences porteuses permettent d'obtenir des vitesses de kansmission de l'ordre du Megabit par seconde. Les transmissions vent gerees en utilisant des protocoles normalises, tels que le SNMP. Des informations de signalisation et de gestion de transmission vent ainsi transmises en utilisant de tels protocoles. De telles frequences de porteuse presentent egalement des inconvenients pour la transmission. Leur utilisation requiert une bonne connaissance de la structure et de ['impedance du reseau. En effet, la propagation des signaux varie en fonction de la geometric ou de ['impedance du reseau. L'evolution rapide de la structure ou de ['impedance du reseau genere ainsi des problemes de propagation des signaux. La mauvaise connaissance de la distribution des phases sur le reseau genere egalement des problemes de propagation des signaux. I1 est ainsi possible de perdre certaines informations de signalisation et de gestion. I1 existe done un besoin pour un procede de transmission et un dispositif physique qui resolve un ou plusieurs de ces inconvenients. 3 0 L' invention concerne ainsi un procede de communication sur un reseau de distribution d'electricite, comprenant les etapes de transmission sur le reseau de signaux de donnees utiles modules a des frequences superieures a 400KHz, de transmission sur le reseau de signaux de gestion de communication sur le reseau de distribution, ces signaux etant modules a des frequences inferieures a 150 KHz. L'invention concerne egalement un procede de communication dans loquel les signaux de donnees utiles vent modules a des frequences superieures a lMHz. Selon une variante, les signaux de gestion de communication comprennent des donnees choisies dans le groupe suivant: des donnees de gestion des donnees utiles, C:\WINDOWS\Bureau\brevet l 931 4modi0. doc- 3 0/04/02 15:04 - 1/21 des donnees de signalisation, des donnees de dephasage des signaux par rapport a la tension d'alimentation du reseau de distribution, des donnees de performance de communication, des donnees d'etat de marche, des donnees de commande de changement de bande de transmission des donnees utiles, des donnees de contrGle de couplage ou des donnees de commande de changement de mode de couplage. Selon une variante, des signaux de gestion de communication vent transmis entre plusieurs systemes de gestion de communication separes par des transforrnateurs dont une tension d' entree est comprise entre 3KV et 60KV. Selon encore une variante, les signaux de gestion de communication transmis entre les systemes de gestion de communication vent modules a des frequences comprises entre 3KHz et 20 KHz. Selon une autre variante, des signaux de gestion de communication vent transmis entre un systeme de gestion de communication et un coupleur du reseau de distribution. Selon encore une autre variante, les signaux de gestion de communication transmis entre le systeme de gestion de communication et un coupleur du reseau vent modules a des frequences comprises entre 9 et 150 KHz. On peut encore prevoir que les signaux de gestion de communication transmis entre le systeme de gestion de communication et un coupleur du reseau vent modules a des frequences comprises entre 95 et 125 KHz. Selon une variante, le procede comprend en outre les etapes de connexion d'un coupleur au reseau de distribution, de configuration de la transmission de donnees de gestion entre le coupleur et le systeme de contrdle et de surveillance, de transmission de donnees de configuration de la transmission des donnees utiles, du systeme de contrGle et de surveillance vers le coupleur, de configuration de la transmission de donnees utiles du coupleur. Selon une autre variante, les signaux de donnees utiles vent transmis entre une passerelle du reseau de distribution et un terminal utilisateur connecte au reseau de distribution. Selon encore une variante, la passerelle est egalement connectee a un reseau de communication exterieur au reseau de distribution. Selon encore une autre variante, une autre passerelle est egalement connectee au reseau de distribution et a un autre reseau de communication exterieur, et le procede comprend en outre une etape de commutation de transmission de donnees utiles entre les passerelles. On prevoit encore que les signaux de donnees de gestion vent synchrones avec la tension d'alimentation du reseau de distribution. C:\WINDOWS\Bureau\brevet19314rrrodits.doc- 30/04/02- 15:04 - 2/21 Selon une variante, le procede comprend en outre les etapes de mesure par plusieurs coupleurs des differences de phase entre les signaux de donnees de gestion et la tension d'alimentation, d'envoi des differences de phase mesurees vers un systeme de controle et de surveillance connecte au reseau de distribution, de determination de la structure du reseau de distribution en fonction des differences de phase envoyees par le systeme de controle et de surveillance. Selon encore une variante, le procede comprend en outre les etapes de transmission de signaux de donnees utiles dans une premiere plage de frequences, de commutation de la transmission des signaux de donnees utiles vers une deuxieme plage de frequences. Selon une autre variante, le procede comprend la transmission de signaux de donnees utiles et de signaux de donnees de gestion sur le reseau de distribution par l'intermediaire d'un coupleur, la transmission de donnees utiles par radiofrequences entre le coupleur et un terminal utilisateur. Selon encore une autre variante, le procede comprend les etapes de detection d'une defaillance de la transmission de signaux de donnees utiles, d' emission d'un signal de gestion de test par un coupleur, de reception du signal de test par un autre coupleur et determination de l'integrite de la liaison physique entre les coupleurs. L'invention a egalement pour objet un dispositif de communication sur un reseau de distribution d'electricite comprenant une interface de connexion a un reseau de distribution d'electricite, des premier et deuxieme modems susceptibles de communiquer avec un reseau de distribution d'electricite par l'intermediaire de ['interface, les frequences de modulation du premier modem etant inferieures a KHz et les frequences de modulation du deuxieme modem etant superieures a 400KHz. Selon une variante, ['interface est une interface de connexion a un reseau de distribution triphase connectee au deuxieme modem, le dispositif comprend en outre un commutateur susceptible de commuter la connexion du deuxieme modem a ['interface. Selon encore une variante, le commutateur comprend un processeur, un relais commande par le processeur place sur la connexion du deuxieme modem a ['interface. Selon une autre variante, le deuxieme modem presente plusieurs plages de frequences de modulation, le dispositif presente en outre une commande susceptible de modifier la plage de frequence de modulation du deuxieme modem. Selon encore une autre variante, le dispositif est un coupleur, et le coupleur integre les premier et deuxieme modems. C:\WINDOWS\Bureau\brevd19314modifs.doc- 30/04102- 15:04 - 3/21 On prevoit encore que le dispositif comprend en outre un emetteur radio- frequence communiquant avec le deuxieme modem. D'autres caracteristiques et avantages de ['invention apparatront a la lecture de la description qui suit de modes de realisation de ['invention, donnee a titre d'exemple S et en reference aux dessins annexes qui montrent: - figure 1, un exemple de structure de reseau de distribution dans lequel ['invention est mise en ccuvre; - figure 2, un schema de la structure d'un coupleur physique monophase et d'un terminal associe; - figure 3, un schema de la structure d'un coupleur physique triphase et d'une passerelle associee; - figure 4, un schema de la structure d'un coupleur monophase integrant un modem hautes frequences; - figure S. un schema d'une variante de coupleur monophase selon la figure 4. 1S L'invention propose de differencier la transmission de deux types de flux de donnees sur un meme reseau de distribution electrique. L' invention propose notamment de moduler des signaux de donnees utiles a hautes frequences et de moduler des signaux de gestion de communication a basses frequences. On dispose ainsi d'une vitesse de transmission elevee pour les donnees utiles et d'un canal de communication fiable et tolerant pour les donnees de gestion de communication. Les frequences superieures a 400KHz seront appelees hautes frequences, et les frequences inferieures a 1 50KHz seront appelees basses frequences par la suite. L' invention fournit ainsi une solution de transmission haul-debit munie d 'une gestion fiable, tolerante aux perturbations et ne necessitant qu'un investissement reduit en termes de reseau de communication. On utilise en effet les cables d'alimentation du reseau electrique, universellement connectes aux utilisateurs. De plus, cette solution fait appel a des elements modems, dont le prix de vente baisse regulierement. On designee par la suite par donnees utiles, des donnees qui doivent effectivement etre transmises a un utilisateur final ou a son terminal. I1 peut ainsi s'agir de paquets IP, de communications telephoniques numeriques ou encore de flux de videosurveillance. La figure 1 represente un exemple de structure de reseau de distribution dans lequel ['invention est mise en ccuvre. La legende en teas a gauche de la figure 1 permet de distinguer les elements du reseau 1 de la figure 1: ['element 10 correspond a une passerelle, ['element 20 correspond a un posse utilisateur, ['element 40 correspond a un coupleur triphase et ['element 50 correspond a un coupleur monophase. Dans cet exemple, un element hautes frequences -terminal utilisateur ou C \WINDOWS\Bureau\brevet l 93] 4modifs.doc- 30104/02- 15:04 - 4n 1 passerelle-, n'est pas integre a son coupleur basses frequences respectif. Une description d' elements integres est donnee ulterieurement. La figure 1 represente un sous-reseau de distribution 1 formant une arborescence d'un reseau de distribution plus important. Le sous-reseau 1 comporte a la racine de son arborescence une passerelle de tete de reseau 11. Cette passerelle de tete de reseau 11 est raccordee a une ligne triphasee, moyenne ou basse tension du reseau de distribution. La passerelle de tete de reseau 11 presente par ailleurs une liaison 3 avec un reseau de communication exterieur a l'arborescence. On peut ainsi notamment prevoir une connexion de la passerelle de tete de reseau a internet par tout support et protocole adequat: une liaison telephonique, par l'ADSL, par cable de video distribution, par une boucle locale radio, par une fbre optique municipale, etc... La passerelle 11 sert ainsi de point de depart des transmissions de signaux de donnees utiles dans l'arborescence du reseau de distribution d'electricite, avec une modulation hautes frequences. La passerelle 11 peut ainsi servir de repeteur par courants porteurs des donnees obtenues par le reseau de communication exterieur. La passerelle de tete de reseau 11 est raccordee au sous-reseau de distribution 1 par un coupleur triphase 41. Le sous-reseau de distribution 1 presente egalement d'autres passerelles 12, 13, 14 et 15, dont la fonction sera decrite ulterieurement, raccordees par l'intermediaire de coupleurs triphases respectifs 42 a 48. Les passerelles vent de preferences raccordees au sous-reseau de distribution 1 par l'intermediaire de coupleurs triphases, de sorte qutelles puissent propager les signaux de donnees utiles vers tous les terminaux utilisateurs 21 a 34 raccordes a une des phases du sous-reseau de distribution 1. Les terminaux d'utilisateur 21 a 34 vent relies au sousreseau de distribution 1 par l'intermediaire de coupleurs monophases respectifs 51 a 64. Les terminaux utilisateurs vent les destinataires des donnees utiles emises sur le sous-reseau de distribution 1. Le sousreseau de distribution 1 comprend egalement un systeme de surveillance et de controle 2. On recherche dans l'exemple a transmettre des donnees utiles a haut debit par courant porteur aux terminaux utilisateurs 21 a 34 depuis la passerelle 11 reliee a internet. On cherche egalement a transmettre des donnees de gestion de communication par courant porteur, entre le systeme de controle et de surveillance 2 et les unites de couplage. On va maintenant decrire, en reference aux fgures 2 et 3, un mode de realisation d'elements de communication sur le sous-reseau de distribution 1. Selon ce mode de realisation, les coupleurs vent distincts de ['element de communication associe, passerelle ou terminal utilisateur, a connecter au sous-reseau de distribution C:\WINDOWS\Etureau\brevet 1931 4tnodifs.doc- 30104/02- 15:04 - 5121 La figure 2 represente un coupleur monophase 50 et un element 200 d'un terminal utilisateur 20. L' element 200 peut prendre toute forme adequate. Il peut s'agir d'une carte modem hautes-frequences a integrer dans un ordinateur ou encore d'un element integre dans un terminal utilisateur 20. Ce coupleur presente une interface de connexion au sous-reseau de distribution 1. Le coupleur est raccorde dans l'exemple a une phase et au neutre. Une alimentation electrique 71 est raccordee a cette interface. L'alimentation 71 preleve du courant sur le sous-reseau de distribution 1 et transforme la tension du sous-reseau de distribution 1 en une tension adequate pour d'autres composants du coupleur 50. On utilisera de preference une alimentation a decoupage afin de limiter le volume du coupleur. L'alimentation presente egalement de preference une inductance d'entree pour amortir les premieres harmoniques de la frequence de distribution d'electricite-par exemple les quatre premieres harmoniques-. L'inductance d' entree peut egalement amortir le cas echeant les frequences pilotes de l'alimentation a decoupage, c'est-a-dire les frequences comprises approximativement entre 10 et 100KHz. L'alimentation 71 alimente ainsi dans l'exemple un processeur 73, un modem 72 adapte aux plages de basses frequences des signaux de gestion de transmission, un processeur 77 de ['element et un modem hautes frequences 76 de ['element 200. L'alimentation du modem 76 et du processeur 77 peut etre effectuee par l'intermediaire d'une interface serie reliant le coupleur 50 et ltelement 200. Cette interface peut egalement etre utilisee pour fournir au modem 76 des signaux de donnees utiles provenant du sous-reseau de distribution 1. On peut bien entendu utiliser tout autre type d'interface, telle qu'une interface USB ou une interface parallele. Le coupleur comprend de preference un relais 74 place sur la liaison entre le modem hautes frequences 76 de ['element 200 et ['interface avec le sous-reseau de distribution 1. Ce relais est commande par le processeur 73. Le processeur 73 peut ainsi commander le relais 74 notamment pour decoupler le modem hautes frequences du sous-reseau de distribution 1 lors d'une defaillance. On dispose egalement de preference un transformateur 78 entre le modem 72 et ['interface avec le sous-reseau de distribution 1. On utilise alors un transformateur 78 adequat pour transmettre les basses frequences au modem 72. On peut ainsi proteger le modem 72 d'eventuelles surtensions du sous-reseau de distribution 1. De fa,con similaire, on peut proteger le modem d'eventuelles surtensions en disposant un transformateur 75 sur la liaison entre le modem hautes frequences 76 de ['element 200 et ['interface avec le sous-reseau de distribution 1. On utilise alors un transformateur 75 adequat pour transmettre les plages de frequences utilisees par le modem 76. Le modem 76 utilise une modulation hautes frequences -frequences de modulation superieures a 400KHz, de preference superieures a lMHz, des plages de C:\WDOWS\Bureau\brevetl9314rnodits.doc- 30/04/02- 15:04 - 6/21 hautes frequences etant detaillees par la suite- pour ['emission et la reception de signaux de donnees utiles. Les processeurs 73 et 77 peuvent communiquer par l'intermediaire de ['interface reliant le coupleur 50 et ltelement 200. Les processeurs 73 et 77 peuvent ainsi echanger des donnees de gestion ou des commandes comme cela sera decrit par la suite. Les processeurs 73 et 77 commandant respectivement les modems 72 et 76. Les processeurs traitent les donnees re,cues sur leur modem respectif. Les processeurs gerent egalement les emissions de leur modem respectif. Le processeur 73 traite les donnees de gestion de communication emises sur le sous-reseau de distribution 1. Le processeur 77 gere les donnees utiles emises sur le sous-reseau de distribution 1. Selon une variante, les modems du coupleur monophase 50 et de ['element 200 vent synchrones avec la phase de la tension secteur. On peut ainsi deduire la difference de phase entre un coupleur monophase et une phase de reference du sous reseau de distribution 1. La difference de phase peut 8tre utilisee pour permettre au systeme de contrOle et de surveillance 2 de recuperer des informations concernant la structure du sous-reseau de distribution 1, comme cela sera detaille ulterieurement. La figure 3 represente un coupleur triphase 40 et un element 100 d'une passerelle 10. L'element 100 peut 8tre identique a celui decrit en reference a la figure 2. Le coupleur 40 presente une interface de connexion au sous-reseau de distribution 1 de preference prevue pour prelever les trots phases sur le reseau. On peut utiliser une alimentation electrique 81 similaire a celle decrite en reference a la figure 2 pour alimenter un processeur 83, un modem 82 adapte aux plages de frequences des signaux de gestion de transmission, un processeur 87 de ['element 100 et un modem hautes frequences 86 de ['element 100. L'alimentation du modem 86 et du processeur 87 peut 8tre effectuee comme decrit en reference a la figure 2. Le couplage du modem au reseau est effectue entre le neutre et un reseau de capacites en etoile vers les trots phases. L'element 100 de la passerelle 10 peut ainsi communiquer avec tous les coupleurs connectes sur les trots phases du reseau. On pourrait egalement envisager d'utiliser un coupleur monophase avec un element 100 au lieu d'un coupleur triphase. Ceci est notamment possible lorsque ['ensemble des coupleurs vent places sur une m8me phase du reseau ou lorsque le couplage par diaphonie des trots phases est assure par le reseau. Le coupleur 40 peut egalement comprendre des relais 84 et 89 places sur la liaison entre le modem hautes frequences 86 de ['element 100 et ['interface avec le sous-reseau de distribution 1. Ces relais 84 et 89 vent commandes par le processeur 83. Le processeur 83 peut commander les relais 84 et 89 comme precedemment pour decoupler le modem hautes frequences 87 du sous-reseau de distribution 1 lors d'une defaillance. En outre, les relais 84 et 89 vent particulierement avantageux lorsqu'on C:\W[NDOWS\B ureau\brevet l 931 4rnodifs. doc- 30104/02- 15:04 - 7121 i 8 2839402 utilise une interface de connexion aux trots phases du sous-reseau de distribution 1. Le processeur 83 peut alors egalement modifier le couplage du modem 82 au sous reseau de distribution 1. Les relais peuvent ainsi imposer un couplage entre une phase et le neutre -mode commun- ou entre deux phases determinees -mode differential-. On peut notamrnent prevoir que les donnees emises a hautes frequences par le .. coupleur soient emises entre phases pour tenir compte de ['impedance locale -mode commune. On peut ainsi limiter la dispersion de l'energie de communication, generalement dissipee par rayonnement electromagnetique. On peut egalement prevoir que les donnees hautes frequences soient prelevees entre une phase et le neutre, ce qui represente le cas le plus frequent dans les sous-reseau de distribution 1 de particuliers. On peut prevoir des relais commandes de maniere similaire, adequate pour modifier le couplage du modem basses frequences 82 au sous-reseau de distribution 1. On peut bien entendu adapter les differentes variantes du coupleur monophase 50 au coupleur triphase 40. Par ailleurs, bien qu'on ait decrit jusqu'alors des coupleurs dissocies de leur element respectif, on peut egalement envisager des coupleurs integrant un modem hautes frequences et un modem basses frequences. La figure 4 represente un mode de realisation d'un coupleur monophase de ce type. Le coupleur monophase 500 presente une alimentation 91, un modem basses frequences 92; un processeur 93, un relais 94 et des transformateurs 95 et 98 de structures globalement similaires a celles du coupleur decrit en reference a la figure 2. Un modem hautes frequences 97 est ici inte;gre dans le coupleur. I1 est alimente par l'alimentation 91 et couple au sous reseau de distribution 1 -ou protege du sous-reseau de distribution 1- par l'intermediaire du transformateur 95. Le modem hautes frequences 97 communique par signaux modules a hautes frequences par l'intermediaire de ['interface de connexion au sous-reseau de distribution 1. Le modem hautes frequences 97 est egalement raccorde a une interface de transmission vers un terminal utilisateur. On peut bien entendu prevoir que le modem 97 integre son propre processeur. L'interface de communication avec le terminal utilisateur permet de communiquer des donnees utiles entre le coupleur et le terminal utilisateur. On peut egalement prevoir de communiquer les donnees utiles au terminal utilisateur par l'intermediaire du processeur raccorde a ['interface de communication. De facon generale, on peut prevoir que les modems 93 et 97 soient integres sur une meme carte. On peut egalement prevoir dtintegrer d'autres composants tels que l'alimentation 91, le processeur 93, les transformateurs 95 et 98 ou le relais 94 sur une telle carte. On peut egalement envisager d'utiliser une carte adaptee pour etre montee dans un ordinateur, et munie d'un processeur et des modems hautes et basses frequences. On pourrait R:\Brevets\ 1 9300\1 93 1 4.doc02/07/02-1 0:07 - 8/2 1 alors envisager d'utiliser l'alimentation de l'ordinateur pour recuperer les signaux de donnees utiles et de communication. La structure du systeme de controle et de surveillance 2 peut comprendre un coupleur de l'un quelconque des types decrits precedemment. Le systeme de contrdle et de surveillance 2 presente cependant de preference un modem basses frequences raccorde aux trots phases lorsque d'autres coupleurs triphases vent utilises sur le sous-reseau de distribution 1. Lorsque le systeme de contrBle et de surveillance 2 inclut egalement un modem hautes frequences, il peut avantageusement integrer les fonctions de la passerelle de tete de reseau. Le systeme de contrdle et de surveillance 2 inclut alors une interface de liaison avec un reseau de communication exterieur. La figure 5 represente schematiquement un exemple de coupleur 500 correspondent au mode de realisation expose en reference a la figure 4. Le coupleur 500 presente une fiche adequate 104 pour se connecter a une prise electrique domestique standard. La fiche 104 est raccordee a une alimentation electrique adequate non representee. Les modems 92 et 97 vent raccordes a la fiche de facon a communiquer sur le sous-reseau de distribution 1, comme cela a ete decrit precedemment. Le process eur 93 assure egalement la gesti on des modems comme cela a ete decrit precedemment. Le processeur 93 ou le modem hautes frequences 97 vent connectes a une interface de communication avec un terminal utilisateur. Ils peuvent ainsi etre connectee a une interface de communication 103 adequate, telle qu'une interface USB ou RJ 45. Cette interface est utilisee pour relier par cable le coupleur 500 a un terminal utilisateur adequat. Cette interface permet ainsi la communication des donnees utiles entre le terminal utilisateur et le coupleur 500. Un tel coupleur se branche ainsi aisement sur toute prise standard du reseau electrique d'un utilisateur et permet de fournir des donnees utiles au terminal utilisateur. On peut egalement prevoir d'utiliser une interface radio-frequence 102 avec le terminal utilisateur. On peut notamment communiquer par l'intermediaire de l'antenne 101, suivant les normes 802.11 a, b ou g, avec un terminal utilisateur muni d'une interface radiofrequence. Une telle interface permet de supprimer le cablage pour la transmission des donnees utiles. Les coupleurs triphases, monophases, et le systeme de contrdle et de surveillance 2 comprennent chacun un modem basses frequences adequat - frequences de modulation inferieures a 1 50KHz. Les coupleurs des terminaux, passerelles ou autres elements vent ainsi susceptibles de communiquer des donnees de gestion de communication, entre eux ou avec le systeme de controle et de surveillance 2, en utilisant des courants porteurs basses frequences. L'utilisation de frequences de modulation inferieures a 150 KHz permet d'assurer la fiabilite de la C:\WINDOWS\Bureau\brevet19314modifs.doc- 30/04/02- 15:04 - 9/21 transmission des donnees de gestion de communication. Des precisions sur les frequences de modulation des signaux de gestion seront donnees par la suite. Le systeme de surveillance et de contr81e 2 est utilise pour gerer la transmission des signaux contenant les donnees utiles depuis une passerelle jusqu'a un terminal utilisateur de destination. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 de l'exemple sert ainsi a gerer le fonctionnement des coupleurs associes aux passerelles et aux terminaux. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 de l'exemple communique notamment avec les coupleurs pour leur commander d'intervenir sur les communications de donnees utiles. On peut prevoir une gestion de type ma^tre-esclave des coupleurs du sous reseau de distribution 1 par le systeme de contr81e et de surveillance 2. Le systeme de contrGle et de surveillance 2 peut notamment utiliser l'adresse d'un coupleur du sous reseau de distribution 1 pour l'interroger. Le coupleur repond alors aux requetes en utilisant egalement des signaux de gestion et de contrOles modules a basses frequences. Des signaux de gestion et de contr81e vent echanges entre le systeme de controle et de surveillance 2 et les coupleurs notamment lors de la mise en service d'un coupleur. La mise en service d'un coupleur peut avoir lieu soit lors de la mise en service de la transmission sur le sous-reseau de distribution 1, soit lors du raccordement d'un nouveau coupleur sur un sous-reseau de distribution 1 existent. La mise en service d'un coupleur comprend une etape de configuration de sa liaison basse frequence et eventuellement une etape de configuration de la liaison haute frequence de ltelement connecte au sous-reseau de distribution 1 par l'intermediaire du coupleur. L'etape de configuration de la liaison basse frequence comprend par exemple l'utilisation du systeme de contro81e et de surveillance 2. Durant la mise en service de la transmission sur le sous-reseau de distribution 1 ou a intervalles reguliers durant le fonctionnement, lesysteme de contr81e et de surveillance 2 interroge les differents coupleurs du sous-reseau de distribution 1 pour les identifier. Lors d'une premiere mise en service du sous-reseau de distribution 1, chaque coupleur repond en fournissant son adresse d'initialisation. On peut ainsi prevoir que les coupleurs soient munis en usine d'une adresse d'initialisation. Cette adresse peut 8tre attribuee aleatoirement et 8tre par exemple codee sur 16 bits. On pourrait egalement envisager d'attribuer une adresse IP d'initialisation aux coupleurs. Lors de la connexion d'un nouveau coupleur sur le sous-reseau 1, le nouveau coupleur repond en fournissant son adresse d'initialisation, tandis que les autres coupleurs repondent en fournissant leur adresse definitive. On peut envisager que le systeme de controle et de surveillance 2 envoie ensuite une adresse logique aux coupleurs nouvellement connectes -par exemple une adresse MAC-. On prevoit alors de stocker cette adresse C:\WENDOWS\Bureau\brevet 1931 4rrodifs.doc30/04/02- 15:04 - 10/21 logique dans le coupleur. Cette adresse peut par exemple etre inscrite dans une memoire non volatile de type EEPROM a l'interieur du coupleur. L'adresse stockee est dorenavant l'adresse du coupleur utilisee sur le sous-reseau de distribution 1. La reponse d'un coupleur peut en outre comprendre des informations, telles S que ses caracteristiques techniques. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 peut alors traiter les reponses des coupleurs. En fonction des reponses traitees, le systeme de contr81e et de surveillance 2 peut emettre a des donnees de configuration d'un coupleur en utilisant son adresse, d'initialisation ou definitive. Ces donnees de configuration peuvent notamment avoir pour objet de configurer un coupleur pour une application de tele contr81e. On peut prevoir que les coupleurs mesurent le dephasage du signal de donnees de gestion par rapport a la tension secteur du sous-reseau de distribution 1. Cette mesure peut etre fournie au systeme de controle et de surveillance 2 afin qu'il determine la structure du sous-reseau de distribution 1. Le systeme de controle et de 1 S surveillance 2 determine une distance fictive qui le sep are du coup leur, cette distance etant proportionnelle a la difference de phase mesuree. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 peut alors etablir des plans de routage des signaux de donnees utiles sur le sous-reseau de distribution 1. Le systeme de controle et de surveillance 2 peut ensuite commander la repetition des donnees utiles par un coupleur sur une autre bande de frequence en fonction de la structure du sous-reseau de distribution 1 qu'il a determinee. Cette variante du procede permet une meilleure adaptation a la structure physique du sous-reseau de distribution 1. En effectuant l'etape de test de cette variante, on dispose egalement d'une meilleure adaptation aux variations de structures du sous-reseau de distribution 1. Le systeme de controle et de surveillance 2 peut egalement determiner la structure du sous-reseau de distribution 1 en emettant des signaux de donnees de gestion suivant le principe des credits. L'utilisation des credits en transmission est notamment decrite dans les normes NF EN 61 334-4-X. On realise une etape d'etude du sous-reseau de distribution 1 en emettant un signal contenant des credits. Le credit est un nombre representatif du nombre de coupleurs traverses sur le sous-reseau de distribution 1 pour atteindre un coupleur donne. A chaque traversee d'un coupleur, le credit du signal est decremente par ce coupleur. Lorsqu'un des coupleurs destinataires recoit un signal a credit nul, ce coupleur emet une reponse a destination du systeme de controle et de surveillance 2. La reponse est notamment definie au niveau protocolaire pour indiquer que le coupleur est place a une distance determinee sur le sous-reseau de distribution 1. On peut egalement prevoir qu'un coupleur recevant un signal de decouverte avec un credit d'une valeur de superieure ou egale a 1 renvoit une liste de coupleurs non encore declares au systeme de contr81e et de C:\WINDOWS\Etureau\brevet19314modifs.doc- 30/04/02- 15:04 11/21 surveillance 2 et dont il a re,cu des reponses avec un credit nul. En incrementant la valeur du credit initialement emis par le systeme de contr81e et de surveillance 2, on peut reconstituer la structure du reseau en termes de nombres de traversees de coupleur. Cette etape d'etude du reseau peut egalement permettre au systeme de contr81e et de surveillance 2 de decider du routage des donnees utiles ou de modifier la bande de frequence de modulation des donnees utiles. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 stocke de preference toutes les informations et parametres des coupleurs du sous-reseau de distribution 1. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 stocke egalement le cas echeant une image de la structure du sous-reseau de distribution 1. Une fois que la liaison basses frequences d'un coupleur a ete configuree, cette liaison basses frequences peut egalement etre utilisee pour configurer la liaison hautes frequences, c'est-a-dire la liaison utilisee pour transmettre les donnees utiles. Un coupleur traite les donnees de gestion fournies par le systeme de contr81e et de surveillance 2, puis initialise ltelement hautes frequences qui lui est associe en fonction de ces donnees de gestion, via la liaison serie dans l'exemple. Le coupleur peut notamment fournir les commandes et donnees suivantes a ['element muni du modem hautes frequences: specification de la bande de frequence utilisee, masque des frequences porteuses, contr81e des gains d'emission-reception, adresse MAC... Le coupleur peut ainsi soit relayer des instructions du systeme de controle et de surveillance 2, soit fournir ses propres instructions a son element correspondent. Une fois que la liaison basses frequences entre le systeme de contr81e et de surveillance 2 et un coupleur physique est configuree, le systeme de contr61e et de surveillance 2 peut realiser les fonctions suivantes par l'intermediaire de la liaison basses frequences: le systeme de controle et de surveillance 2 peut interpreter la structure du sous-reseau de distribution 1, interpreter la repartition des equipements sur les di fferentes phases, modifier le mo de de coup lage des coup leurs triphases ou encore fournir des elements pour le diagnostic. Dans le cas d'un coupleur triphase, on peut ainsi prevoir que le systeme de controle et de surveillance 2 impose une modification de couplage physique du coupleur sur le sous-reseau de distribution 1. Le systeme de contr81e et de surveillance 2 peut par exemple imposer un couplage entre une phase determinee et le neutre, ou entre deux phases determinees, afin de realiser un equilibrage des phases du sous-reseau de distribution 1. Une fois que la liaison hautes frequences entre une passerelle et un terminal est configuree, ces elements peuvent echanger des signaux de donnees utiles sur le sous- reseau de distribution 1. Suite a la configuration de la liaison hautes frequences, le systeme de contr81e et de surveillance 2 peut egalement fournir differentes donnees ou requetes d'intervention sur une liaison hautes frequences a un coupleur. Parmi ces C \WINDOWS\Bureau\brevesl9314rnodiss.doc- 30104102. 15:04 -12/21 requetes ou donnees de gestion, on peut notamment envisager: le decouplage d'un element hautes frequences lors d'une defaillance, la modification de la configuration d'un modem hautes frequences -notamment la bande allouee-, la modification du masque d'emission, la modification de l'adresse physique de ltelement hautes frequences ou les gains d'emission-reception. L'utilisation de domaines de frequences distincts pour les signaux de donnees utiles et les signaux de gestion de communication permet egalement de realiser une etape de test du sous-reseau de distribution 1. Ainsi, notamment en cas de detection de defaillances de transmission des donnees utiles entre deux coupleurs sur le sous reseau de distribution 1, on peut envoyer un signal de test a basses frequences sur le sous-reseau de distribution 1. Si le signal de test passe correctement entre les coupleurs, on determine qu'il s'agit d'un simple probleme de transmission sur la liaison hautes frequences. Le systeme de contr61e et de surveillance 2 peut alors commander une commutation de la bande de frequence de transmission de donnees utiles par ces coupleurs ou encore une commutation des phases sur lesquelles les donnees utiles vent emises. Les regles de commutations entre les bandes de frequence peuvent etre programmees dans le systeme de contr61e et de surveillance 2 en fonction d'un comportement connu du sous-reseau de distribution 1. Si le signal de test ne passe pas correctement entre les coupleurs, on peut determiner que la liaison physique entre les coupleurs est perturbee. L'utilisation d'un tel procede de test permet done de diagnostiquer et reparer les problemes de transmission sur le sous-reseau de distribution 1. On va maintenant detailler les echanges de donnees utiles dans le sousreseau de distribution 1 de la figure 1. La passerelle 11 fournit des donnees utiles au coupleur triphase 41, pour la transmission de ces donnees a un terminal utilisateur 26. Le coupleur triphase 41 emet un signal module a hautes frequences genere par le modem hautes frequences de la passerelle 11. Le signal genere par la passerelle 11 contient les donnees utiles fournies. Ces donnees utiles peuvent ainsi etre transmises a haul-debit sur le sous-reseau de distribution 1. Les signaux de donnees utiles transitent par courants porteurs hautes frequences sur le sousreseau de distribution 1 jusqu'a un coupleur monophase 56. Ces signaux de donnees utiles vent fournis au modem hautes frequences du terminal utilisateur 26. La transmission des donnees utiles sur le sous-reseau de distribution 1 est bien entendue similaire du terminal utilisateur vers la passerelle 11. Selon une variante, on utilise des passerelles de repetition 12 a 14. Ces passerelles permettent de regenerer les signaux de donnees utiles et eventuellement les signaux de gestion de communication dans le sousreseau 1. Les passerelles 12 a C:\WINDOWS\Bureau\oreYctl9314rnodi8.doc30/04/02- 15:04 - 13/21 14 relayent les signaux vers les terminaux utilisateurs 21 a 34. Les passerelles de repetition 12 a 14 peuvent egalement adapter les signaux de donnees utiles provenant de la passerelle 11. L'adaptation des signaux de donnees utiles peut par exemple consister a emettre les signaux de donnees utiles en les modulant dans une plage de frequence differente de leur plage de frequence de modulation d'origines. On peut ainsi prevoir que la passerelle 12 re, coive des signaux de donnees utiles provenant de la passerelle 11 avec une modulation dans la plage de 1 a 10 MHz et reemette ces signaux sur le sous-reseau avec une modulation dans la plage de 10 a 20 MHz. On peut egalement prevoir que les passerelles servent a relayer les donnees utiles ou les donnees de gestion aux niveaux de transformateurs. On peut par exemple prevoir que les passerelles 12 et 13 soient connectees a des coupleurs 42, 43 et 44, 45 respectivement. Les coupleurs 42, 43 et 44, 45 vent alors places de part et d'autre d'un transformateur moyenne tension/basse tension. On peut ainsi prevoir que les passerelles fassent transiter les donnees a travers des transformateurs dont une tension d'entree est comprise entre 3KV et 60KV. Les flux de donnees utiles ou de donnees de gestion transitent alors par les passerelles 12 ou 13, qui reemettent dans une bande frequence adequate ces donnees sur la partie du sous-reseau de distribution 1 destinataire des donnees. On place typiquement les passerelles de repetition 12 et 13 sur les departs de derivations du sous-reseau de distribution 1 afin de communiquer avec le plus grand nombre possible de terminaux utilisateurs. Dans l'exemple de la figure 1, on utilise egalement une passerelle secondaire munie d'une liaison 3 avec un reseau de communication exterieur a l'arborescence du sous-reseau de distribution 1. Le reseau de communication exterieur raccorde a la liaison 4 peut 8tre le mOme que le reseau de communication exterieur raccorde a la liaison 3. Dans ce cas, la passerelle 15 peut 8tre utilisee comme passerelle de secours en cas de defaillance de la transmission de donnees utiles par la passerelle 11. Une telle redondance de liaison de communication avec l'exterieur peut egalement permettre d'accro^tre la bande passante de communication du sous-reseau de distribution 1 avec 1'exterieur. Le basculement d'une passerelle vers une autre peut 8tre commande par le systeme de controle et de surveillance 2 lorsque celui-ci detecte une defaillance des communications provenant d'une passerelle. On utilise cependant de preference des liaisons de communication exterieures 3 et 4 de types differents. On peut ainsi prevoir une liaison 3 par cable et une liaison 4 par l'ADSL. Cette differenciation des liaisons du sous-reseau de distribution 1 avec l'exterieur permet d'effectuer un basculement entre les passerelles 11 et 15 pour la communication avec l'exterieur. La decision de basculement peut par exemple tenir compte de la vitesse instantanee de transmission sur les liaisons, du cout de connexion sur les liaisons ou encore de la qualite de transmission sur les liaisons. C:\WINDOWS\Bureau\brevet 1 93 1 4rwdi8. doc- 3 0104/02-1 5:04 -1 4/2 1 Lors d'une defaillance d'une liaison, la probabilite de fonctionnement de l'autre liaison est en outre superieure lorsque le type de liaison est differencie. Les commandes de basculement p euvent etre emises vers une p ass erelle s o it en p as sant par le reseau de communication exterieur, soit en passant par le sous-reseau de distribution 1 en utilisant un protocole adequat. L'utilisation de plusieurs passerelles dans le sousreseau de distribution 1 permet egalement d'utiliser differentes bandes de frequences pour differents flux de donnees utiles. On peut prevoir qu'une passerelle gere le routage d'un flux specifique sur une ou plusieurs bandes de frequences qui lui vent allouees sur le sous-reseau de distribution 1. On peut par exemple prevoir d'utiliser une bande de frequence pour la transmission des donnees internet, et d'utiliser une autre bande de frequence pour la transmission de donnees intranet sur le sous-reseau de distribution 1. Cette differentiation des flux permet de limiter le nombre de pare-feux -aussi appeles firewalls en anglaisutilises. On n'equipera par exemple que les passerelles dediees a la transmission de donnees internet avec des pare-faux. On peut ainsi realiser d'importantes economies de materiel de communication sur le sousreseau de distribution 1. Dans l'exemple de la figure 1, on prevoit egalement l'utilisation d'une passerelle de repetition de secours 14. Une telle passerelle effectue une connexion entre deux derivations du sous-reseau de distribution 1 afin de palier a une eventuelles defaillances d'une passerelle placee en tete de derivation. Dans l'exemple, en supposant que la passerelle 13 soit defaillante, la derivation correspondante -derivation des coupleurs 57 a 64- dispose de la derivation de la passerelle 12 erivation des coupleurs 52 a 56- par l'intermediaire de la passerelle 14 pour la communication des donnees utiles provenant de la passerelle 11. On utilise de preference la plage de frequence definie par la norrne CENELEC -065, ctest-a-dire de 9 KHz a 150 KH:z, pour moduler les donnees de gestion de communication. On peut par exemple utiliser la plage entre 9KHz et 125 KHz correspondent approximativement aux bandes A et B de la norme CENELEC. La propagation des signaux en utilisant cette plage de frequence est en effet beaucoup plus gable que pour des plages de frequences superieures. Des signaux de gestion ainsi modules vent moins sensibles a la distribution de phase, plus tolerants aux areas de charges du reseau de distribution et moins sensibles aux modifications de structure du reseau. On utilise de fa,con avantageuse une modulation des signaux de gestion avec une frequence comprise entre 95 KHz et 150 KHz -approximativement les bandes B et C CENELEC-, afin d'eviter le spectre de frequence generalement reserve au distributeur d'electricite. C:\WINDOWS\Bureau\brevetl9314rnodiEi.doc- 30/04/02- 15:04 - 15/21 On utilise encore de fa,con avantageuse une modulation des signaux de gestion avec une frequence comprise entre 9KHz et 125 KHz - approximativement la bande B CENELEC-, afin d'eviter le spectre de frequences reserve aux applications domotiques. Le spectre reserve a la domotique est en France la bande C de la norme CENELEC. Ainsi, la plage de modulation des signaux de gestion comprise entre 95 KHz et KHz est particulierement avantageuse car cette plage est quasiment libre. On peut egalement prevoir dans une variante de mettre en communication des systeme de contr81e et de surveillance 2 connectes a differents sousreseau de distribution 1. Dans le cas ou les differents systeme de contr81e et de surveillance 2 vent separes par des transformateurs moyenne tension, on utilise de preference une modulation comprise dans une plage allant de 3 KHz a 20 KHz -teas de la bande A C ENELE C -p our transmettre de s in fo rm ations entre l e s system e de c ontr8 1e et de surveillance 2. Les signaux d'information ainsi modules peuvent ainsi traverser les transformateurs intermediaires sans encombre. On peut alors prevoir que le systeme de contr81e et de surveillance 2 communique avec divers autres elements d'un reseau de communication en amont du sous-reseau de distribution 1. On peut utiliser les bandes de frequence de lMHz a 10MHz et de 10 a 30 MHz pour moduler les signaux de donnees utiles. On utilise de preference une frequence porteuse de modulation superieure a 1 MHz pour augmenter la vitesse de transmission des donnees utiles. On peut prevoir la definition de plusieurs bandes de frequence distinctes pour transmettre les donnees utiles. On peut changer de bande de frequence de modulation des donnees utiles en fonction de parametres du reseau de distribution. En supposant par exemple qu'on definisse trots bandes de frequence, respectivement de 1 a 10 MHz, de 10 a 20 MHz et de 20 a 30MHz. Ces bandes de frequences peuvent etre utilisees simultanement ou etre utilisees alternativement. On peut ainsi prevoir de commuter la modulation des signaux de donnees utiles vers une bande de frequence inferieure lorsque l'on detecte une variation des caracteristiques de propagation sur le reseau ou en fonction des autres parametres decrits auparavant. Bien entendu, la presente invention n'est pas limitee aux exemples et modes de realisation decrits et representes, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a l'homme de ['art. C:\WINDOWS\}3ureau\brevet19314rnodifs.doc- 30/04/02- 15:04 - 16/21 REVENDICATIONS 1- Procede de communication sur un reseau de distribution d'electricite (1), comprenant les etapes de: -transmission sur le reseau de signaux de donnbes utiles modules a des frequences superieures a 400KHz transmission sur le reseau de signaux de gestion de communication sur le reseau de distribution, ces signaux etant modules a des frequences inferieures a 150 KHz. 2- Le procede de communication selon la revendication 1, caracterise en ce que les signaux de donnees utiles vent modules a des frequences superieures a lMHz. 3- Le procede de communication de la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que les signaux de gestion de communication comprennent des donnees choisies dans le groupe suivant: des donnees de gestion des donnees utiles, des donnees de signalisation, des donnees de dephasage des signaux par rapport a la tension d'alimentation du reseau de distribution, des donnees de performance de communication, des donnees d'etat de marche, des donnees de commande de changement de bande de transmission des donnees utiles, des donnees de controle de couplage ou des donnees de commande de changement de mode de couplage. 4- Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que des signaux de gestion de communication vent transmis entre plusieurs systemes de gestion de communication (2) separes par des transformateurs dont une tension d'entree est comprise entre 3KV et 60KV. 5- Le procede de la revendication 4, caracterise en ce que les signaux de gestion de communication transmis entre les systemes de gestion de communication (2) vent modules a des frequences comprises entre 3KHz et KHz. 6- Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que des signaux de gestion de communication vent transmis entre un systeme de gestion de communication (2) et un coupleur du reseau de distribution (40, 41,50,51). C:\WENDOWS\BureauXbrevet19314rrodifi.doc-30/04/02- Is04- 17nl 7- Le procede de la revendication 6, caracterise en ce que les signaux de gestion de communication transmis entre le systeme de gestion de communication (2) et un coupleur du reseau (40, 41, 50, 51) vent modules a des frequences comprises entre 9 et 150 KHz. 8- Le procede de la revendication 7, caracterise en ce que les signaux de gestion de communication transmis entre le systeme de gestion de communication et un coupleur du reseau vent modules a des frequences comprises entre 95 et 125 KHz. 9- Le procede de l'une des revendications 6 a 8, caracterise en ce qu'il comprend en outre les etapes de: -connexion d'un coupleur au reseau de distribution; -configuration de la transmission de donnees de gestion entre le coupleur et le systeme de controle et de surveillance (2); transmission de donnees de conf1guration de la transmission des donnees utiles, du systeme de controle et de surveillance (2) vers le coupleur (51); -confguration de la transmission de donnees utiles du coupleur. - Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que: -les signaux de donnees utiles vent transmis entre: rune passerelle (11, 15) du reseau de distribution (1) et un terminal utilisateur (22) connecte au reseau de distribution (1). 11-Le procede de la revendication 10, caracterise en ce que la passerelle (11, ) est egalement connectee a un reseau de communication exterieur au reseau de distribution (3, 4). 12- Le procede de la revendication 11, caracterise en ce qu'une autre passerelle (15) est egalement connectee au reseau de distribution (1) et a un autre reseau de communication exterieur (4), et en ce qu'il comprend en outre une etape de commutation de transmission de donnees utiles entre les passerelles (11, 15). 13-Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que les signaux de donnees de gestion vent synchrones avec la tension d'alimentation du reseau de distribution. C:\WINDOWSV'dureau\brevet l 931 4modif .doc- 3 0104/02-] 5:04 - 18/21 14Le procede de la revendication 13, caracterise en ce qu'il comprend en outre les etapes de: -mesure par plusieurs coupleurs des differences de phase entre les signaux de donnees de gestion et la tension d'alimentation; -envoi des differences de phase mesurees vers un systeme de contr81e et de surveillance (2) connecte au reseau de distribution (1); -determination de la structure du reseau de distribution en fonction des differences de phase envoyees par le systeme de contr81e et de surveillance (2). -Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend en outre les etapes de: -transmission de signaux de donnees utiles dans une premiere plage de 1 5 frequences; -commutation de la transmission des signaux de donnees utiles vers une deuxieme plage de frequences. 16-Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend en outre les etapes de: -transmission de signaux de donnees utiles et de signaux de donnees de gestion sur le reseau de distribution par l'intermediaire d'un coupleur; -transmission de donnees utiles par radioDrequences entre le coupleur et un terminal utilisateur. 17- Le procede de l'une des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend les etapes de: -detection d'une defaillance de la transmission de signaux de donnees utiles; -emission d'un signal de gestion de test par un coupleur; -reception du signal de test par un autre coupleur et determination de l'integrite de la liaison physique entre les coupleurs. 18-Dispositif de communication (40, 50, 500) sur un reseau de distribution d'electricite comprenant: rune interface de connexion a un reseau de distribution d'electricite (1); -des premier et deuxieme modems susceptibles de communiquer avec un reseau de distribution d'electricite par l'intermediaire de ['interface, les C:\WINDOWS\Bureau\brevetl9314rnodi8.doc- 30/04/02- 15:04 - 19/21 frequences de modulation du premier modem (72, 82, 92) etant inferieures a l50KHz et les frequences de modulation du deuxieme modem (77, 87, 97) etant superieures a 400KHz. 19- Le dispositif de la revendication 18, caracterise en ce que: ['interface est une interface de connexion a un reseau de distribution triphase connectee au deuxieme modem; -le dispositif comprend en outre un commutateur (83, 84, 89) susceptible de commuter la connexion du deuxieme modem a ['interface. - Le dispositif de la revendication 19, caracterise en ce que le commutateur comprend: run processeur (83); run relais (84, 89) commande par le processeur place sur la connexion du deuxieme modem a ['interface. 21- Le dispositif de l'une des revendications 18 a 20, caracterise en ce que: -le deuxieme modem presente plusieurs plages de frequences de modulation; -le dispositif presente en outre une commande susceptible de modifier la plage de frequence de modulation du deuxieme modem. 22-Le dispositif de l'une des revendications 18 a 21, caracterise en ce que le dispositif est un coupleur (500), et en ce que le coupleur integre les premier et deuxieme modems (92, 97). 23-Le dispositif de la revendication 21, caracterise en ce qu'il comprend en outre un emetteur radio-frequence (101) communiquant avec le deuxieme modem.