Découverte et tests des kits CPL PG2400P et PGW2440 de TP-Link

Alexandre Laurent

Cet article présente les kits CPL PG24000P et PGW2440 de TP-Link permettant de partager un réseau Ethernet au sein d’une habitation grâce aux lignes électriques. Ces kits fonctionnent suivant la norme Gigabit Home Networking (G.hn), une norme supposément plus fiable et offrent des débits théoriques intéressants.

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- Titre : Découverte et tests des kits CPL PG2400P et PGW2440 de TP-Link

- Auteur : Alexandre Laurent

- Parution : 17 décembre 2024

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Sommaire

- I. Introduction

- I-A. Les courants porteurs de ligne

- I-A-1. Fonctionnement du CPL

- I-A-2. Spécifications

- I-A-2-a. HomePlug

- I-A-3. Gigabit Home Networking

- I-B. Modèles

- I-C. Caractéristiques

- I-C-1. PG2400P

- I-C-2. PGW2440

- II. Déballage

- II-A. PG2400P

- II-B. PGW24440

- III. Mise en route

- III-A. PGW2440

- III-B. DEL

- III-B-1. CPL

- III-B-2. Ethernet

- III-B-3. WiFi

- III-C. Configuration

- III-C-1. Interface Web

- III-C-1-a. Paramètres d’appareil

- III-C-1-b. Système

- III-C-2. PGW2440

- III-D. tpPLC

- III-E. tpPLC (mobiles)

- IV. Performances

- IV-A. Latence

- IV-A-1. Stabilité

- IV-B. Débit

- IV-C. Nuisance électrique

- IV-D. Consommation électrique

- V. Conclusion

- V-A. Notes

- VI. Remerciements

I - Introduction

La répartition d’un réseau, que ce soit avec des câbles Ethernet ou avec une technologie sans-fil telle que le WiFi, est devenu un élément essentiel dans les habitations, au même titre que l’électricité. En effet, nous souhaitons dorénavant connecter une multitude d’appareils à Internet : ordinateurs, téléphones, télévisions, radios et plus encore. Dans le meilleur des cas, cela a été prévu à la construction de l’habitation et ainsi, vous avez une prise RJ-45 dans chacune des pièces de votre habituation et les câbles sont cachés dans les murs. Toutefois, cela est rare et la solution est rarement de laisser courir des câbles au travers des pièces, plus ou moins visiblement. Évidemment, le WiFi est une solution, mais elle a aussi des limitations : suivant l’agencement de l’habitation, l’utilisation d’un répéteur pour étendre le réseau dans les pièces les plus éloignées n’est pas toujours possible. En effet, dans la configuration suivante :

La box Internet fournissant le WiFi est en haut à gauche, dans la « Salle 1 » et son emplacement étant fixé par l’installateur de l’opérateur Internet. La « Salle 2 » est une salle où vous ne pouvez pas placer de répéteur : une salle de bain, par exemple. Le fait de placer un répéteur dans la « salle 3 » ne permettra de répéter qu’un réseau faiblement capté, offrant donc un service de basse qualité.

Il existe néanmoins une autre solution : la technologie du courant porteur de ligne (CPL). Grâce à l’utilisation de kits adaptés, le réseau Ethernet sera partagé en utilisant les lignes électriques de l’habitation. L’installation est donc aussi simple que celle du répéteur WiFi, mais l’utilisateur est libre de placer le kit sur la prise qui convient le mieux et ce même si elle se trouve à l’autre bout de l’habitation.

I-A - Les courants porteurs de ligne

La communication par courants porteurs de ligne (CPL), appelée « Powerline communication » (PLC) n’est pas une idée nouvelle et, d’après Wikipedia, remonte aux années 1930. C’est aussi une solution qui est utilisée de manière industrielle depuis de nombreuses années (télémétrie [tel que le compteur Linky], éclairage public…).

I-A-1 - Fonctionnement du CPL

L’idée est simple : alors que l’électricité, comme source d’alimentation pour nos appareils repose sur une tension d’environ 230 V, modulée en 50 Hz (voire 60 Hz), il est possible de faire passer, sur la même ligne, un deuxième signal, de faible tension et modulé différemment (plusieurs mégahertz). Les deux signaux se différencient grâce à leur tension et leur fréquence de modulation. Voici un schéma illustrant la présence des deux signaux :

Sur ce schéma, le courant alternatif du réseau électrique est représenté en vert foncé alors que le signal Ethernet transitant par-dessus le réseau électrique est en bleu. Du côté des appareils électriques, cette perturbation, de haute fréquence, est invisible. Le réseau électrique contient toujours du bruit et les appareils sont prévus pour gérer une tension approximative (entre 220 et 240 V, mais en réalité, la plage permise est souvent plus grande). Du côté de l’adaptateur CPL, un filtre passe-haut va être utilisé pour extraire le signal Ethernet, représenté en bleu dans le schéma.

I-A-2 - Spécifications

Reposant sur les lignes électriques, différentes spécifications ont vu le jour où chaque nouvelle version vise à apporter de meilleurs débits ainsi qu’une meilleure fiabilité dans la communication.

I-A-2-a - HomePlug

La famille de spécifications HomePlug a été mis en place par l’alliance commerciale HomePlug. Elle comprend quatre versions :

- HomePlug 1.0 : spécification de 2001, permettant d’obtenir un débit théorique sur la couche physique jusqu’à 14 Mbits/s.

- HomePlug AV : spécification publiée en 2005 et première technologie à être réellement connue du grand public, elle remplace HomePlug 1.0. Offrant un débit théorique sur la couche physique de 200 Mbits/s (et 80 Mbits/s sur la couche MAC(1)), il repose sur l’utilisation d’une bande de fréquence allant de 2 à 28 MHz. Les adaptateurs peuvent changer de fréquence pour s’adapter aux nuisances présentes sur la ligne électrique. Elle offre aussi du chiffrement (AES 128) et de la correction d’erreur.

- HomePlug AV2 : spécification publiée en 2012 proposant de meilleurs débits (jusqu’à 1.5 Gbits/s sur la couche physique) grâce à l’utilisation d’une plage étendue de fréquence (de 2 à 86 MHz) et du Multiple In Multiple Out (MIMO(2)). Un mode d’économie d’énergie a aussi été introduit.

- HomePlug Green Phy : une mise à jour de HomePlug AV visant à réduire la consommation électrique. Celle-ci a été conçue pour la mise en place de grille intelligente (aussi appelé « smart grid », un réseau électrique où des informations sont échangés entre le fournisseur et le consommateur).

HomePlug AV et AV 2 ne sont pas inter-compatibles. Précisément, il est possible d’utiliser en parallèle des adaptateurs HomePlug 1.0 et des adaptateurs HomePlug AV et AV 2 sans pour autant que ceux-ci puissent communiquer entre eux.

Le plus fiable sera certainement d’acheter des adaptateurs de la même marque et évidemment, supportant la même technologie.

I-A-3 - Gigabit Home Networking

La spécification Gigabit Home Networking (G.hn) provient de l’union internationale des télécommunications et a été établie en 2009, pour la couche physique, et 2010, pour la couche de données. Celle-ci permet des communications aussi bien sur des lignes téléphoniques, coaxiales, électriques et fibres optique plastique. Elles incluent de nombreuses techniques pour diminuer les interférences et la perte d’informations :

- code de parité de basse densité ;

- correction d’erreur ;

- utilisation précise d’une fréquence donnée.

- répétition de requête automatique ;

Aussi, G.hn dispose de sécurité de point à point et du chiffrement AES 128.

La spécification évoluant aussi, les différentes versions sont appelées Wave. Alors que la première phase était limitée à une vitesse de 1 200 Mbits/s sur la couche physique, G.hn Wave-2 permet d’atteindre jusqu’à 2 400 Mbit/s (d’où la mention, de G.hn 2400), grâce à la technique Multiple In Multiple Out (MIMO).

Une troisième phrase est en cours d’élaboration avec des débits, sur la couche physique, plus hauts. L’objectif est d’atteindre 10 Gbits/s.

I-B - Modèles

Le constructeur TP-Link propose aussi bien des modèles d’adaptateurs CPL reposant sur la norme G.hn (Wave-1 et Wave-2) que des modèles reposant sur la norme HomePlug AV.

Les adaptateurs G.hn de TP-Link sont estampillés PG (pour PowerGrid) alors que les adaptateurs HomePlug AV de TP-Link sont estampillés TP (probablement en référence au nom de marque TP-Link). Ceux fournissant un réseau Wifi seront attribués de la lettre ‘W’ ou de la mention ‘WPA’. Pour les kits G.hn, la vitesse théorique physique est indiquée en Mbits/s, soit 1200 ou 2400. Finalement un dernier ‘P’ (pour « passthrough ») peut être ajouté à la fin du nom du modèle pour indiquer que l’adaptateur fournit une prise femelle, ne bloquant ainsi pas une prise électrique de votre habituation.

I-C - Caractéristiques

I-C-1 - PG2400P

Le PG2400P est donc un kit apportant deux adaptateurs CPL, G.hn Wave-2, disposant d’une prise électrique femelle. Ces adaptateurs sont identiques et offrent deux ports RJ-45. Le débit de données théorique maximal est de 1428 Mbits/s pour une consommation électrique maximale de 6,32 W (0.98 W en veille). Les adaptateurs disposent d’un bouton d’appairage, servant aussi de bouton de réinitialisation après un appui long de six secondes.

I-C-2 - PGW2440

Le PGW2440 est un kit apportant deux adaptateurs CPL, G.hn Wave-2. L’un des adaptateurs est identique à ceux du kit PG2400P, avec une prise électrique femelle et deux ports RJ-45. Le second adaptateur est particulier, car fournissant un réseau WiFi 6, AX 1800 (1201 Mbit/s en 5 GHz et 574 Mbits/s en 2,4 GHz). Cet adaptateur dispose de deux boutons, celui d’appairage et un bouton pour se connecter automatiquement à un réseau WiFi. En plus du WiFi, l’adaptateur offre un port RJ-45. D’après le constructeur, la consommation typique est de 9.2 W pouvant atteindre un maximum de 15,9 W). Par contre, il ne dispose pas de prise électrique femelle.

II - Déballage

Maintenant que nous avons une meilleure compréhension de ce qu’est le CPL, découvrons les kits PG2400P et PGW2440 proposés par TP-Link :

La face avant de l’emballage montre en photo le produit, son nom et une description. De plus, quatre points forts du produit sont montrés.

Les caractéristiques du produit sont indiquées sur le côté droit : la portée (jusqu’à 300 m), les dimensions, le débit de données théorique, une mention que le kit n’est pas compatible avec la spécification HomePlug AV/AV2, le contenu du paquet, ainsi qu’un schéma d’installation.

Le côté gauche montre une photo avec légende d’une prise et un rappel de l’incompatibilité avec HomePlug AV/AV2.

Finalement, l’arrière de la boîte montre un exemple d’habitation et les avantages d’un tel produit ainsi que quelques fonctionnalités, comme l’utilisation de connexion Ethernet ou encore, le mode d’économie d’énergie.

La boîte s’ouvre par le côté et permet de sortir un emballage en carton renforcé accueillant les deux prises du kit :

Sur le dessus, on trouve les guides rapides d’installation :

- le premier est un dépliant offrant un guide imagé pour installer le kit ;

- le second est un guide textuel traduit dans de nombreuses langues.

Les prises sont enveloppées dans un sachet. Dans le kit PG2400P, les deux adaptateurs sont totalement identiques.

Finalement, au fond, entre les prises, deux câbles Ethernet RJ-45 catégorie 5e, de deux mètres sont fournis.

II-A - PG2400P

Le bloc CPL est donc à brancher sur une prise murale et permet de brancher les équipements électriques classiques sur la prise gigogne femelle du bloc.

Au-dessus de la prise est indiquée la charge électrique maximale pouvant être branchée : 3680 W/16 A.

L’adaptateur est estampillé TP-Link en dessous de la prise et dispose de deux voyants.

Finalement, le bas du bloc est légèrement décoré et offre des trous d’aération pour les composants internes. L’adaptateur dispose de deux ports RJ-45 sur le dessous.

À l’arrière, on retrouve la prise à connecter au mur, ainsi qu’une étiquette mentionnant les informations de conformité, ainsi que l’adresse MAC.

Les blocs disposent d’un bouton Pair à droite.

Un adaptateur mesure 13,6 cm de hauteur, 6,7 cm de largeur et 4,2 cm de profondeur (la prise secteur n’est pas prise en compte dans la mesure). Le bloc pèse 237 g.

II-B - PGW24440

L’arrière de l’adaptateur CPL fournissant un réseau WiFi du kit PGW2440 est similaire aux autres adaptateurs et dispose donc d’une prise secteur mâle à brancher à une prise murale. Une étiquette est aussi présente, avec les informations de conformité, l’adresse MAC, le SSID et le mot de passe par défaut.

La face avant montre le logo TP-Link, trois voyants (CPL, Ethernet et WiFI) et la mention « G.hn2400 ». La surface est légèrement brillante.

La partie inférieure de l’adaptateur reprend l’aspect des autres adaptateurs, cette fois, sans trou pour l’aération. Pour cet adaptateur, l’aération est assurée sur les côtés. Sur le dessus, une autre étiquette est présente pour rappeler le nom du SSID et le mot de passe par défaut.

Le côté droit offre un port RJ-45 alors que le côté gauche dispose des boutons pour l’appairage et le WiFi.

Cet adaptateur mesure 15,4 cm de hauteur, 7,9 cm de hauteur et 3,5 cm en profondeur (la prise secteur n’est pas prise en compte dans la mesure) et pèse 330 g. Plus précisément, l’adaptateur CPL + WiFi est plus grand et un peu plus lourd que les autres adaptateurs.

III - Mise en route

La mise en route du kit est simple. Il suffit de connecter un premier bloc en Ethernet avec le routeur et de la brancher.

Ensuite, il faut brancher le deuxième bloc à une autre prise. La synchronisation s’effectuera automatiquement. Toutefois, de la sorte, les adaptateurs utilisent une configuration par défaut qui est donc sujette à un piratage : un autre adaptateur pourrait être branché et réussir à se synchroniser en utilisant les mêmes paramètres par défaut. Pour sécuriser la communication des adaptateurs, il suffit d’appuyer sur le bouton « Pair » sur chacun des blocs (dans un intervalle de deux minutes). Ainsi, un nouveau paramétrage de l’interconnexion CPL sera effectué.

III-A - PGW2440

Pour l’adaptateur CPL fournissant un réseau WiFi, la connexion CPL s’établit de la même façon, grâce au bouton « Pair ».

Le bouton « WiFi » permet de synchroniser le réseau WiFi avec un réseau déjà existant. Pour cela, il est nécessaire d’appuyer sur le bouton « WPS » du routeur WiFI, puis le bouton « WiFi » (pendant une seconde) sur l’adaptateur. Ainsi, l’adaptateur va se connecter au réseau WiFi et copier les paramètres de ce dernier.

Les paramètres WiFi peuvent aussi être synchronisés automatiquement au travers du réseau CPL, entre les adaptateurs CPL offrant du WiFi.

Il en est de même lors de l’utilisation de l’interface d’administration de l’adaptateur CPL : les paramètres WiFi sont transférés à tous les adaptateurs présents ayant la fonctionnalité WiFi.

Il est aussi possible d’appuyer sur le bouton WiFi pendant cinq secondes pour l’éteindre (ou l’allumer).

III-B - DEL

Les adaptateurs PG2400P offrent deux DEL pour obtenir des informations rapides sur l’état de la connexion CPL et le statut des ports Ethernet. L’adaptateur CPL offrant du WiFi du kit PGW2440 dispose d’un troisième voyant dédié au réseau WiFi.

III-B-1 - CPL

- Orange : pas de connexion au réseau CPL ;

- Vert clignotant : recherche du réseau CPL ;

- Vert : connecté au réseau CPL ;

- Vert clignotant lentement : veille

III-B-2 - Ethernet

- Éteint : aucun appareil n’est connecté en Ethernet ;

- Allumé (vert) : au moins un appareil est connecté.

III-B-3 - WiFi

- Éteint : le WiFi est désactivé ;

- Vert clignotant : recherche et synchronisation avec un réseau WiFi ;

- Vert : réseau WiFi fonctionnel

III-C - Configuration

III-C-1 - Interface Web

Naturellement, chaque bloc dispose de sa propre adresse IP sur votre réseau local. Vous pouvez vous connecter à cette adresse IP afin d’accéder au serveur Web d’administration du bloc.

Pour trouver l’adresse IP du bloc, vous pouvez consulter l’administration du routeur gérant votre réseau local ou utiliser l’application du constructeur : tpPCL.

Lorsque connecté au réseau WiFi d’un adaptateur CPL, vous pouvez aussi utiliser l’adresse http://tplinkplc.net/.

À la première connexion sur le bloc, un nouveau mot de passe sera demandé :

Une fois connecté, le bloc affiche un récapitulatif de sa configuration :

Sur cette page, il est possible de cliquer sur l’icône « réseau CPL » afin d’avoir des informations, notamment la vitesse établie de communication sur le réseau CPL.

III-C-1-a - Paramètres d’appareil

La deuxième section, relative à l’administration du bloc CPL, permet de régler différentes fonctionnalités du bloc :

- le nom de l’appareil ainsi que le nom du réseau CPL. C’est en ayant un nom de réseau commun que les blocs CPL peuvent communiquer. De plus, c’est en ayant un nom, autre que celui par défaut, que la ligne est sécurisée ;

- de démarrer un appairage grâce à un bouton dans l’interface reproduisant le comportement d’un appui sur le bouton physique du kit. Il est aussi possible de quitter le réseau actuel (le bloc génère un nouveau nom de réseau) ;

- de définir la politique de fonctionnement du mode d’économie d’énergie : le mode d’économie d’énergie peut s’activer soit si aucun appareil n’est connecté aux ports Ethernet, soit lorsque le trafic réseau est faible ;

- de configurer le mode de compatibilité, entre Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) et Single-Input Single-Output (SISO) afin d’améliorer la communication avec les appareils Very-high-speed rate Digital Subscriber Line (VDSL). En effet, les adaptateurs CPL produisent des interférences électromagnétiques pouvant alors perturber les données transitant sur un câble téléphonique. La plage de fréquence utilisée par les deux technologies possède un segment commun : de 25 KHz à 35 MHz pour le VDSL et de 2 à 86 MHz pour le G.hn. Dans un tel cas, il est nécessaire de désactiver le MIMO ;

- de définir une adresse IP fixe ou dynamique ;

- d’éteindre les LED immédiatement ou de définir une plage horaire pendant laquelle les LED sont éteintes ;

- de définir la politique de qualité de service suivant quatre pré-définies : Standard, Jeu, Audio ou Vidéo et Voix sur IP.

III-C-1-b - Système

La dernière section permet de :

- définir l’heure du système ou comment synchroniser celle-ci par le réseau (ainsi que le passage à l’heure d’été) ;

- de mettre à jour le firmware ;

- de réinitialiser aux paramètres d’usine ;

- de redémarrer le bloc ou de définir un horaire de redémarrage automatique ;

- de changer le mot de passe.

III-C-2 - PGW2440

L’adaptateur CPL offrant du WiFi dispose évidemment d’une section supplémentaire, dédiée à la configuration du réseau WiFi :

- Paramètres Wi-Fi : pour configurer les réseaux WiFi émis par l’adaptateur. La configuration du réseau 2,4 GHz et 5 GHz peut se faire indépendamment et il est même possible de définir la force du signal (sur trois niveaux) ;

- Filtre MAC : pour empêcher certains appareils de se connecter. Vous pouvez définir une liste noire bloquant la connexion à des appareils définis ou une liste blanche, permettant uniquement aux appareils de la liste de se connecter ;

- Wi-Fi Move : pour activer la synchronisation des paramètres aux autres adaptateurs ;

- Wi-Fi Clone : pour choisir quelle bande du réseau cloner ;

- Les clients : affiche la liste des clients connectés à l’adaptateur ;

- Horaire Wi-Fi : pour choisir des plages horaires pendant lesquelles le réseau WiFi est éteint ou allumé ;

- Contrôle parental : pour permettre à certains périphériques de se connecter uniquement à des horaires donnés de la journée ;

- Réseaux invités : pour ouvrir le réseau sur une période donnée ;

- EasyMesh : fonctionnalité spécifique aux appareils TP-Link permettant de synchroniser les paramètres avec un routeur.

De plus, l’adaptateur permet de configurer le comportement du serveur DHCP propre au réseau WiFi. Au sein d’un réseau domestique, ce service est habituellement rendu par la box Internet et il n’est donc pas utile que l’adaptateur fournisse son propre serveur DHCP. L’option « Auto » permet de détecter si un serveur DHCP est déjà en place. Dans un tel cas, le serveur DHCP du kit sera désactivé pour ne pas rentrer en conflit avec le serveur déjà en place :

Finalement, quelques autres particularités sont disponibles sur cette interface :

- la possibilité de sauvegarder dans un fichier et de restaurer la configuration ;

- la possibilité d’accéder à un journal ;

- il n’y a pas de gestion de veille : cet adaptateur n’a pas de mode veille.

III-D - tpPLC

TP-Link propose aussi une application pour Windows et Mac OS afin de découvrir les kits présent sur le réseau. Grâce à WinPcap, elle sera capable de trouver l’adresse IP des kits et d’afficher quelques informations telles que la vitesse de communication sur le réseau électrique.
Aussi grâce à l’utilitaire, vous pourrez accéder facilement à l’interface Web des adaptateurs.

III-E - tpPLC (mobiles)

De plus, TP-Link propose une application mobile pour Android, iPad et iPhone. Celle-ci n’est utilisable que si au moins un adaptateur CPL fournissant un réseau WiFi est disponible.
L’application permet :

- d’obtenir des informations sur le réseau CPL (liste des adaptateurs, vitesse de communication entre ceux-ci) ;

- d’allumer ou d’éteindre les LED des adaptateurs (de manière globale ou spécifique) ;

- de changer le nom du réseau CPL ;

- d’accéder à la configuration d’un adaptateur ;

- de changer les paramètres du réseau WiFi fourni par les adaptateurs ;

IV - Performances

J’ai testé les kits G.hn dans plusieurs configurations afin de déterminer l’impact de l’emplacement des adaptateurs au sein d’une habitation :

- référence : les deux ordinateurs utilisés dans le test sont connectés directement.

- cas 0 : les deux machines sont branchées sur le même adaptateur, la composante CPL est inutile ;

- cas A et A’, les adaptateurs sont branchés sur deux prises situées sur un même mur, à quelques mètres de distance. Le cas A’ reprend le même test, mais dans une autre pièce ;

- cas B, les adaptateurs sont branchés dans la même pièce, mais sur des murs opposés ;

- cas C, les adaptateurs sont branchés chacun dans une pièce adjacente ;

- cas D, les adaptateurs sont branchés chacun dans une pièce, une pièce séparant les pièces précédentes ;

- cas E, même cas que D, mais avec deux autres pièces ;

- cas F, même cas que E, mais en prenant la prise la plus éloignée de la pièce ;

- cas G, les adaptateurs sont branchés dans les prises les plus éloignées l’une de l’autre de l’habitation.

IV-A - Latence

Le kit CPL ajoute des éléments à votre réseau local et provoque même un changement de support permettant l’inter-communication des appareils grâce aux lignes électriques. Il est donc intéressant de connaître l’impact d’un tel kit, sur la latence.

Le test consiste en l’exécution d’un ping entre un appareil et le routeur, sur une durée d’une heure (avec deux pings par seconde, soit, un échantillon de 7200 pings).

Cas

Minimum (ms)

Moyenne (ms)

Maximum (ms)

Écart type (ms)

Référence

0,084

0,543

0,924

0,154

0

0,229

0,835

1,32

0,162

A

1,054

5,878

356,288

5,758

A’

0,881

3,274

532,242

17,721

B

1,118

2,435

7,624

1,013

C

1,114

2,597

143,265

3,857

D

1,137

3,422

135,745

5,174

E

1,215

2,606

69,647

2,156

F

1,182

2,846

26,275

1,959

G

1,334

3,268

289,962

7,833

Les résultats en termes de latence sont rassurants. En effet, quel que soit le placement des kits, la latence moyenne est inférieure à 6 ms. Avec le cas ‘0’, la latence de la partie RJ-45 de l’adaptateur peut être estimée à 0,3 ms environ. La communication au travers de la ligne électrique ne semble prendre que 1 à 2 ms, suivant la distance séparant les kits. Il devient évident que la distance influe sur la latence.

Étrangement, alors que dans un scénario supposément favorable, le cas A et A’ (les deux kits placés sur des prises partageant le même mur) montre une latence plus haute. Toutefois, ce scénario n’est pas un cas d’utilisation du kit : il est très improbable de retrouver deux adaptateurs sur un même mur.

IV-A-1 - Stabilité

Comme vu précédemment, il arrive que la latence soit excessivement haute. Pour obtenir plus d’informations sur cet aspect, deux observations ont été réalisées, dans le scénario du cas D, pendant une journée de télétravail. Pour cette analyse, quatre pings par seconde sont effectuées.

Encore une fois, les pics montrant une augmentation de la latence sont toujours visibles (avec les pires cas, au-dessus de 100 ms). Toutefois, il est à noter que la moyenne est toujours autour de 6/7 ms et ce, sur plus de 100 000 requêtes. Aussi, en réalité, ces pics sont isolés. En effet, les statistiques montrent leur rareté :

Journée 1

Journée 2

Nombre

Pourcentage

Nombre

Pourcentage

Nombre de requêtes

113238

100,00 %

114715

100,00 %

Requêtes > 20ms

2759

2,43 %

3212

2,79 %

Requêtes > 50ms

74

0,06 %

77

0,06 %

Requêtes > 100ms

16

0,01 %

21

0,01 %

Les pics proviennent probablement d’interférences sur la ligne électrique, toutefois ceux-ci sont rares et isolés. Dans une utilisation quotidienne, en télétravail, l’utilisation des adaptateurs CPL est invisible et ce même lors des visioconférences ou pour suivre une conférence en ligne.

IV-B - Débit

La deuxième métrique intéressante sur une connexion est le débit. Les tests ont été réalisés avec iperf3 sur une durée de deux minutes. Chaque test est effectué trois fois : une fois du PC 1 vers le PC 2, une deuxième fois en sens inverse et la troisième fois, les deux PC en même temps :

Cas

PC 1 vers PC 2 (Mbits/s)

PC 2 vers PC 1 (Mbits/s)

Échange bidirectionnel (Mbits/s)

Total bidirectionnel (Mbits/s)

Référence

2350

2350

2350+2350

0

942

941

939 + 937

A

417

673

267 + 306

573

A’

451

483

435 + 93

528

B

398

495

247 + 270

517

C

349

378

209 + 246

455

D

210

178

115 + 110

225

E

175

195

115 + 105

220

F

183

216

119 + 125

245

G

168

127

82,7 + 89,6

172,3

H

62 + 63

125

Pour ce test, les PC disposent d’adaptateurs Ethernet 2.5 Gbit/s, offrant donc un débit de 2 350 Mbits/s dans iperf3. Dans le cas 0, une fois connecté à un adaptateur CPL, le débit diminue à 940 Mbits/s. En effet, les adaptateurs offrent des connexions RJ-45 de 1 Gbits/s.
Le cas A offre une vision du cas optimal des kits TP-Link : les deux adaptateurs sont branchés sur un même mur, à quelques mètres d’écart, les perturbations sont donc moindres. Par conséquent, ce débit est certainement ce que l’on obtiendra de mieux dans l’habitation. Par contre, ce n’est pas un cas pratique.
Ensuite, plus les adaptateurs sont éloignés, plus le débit diminue. Cela est visible directement avec le cas B où les deux adaptateurs sont toujours dans la même pièce, mais le débit est inférieur à celui obtenu dans le cas A.
Finalement, on pourra remarquer que la couverture complète de l’habitation est possible et le débit sera supérieur à 100 Mbit/s.

Il semble qu’il y ait un comportement de montée en charge. En effet, le débit maximal n’est obtenu qu’après quelques secondes du test.

[ ID] Interval           Transfer     Bitrate
[  5]   0.00-1.00   sec  9.00 MBytes  75.4 Mbits/sec
[  5]   1.00-2.00   sec  16.6 MBytes   139 Mbits/sec
[  5]   2.00-3.00   sec  17.1 MBytes   144 Mbits/sec
[  5]   3.00-4.00   sec  22.6 MBytes   190 Mbits/sec
[  5]   4.00-5.00   sec  26.1 MBytes   219 Mbits/sec
[  5]   5.00-6.00   sec  26.1 MBytes   219 Mbits/sec
[  5]   6.00-7.00   sec  26.9 MBytes   225 Mbits/sec
[  5]   7.00-8.00   sec  26.8 MBytes   224 Mbits/sec
[  5]   8.00-9.00   sec  26.6 MBytes   223 Mbits/sec
[  5]   9.00-10.00  sec  26.9 MBytes   225 Mbits/sec

IV-C - Nuisance électrique

Sachant que les adaptateurs CPL utilisent le réseau électrique de l’habitation pour échanger des données, ceux-ci peuvent être impactés par les autres appareils électriques présents. C’est d’ailleurs une possible explication des pics de latence à plus de 50 ms, mais cela reste difficile à vérifier en raison de la fréquence de ceux-ci et du comportement irrégulier de certains appareils électriques (par exemple, un réfrigérateur qui fonctionne par cycle).

Le test suivant montre la latence, sur une durée de trente minutes, entre deux PC, dans le cas D. Toutefois, au cours de ce test, l’aspirateur a été branché sur une prise dans la même pièce qu’un des adaptateurs entre la neuvième et dixième minute. De plus, entre la dix-septième et dix-huitième minute, l’aspirateur a été débranché et rebranché dans autre pièce (où aucun adaptateur n’est présent).

On remarque que l’utilisation de l’aspirateur, à partir de la septième minute, jusqu’à la 16e minute ne montre aucune altération dans le graphe. Par contre, deux segments (au début du test et à partir de la quinzième minute, pendant quatre minutes) informent d’une dégradation de la latence, mais sans lien avec l’utilisation de l’aspirateur. Voici les statistiques de cette session :

Session

Nombre

Pourcentage

Nombre de requêtes

7200

100,00 %

Requêtes > 20ms

523

7,26 %

Requêtes > 50ms

27

0,37 %

Requêtes > 100ms

6

0,08 %

Un test similaire peut être réalisé pour le débit. Le test suivant se déroule dans les mêmes conditions, mais repose sur iperf3 pour établir un échange bidirectionnel. La première minute, l’aspirateur est débranché. La deuxième minute, l’aspirateur est en marche. La troisième minute, l’aspirateur est éteint.

Encore une fois, l’utilisation de l’aspirateur peine à être visible. La moyenne du débit pour le segment pendant lequel l’aspirateur a été utilisé, est inférieur de 10 Mbits/s par rapport aux autres segments sans aspirateur.

En résumé, l’aspirateur n’est pas un élément perturbateur pour les adaptateurs CPL G.hn de TP-Link. Par contre, il semble être possible que les adaptateurs puissent être impactés par d’autres appareils (comme vu dans les graphiques de stabilité de la latence sur une journée), toutefois, l’impact visible n’est pas alarmant et le réseau Ethernet continuera d’être utilisable.

La documentation officielle indique que les appareils tels que les machines à laver ou encore, les adaptateurs secteurs de mauvaise qualité pour téléphone ou PC portable peuvent affecter le débit.

IV-D - Consommation électrique

Finalement, un autre point intéressant est lié à la consommation électrique. Voici un récapitulatif des observations réalisées :

- le PG2400P consomme environ 3.6 W lorsque branché, sans qu’une connexion RJ-45 ne soit établie. Une fois une connexion établie, la consommation passe à 4.2 W. S’il existe un échange d’un débit de 250 Mbits/s sur le réseau alors la consommation sera autour de 5.2 W. Il n’y a pas de différence visible entre le fait que les DEL soient allumées ou éteintes. Il n’y a pas non plus de différence entre une connexion CPL établie et aucune connexion CPL. En veille, l’adaptateur consomme 0.8 W.

- le PGW2440 consomme environ 7.6 W lorsque branché. Lorsqu’un transfert est en cours, la consommation augmente jusqu’à 10.3 W pour un débit de 200 Mbits/s. La modification de la force du signal WiFi ne semble pas changer la consommation, du moins lorsque les clients sont proches. Encore une fois, la connexion RJ-45 active consomme autour de 0.4 W supplémentaires.

Dans les deux cas, il est certain que la consommation sera plus grande si les débits des données transférées seront plus grands.

La documentation officielle mentionne :

- pour le PG2400P, une consommation maximale de 6,32 W et de 0,98 W en veille ;

- pour le PGW24440, une consommation maximale de 15,9 W et typique de 9,2 W.

L’adaptateur CPL connecté au routeur ne se met jamais en veille, malgré l’utilisation des différentes options de l’interface d’administration.

V - Conclusion

Ces kits offrent un outil performant face à l’utilisation de multiples répéteurs WiFi. Notamment, les kits CPL simples et ceux fournissant un réseau WiFi permettent la connexion de tous les appareils dans une habitation, et ce, même si le routeur Internet est éloigné. La solution idéale est de passer des câbles Ethernet dans les murs (moins de consommation électrique, débit et latence assurés), mais il est évident que ce genre de kits est bien plus simple à installer.

V-A - Notes

Il est peu pratique d’avoir l’adresse MAC à l’arrière des adaptateurs. Cela nécessite de les débrancher pour lire l’adresse MAC. Sinon, il est possible d’utiliser les LED et notamment, le fait de pouvoir les éteindre pour retrouver quel adaptateur correspond à quelle adresse IP.

Sur une utilisation en télétravail reprenant le cas D, l’utilisation d’un kit CPL n’est pas contraignante. Par contre, sachant que les connexions Internet dépassent maintenant la centaine de Mbits/s, l’utilisation d’un tel kit ralentira la connexion, dans les scénarios de téléchargement de fichiers. Dans les autres cas, il est probable que la différence ne se fasse pas sentir, grâce la faible latence ajoutée.

Sur la documentation présente dans les boîtes des kits CPL, le constructeur déconseille de brancher l’adaptateur la tête vers le bas. Toutefois, sur la documentation accessible en ligne (PGW2440 et PG24000P), il est indiqué que c’est possible.

Par contre, sur toutes les documentations, il est déconseillé de brancher un adaptateur CPL sur une multiprise.

Il est intéressant d’avoir un adaptateur avec deux ports RJ-45 pour celui placé à proximité du routeur. En effet, l’utilisation de l’adaptateur occupera un port RJ-45 sur le routeur et un port RJ-45 sur l’adaptateur. Grâce à un tel adaptateur, vous obtenez un port RJ-45 supplémentaire, ce qui peut être pratique.

Lorsque configuré, un adaptateur CPL TP-Link offre une connexion fonctionnelle en moins de dix secondes après le branchement.

Il est possible d’utiliser les adaptateurs CPL sur un circuit électrique triphasé, comme indiqué dans la FAQ officielle. Toutefois, il est conseillé de les brancher sur la même phase afin d’obtenir un meilleur débit, car le franchissement de phase affecte le signal.

VI - Remerciements

Developpez.com tient à remercier TP-Link de nous avoir fourni les kit PG2400P et PGW2440 ayant permis la réalisation de cet article.
Vous pouvez retrouver le kit PG2400P et le kit PGW2440 sur le site officiel de TP-Link.

Merci à Franck Talbart et chrtophe pour leurs suggestions. Merci également à ALT pour sa relecture orthographique.

(1)Les couches font référence au modèle Open Systems Interconnection (OSI). La couche physique est la couche de plus bas niveau et représente la transmission effective des signaux, ici, sur la ligne électrique. La couche MAC est la deuxième couche du modèle et représente les informations d’adressage physique de l’émetteur et du destinataire. La différence dans les débits théoriques est inhérente au fonctionnement du réseau : pour 200 Mbits échangés en une seconde, seul 80 Mbits sont utilisables par la couche MAC et ce nombre diminue encore pour chaque couche supérieure du modèle.

(2)Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) est le nom du procédé dans lequel plusieurs lignes de communication sont utilisées en parallèle, à l’opposé du Single-Input Single-Ouput. Autrement dit, c’est équivalent à brancher deux câbles pour relier deux fois les mêmes machines. De la sorte, les deux machines peuvent communiquer deux fois plus rapidement (la somme de la vitesse sur chaque câble). Le procédé est aussi applicable au WiFi, où, plusieurs fréquences sont utilisées en parallèle. Il en est de même pour le CPL, où, pour augmenter le débit, plusieurs fréquences sont utilisées en parallèle, et ce, même si cela transite par le même fil.