DECT-2020

DECT-2020 , también llamado NR+ , es un estándar de radio de ETSI para las bandas DECT en todo el mundo. ^{[ 1 ] [ 2 ]} El estándar fue diseñado para cumplir con un subconjunto de los requisitos 5G de ITU IMT-2020 que son aplicables a IOT e Internet industrial de las cosas . ^{[ 3 ]} DECT-2020 cumple con los requisitos para comunicaciones de latencia ultrabaja y confiables (URLLC ) y comunicaciones masivas de tipo máquina (mMTC) de IMT-2020.

DECT-2020 NR tiene nuevas capacidades ^{[ 4 ]} en comparación con DECT y DECT Evolution:

• Mejor funcionamiento multipath ( prefijo cíclico OFDM )
• Mejor sensibilidad de radio (OFDM y Turbocodes)
• Mayor resistencia a las interferencias de radio (rechazo de interferencias cocanal).
• Mejor utilización del ancho de banda
• Despliegue de malla

El estándar DECT-2020 ha sido diseñado para coexistir en la banda de radio DECT con las implementaciones DECT existentes. Utiliza la misma temporización de ranuras de división de tiempo y frecuencias centrales de división de frecuencia, y emplea escaneo previo a la transmisión para minimizar la interferencia de canal compartido.

DECT NR+ (denominado DECT-2020 NR en ETSI ) se centra principalmente en abordar las necesidades de los despliegues de área local para dos áreas de casos de uso: Comunicación masiva de tipo máquina (mMTC) y Comunicación de latencia ultrabaja y alta fiabilidad (URLLC), tal como se define para las áreas de aplicación de redes 5G . La versión 1 del estándar apunta a varias aplicaciones dentro de estos casos de uso, incluyendo medición inteligente y red inteligente , Internet industrial de las cosas , automatización de edificios y audio profesional ^{[ 5 ].}

La capacidad de red descentralizada y autónoma de DECT NR+ fue diseñada específicamente para aplicaciones de medición y redes inteligentes, y para aplicaciones de redes malladas en general. La tecnología puede escalar hasta millones de dispositivos dentro de una sola red. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

La comunicación URLLC de baja latencia es adecuada para diversos casos de uso de la Industria 4.0 . Estas aplicaciones abarcan robótica, monitorización y mantenimiento predictivo, entre otras. NR+ admite estos casos de uso gracias a su baja latencia y alta fiabilidad, banda de frecuencia dedicada, alta densidad y escalabilidad ^{[ 8 ].}

En lo que respecta a las aplicaciones de audio profesional y PMSE, DECT NR+ ofrece las características necesarias de baja latencia y alta fiabilidad. Esto lo hace adecuado para aplicaciones que requieren transmisión de audio en tiempo real y el rendimiento exigido por los sistemas de audio profesionales. ^{[ 8 ]}

La tecnología DECT NR+ está especificada por el comité DECT en la ETSI . Las especificaciones para NR+ se denominan DECT-2020 en la ETSI.

Un criterio de diseño importante para NR+ fue la coexistencia con las comunicaciones DECT clásicas . Esto permite que NR+ utilice las bandas de radio reservadas de DECT ^{[ 9 ]} 1, 2 y 9, en el rango de frecuencia de 1880-1930  MHz. Las bandas de radio reservadas de DECT son de uso libre, pero los dispositivos deben pasar una certificación que garantice su correcto funcionamiento en dichas bandas. ^{[ 10 ]}

NR+ admite 3 topologías ^{[ 11 ]}

1. Red de malla
2. Star Network
3. Enlace punto a punto

La red de malla NR+ se basa en un árbol agrupado ^{[ 12 ].} En todas estas topologías de red, NR+ asume que un dispositivo, llamado nodo FT , gestiona el uso de los recursos de radio en el clúster o enlace que controla.

Las redes punto a punto y en estrella permiten enlaces dedicados, con capacidad reservada para transmisiones programadas. ^{[ 13 ]} Un nodo hoja, llamado nodo PT en NR+, puede solicitar cierta reserva de recursos para él cuando se asocia al nodo FT. Como esta reserva solo se puede hacer para el siguiente enlace, la red Mesh con múltiples enlaces de retransmisión en la ruta depende del uso del canal de acceso aleatorio ^{[ 12 ]} donde los dispositivos que necesitan comunicarse compiten por la ventana de acceso definida por el nodo FT. Esto aumenta los retrasos de comunicación en Mesh.

Las ventajas de la topología y el funcionamiento de las redes de malla son la robustez ante cambios o errores y la extensión de la cobertura. ^{[ 12 ]}

La robustez es el resultado de las decisiones autónomas de los dispositivos. No existe un único punto de fallo. NR+ también admite múltiples dispositivos de puerta de enlace, denominados sumideros , que conectan la red de malla NR+ a Internet. Todos los dispositivos miden de forma autónoma la calidad del enlace de radio del dispositivo FT principal y pueden cambiar a otro dispositivo FT si hay un enlace mejor o una ruta más corta hacia el sumidero. Del mismo modo, si un dispositivo principal no confirma la recepción de mensajes o no envía el anuncio de baliza periódico , un dispositivo buscará dispositivos principales alternativos. La red de malla se recupera automáticamente ante situaciones de error y cambios en la red.

Cada dispositivo que se agrega a la red puede funcionar como un dispositivo FT, extendiendo así la cobertura. Los receptores se configuran primero y comienzan a anunciar la red mediante mensajes de baliza. Los dispositivos escanean los canales de radio y se asocian al dispositivo principal que detectan anunciando la red y el clúster. Los dispositivos asociados pueden funcionar como dispositivos FT y extender la red seleccionando un canal con el menor tráfico y comenzando a reenviar las balizas de anuncio de red. Esto extiende la cobertura para cada dispositivo FT que se une a la red.

La descripción general de las capas de tecnología y protocolo se proporciona en la especificación DECT-2020 New Radio (NR); Parte 1: Descripción general; Versión 1 ^{[ 11 ].}

NR+ define el cifrado de mensajes y la protección de integridad en las capas CVG y MAC. El cifrado y la protección de integridad utilizan claves separadas en ambas capas. La seguridad del cifrado se basa en AES con una longitud de clave de 128 bits. ^{[ 17 ]} La protección de integridad se basa en el mismo algoritmo y longitud de clave. ^{[ 18 ]} NR+ no define el mecanismo de distribución de claves: «el número de pares de claves y la distribución de claves están fuera del alcance del presente documento» ^{[ 14 ]} , aunque se ha estudiado. ^{[ 19 ]}

El comité técnico de DECT ha comenzado a trabajar en las especificaciones para la versión 2 del estándar, prevista para junio de 2023.

• Foro DECT en dect.org
• Información DECT en ETSI
• DECTWeb.com
• Implementación de código abierto de una pila DECT