Présentée comme le premier standard 5G non cellulaire au monde et conçue pour le déploiement d’un Internet des objets massif, la norme IoT DECT-2020 NR (New Radio), publiée en octobre 2020 par l’organisme européen Etsi, vient d’être reconnue au niveau international par l’UIT (Union internationale des télécommunications). ...Elle a été hissée au rang des standards 5G officiellement intégrés dans la recommandation IMT-2020.

Dans le jargon de l’UIT, les systèmes IMT-2020, qui sont à la 5G ce qu’ont été les systèmes IMT-2000 et IMT-Advanced pour la 3G et la 4G respectivement, doivent couvrir des champs d’application bien au-delà de celui des communications vocales et vidéo tels que la santé, les automatismes industriels, la réalité virtuelle, la conduite automobile autonome, l'Internet des objets et les systèmes robotiques contrôlés en quasi-temps réel.

On rappellera que le DECT-2020 NR a été conçu pour satisfaire les besoins de l’Internet des objets massif grâce à sa capacité à accepter des millions d’appareils, équipements et autres dispositifs au sein d’un même réseau, comme ce peut être le cas dans des domaines comme la logistique et le suivi des actifs, l'industrie 4.0, l'automatisation des bâtiments et la maintenance préventive. La norme doit aussi répondre aux besoins de multiples applications IoT sans fil qui exigent des communications à la fois ultrafiables et à faible latence, notamment dans les domaines de l’industriel et du vocal.

Dans la pratique, la norme Etsi DECT-2020 NR, qui s’appuie sur des technologies développées par la société finlandaise Wirepas et qui a aussi bénéficié des apports de Nordic Semiconductor, permet le déploiement de réseaux locaux sans fil maillés autonomes et auto-organisés reposant sur des liens de communication à faible latence et nécessitant peu d’investissements en infrastructures fixes. Par ailleurs, les capacités inhérentes de gestion automatique des interférences de la norme permettent d’envisager des déploiements sans planification stricte des fréquences. Sachant que la technologie DECT et ses évolutions bénéficient d’une bande de fréquence qui leur est allouée en propre au niveau européen autour de 1,9 GHz (entre 1 880 MHz et 1 920 MHz pour être précis) (lire aussi notre article ici).

« Avec la norme DECT historique, nous avons reçu l'approbation IMT-2000 par l'UIT il y a vingt et un ans, mais les exigences pour la 5G étaient tellement plus élevées que nous avons dû développer une norme radio entièrement nouvelle, mais compatible, indique Günter Kleindl, président du comité technique DECT de l’Etsi. Non cellulaire, la technologie DECT-2020 NR s’appuie sur une architecture décentralisée sans infrastructure et autonome qui est conçue pour les réseaux IoT massifs déployés par les entreprises. Elle n’affiche pas de points de défaillance uniques et est accessible à tous, ne coûtant qu’un dixième du prix des solutions cellulaires concurrentes pour une empreinte carbone réduite de plus de moitié. »

Définies par les spécifications Etsi TS 103 636, la norme DECT-2020 NR est censée permettre à n’importe quelle entreprise de configurer et de gérer son propre réseau 5G sans recourir à un opérateur (et sans frais d’abonnement). Et donc de stocker et de traiter les données générées de la façon qui leur convient le mieux (sur site, dans le cloud public, ou toute autre solution intermédiaire). « On parle beaucoup de réseaux 5G privés, mais avec la norme Etsi DECT-2020-NR, qui prend en charge les déploiements en spectre partagé, on a immédiatement accès internationalement à une bande de fréquence gratuite et réservée autour de 1,9 GHz, ajoute Jussi Numminen, vice-président du comité technique DECT de l'Etsi et directeur de la stratégie Radio chez Wirepas. C’est une situation idéale pour un déploiement de l’IoT massif. »

L’un des principaux avantages de la norme Etsi réside dans son architecture décentralisée où chaque équipement connecté est un nœud du réseau et peut faire office de routeur, comme s’il était une station de base. Ainsi, les nœuds d’extrémité comme les capteurs déterminent automatiquement le meilleur parcours, et l’ajout d’un nouveau dispositif (ou son arrêt brutal) dans le réseau ne compromet ni son fonctionnement ni son autonomie.

Grâce à cette même architecture maillée et décentralisée, constituée de liens radio de courte portée et à faible puissance d’émission, cette 5G non cellulaire permet de réduire l’empreinte carbone des systèmes de communication, ajoute l’Etsi. Une étude récente menée par l’université de Tampere en Finlande a ainsi montré que la norme DECT-2020 NR affichait une éco-efficacité améliorée de 60% au niveau système par rapport aux topologies cellulaires traditionnelles pour un même profil radio énergétique. 

D’un point de vue technique, la couche physique DECT-2020 NR définit 17 bandes de fréquence sous les 6 GHz (et donc pas uniquement la bande DECT historique) avec une conception qui permet la mise en place de canaux dont la bande passante peut varier entre 1,728 MHz et 221 MHz avec les débits afférents. En matière de technologies, elle stipule une modulation multiporteuse OFDM évoluée, un codage canal, un contrôle d’erreurs ARQ hybride, un algorithme d’adaptation de lien rapide, une diversité à l’émission et à la réception ainsi qu’un procédé multi-antennaire Mimo (jusqu’à huit flux). La couche MAC DECT-2020 NR, quant à elle, s’accommode des  topologies de communication maillées, en étoile ou point à point.

Précisons que la société Wirepas prévoit de lancer courant 2022 la future génération de sa technologie, baptisée Wirepas Private 5G, qui s'avère compatible avec la norme IoT DECT-2020 NR (lire notre article ici).

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