El 5G traerá nuevas formas de comunicación entre máquinas. Esta ha sido una de las promesas de la nueva conectividad desde el principio. Y en este ámbito, quizá el más destacado sea el intercambio de información entre vehículos en las carreteras. Es lo que se llama el V2V (vehicle to vehicle). Pero también se podrá ir un paso más allá. El estándar Cellular V2X no solo permitirá a dos coches hablarse, también hará posible que estos reciban y envíen datos a semáforos, señalización electrónica, parkings. Todo un conjunto de elementos relacionados con el entorno vial que servirán para hacer más eficiente la circulación.
El estándar Cellular V2X (C-V2X) hace referencia a la comunicación de un vehículo con todo, que es lo que significa la X. Puede ser con otro coche, con peatones o con la red móvil, entre otros elementos. Y ‘Cellular’ o la C como primera letra de las siglas quiere decir que las comunicaciones se producen vía red móvil, una red celular. Y es que también existe protocolo V2X que funciona con WiFi.
Se necesita un nuevo estándar para este tipo de comunicaciones porque son de naturaleza distinta. «Las comunicaciones de coche a coche o de coche a infraestructura no se parecen a otras comunicaciones, donde normalmente tenemos la red y nosotros nos vamos moviendo a una velocidad normalmente reducida”, indica Federico Ruíz, responsable del Observatorio Nacional 5G de España. “En el caso de los vehículos tenemos una situación extremadamente dinámica, donde no siempre vamos a tener infraestructura. Con lo cual las comunicaciones pueden ser de coche a coche o de uno a muchos coches. Y además pueden variar rápidamente».
Ruíz se refiere aquí a la velocidad de los coches y a cómo esta puede cambiar en cuestión de segundos. Se puede pasar de ir a velocidad máxima en la autopista a entrar en un atasco. Son cuestiones que hay que tener en cuenta a la hora de entregar las comunicaciones. Sobre todo teniendo en cuenta que no se puede permitir ningún fallo. Por eso, el estándar C-V2X ha tenido un tiempo largo de estandarización. Empezó con el 4G y terminará con la Release 17 del 5G, cuyo cierre está previsto para marzo de 2022.
El 5G, clave en Cellular V2X
Las comunicaciones Cellular V2X también se pueden sustentar en 4G. Pero si se busca una perspectiva de futuro, todo apunta a que hay que trabajar sobre 5G. Así lo hace notar Jose F. Monserrat, profesor de la UPV (Unviersitat Politècnica de València) y coordinador de la Red Europea ITN-5VC sobre el coche conectado: «A largo plazo, pensando en coches autónomos en torno a 2030, con conectividad entre todo, la única solución es Cellular V2X», apunta José.
Las soluciones V2X basadas WiFi no serían efectivas por varias razones, entre otras por una cuestión de espectro. Y el 4G, pese a aportar las facilidades de una red celular, se queda corto. «El 5G tiene dos elementos que lo hacen especialmente bueno. Uno es que para que funcione tienes que tener una SIM. Y esto tiene unos canales de señalización que supone una mensajería para que las cosas funcionen”, explica Monserrat. “Pero el 4G no está pensado para que todos los coches estén conectados con esa tecnología. No soportaría la densidad de vehículos que tenemos en las carreteras, por cuestiones propias de la mensajería específica de la señalización. Mientras que el 5G, sí. Mejora la señalización, la simplifica mucho y esto hace que esté hábil para otras cosas».
Ruíz se muestra de acuerdo con la idoneidad del 5G para las comunicaciones V2X. «El 5G tiene una serie de características que lo hacen ideal para este tipo de usos. Su vocación es servir a un área muy grande, con lo que estaríamos hablando de una cobertura total». El responsable del Observatorio Nacional 5G de España añade que el hecho de contar con una banda de frecuencias dedicada a este uso le da un atractivo enorme al 5G. Aun cuando esta banda está por definir, pues se trata de un elemento no estandarizando todavía y que variará según países.
La latencia como elemento esencial del proceso
El 5G tiene otra especificación que resulta básica para que los coches se hablen entre sí en un entorno real. Monserrat lo detalla de forma didáctica: «El 5G aporta un elemento muy diferencial en la latencia, en los tiempos de espera entre que un mensaje llega de un vehículo a otro. El 5G minimiza mucho esos tiempos y tiene soluciones específicas de red para que los paquetitos de comunicaciones vehiculares tengan más prioridad, vayan por una slice (segmento de red) distinta y estén aislados del resto de información».
La latencia será imprescindible para aplicaciones relacionadas con el coche autónomo avanzado. Cualquier vehículo con autonomía nivel 4 o 5 necesita tiempos de respuesta mínimos y no existe otra fórmula que el 5G para lograrlo en movimiento.
«Hay determinados servicios de comunicaciones vehiculares que sin el 5G no serían posibles, como por ejemplo que dos vehículos se crucen en una intersección y no se golpeen”, apunta e profesor de la UPV. “Pues para eso hace falta lanzar un montón de mensajes entre los vehículos con unos tiempos de respuesta muy bajos. Solo el 5G puede llevar a esta dimensión las comunicaciones vehiculares».
Cómo un coche puede hablar con otro y con un semáforo
Si los vehículos se comunican entre sí para no chocarse en un cruce, también lo hacen con parte del mobiliario de la carretera. Por ejemplo, en la comunicación semáforo-coche, el primero informa de sus ciclos a los vehículos. Así, estos ajustan su velocidad para no tener que parar y no formar atascos.
«El start-stop consume mucha energía”, puntualiza Monserrat. “Y la obsesión del vehículo autónomo y conectado es no parar nunca. Todos los algoritmos están pensados para que el vehículo no se pare nunca, solamente cuando tienes que repostar o llegas al destino». El proceso comunicacional para que esto sea posible es complejo.
La red está dividida en una especia de rejilla de recursos, que se asocian con las estaciones base. Estas les dicen a los vehículos en qué zona de esa rejilla de recursos tienen que comunicar. Y los coches saben, entonces, que cuando tienen que enviar información deben hacerlo con una determinada frecuencia y tiempo. «Los vehículos siguen una serie de protocolos estandarizados, que te dicen que ante una intersección, el vehículo 1 tiene que mandar, en el instante 0, este mensaje”, explica el profesor de la UPV. “Lo manda así al vehículo que tiene al lado. Y este le tiene que contestar en menos de un determinado tiempo con otro mensaje diciéndole que él va con esta dirección. El primero le contesta que puede ajustar su velocidad. El segundo acelera, el primero frena», ilustra. Una situación aparentemente sencilla pero en la que se cruzan un buen número de mensajes. Y, casi igual de importante, enviados con una determinada frecuencia para que lleguen correctamente y en un tiempo concreto, con el fin de que tengan utilidad.
Objetivo: cero accidentes
En realidad, el objetivo de todos estos protocolos y diseños de red no es otro que el de evitar accidentes. Desde luego, existen otros muchos beneficios, como el ahorro de tiempo, una conducción mas eficiente y, por tanto, menos, contaminante. Pero todas estas metas están supeditadas a erradicar los siniestros, especialmente los de mayor riesgo.
«Se busca la siniestralidad cero”, recalca Ruíz. “Estamos hablando de coches que son capaces de ser conscientes de qué coches están en su cercanía, cuáles tienen sensores, qué sensores tienen o la cercanía que puede haber a un operario en la carretera o a un vehículo averiado. Hablamos de poner en común de alguna manera la sensórica de estos vehículos».
Lo que dice Ruíz tiene una especial relevancia. La conducción autónoma no solo dependerá de la red. Si esta podría considerarse la columna vertebral, debido a su papel integrador de los diferentes elementos, vehículos, mobiliario, los sensores son elementos esenciales. «El 5G no lo es todo. También hacen falta cámaras, sensores, radares. Si quiero medir la distancia al coche que llevo delante hace falta una cámara, un radar, un lidar. Todo esto es periférico», incide Ruíz.
Solo con la información que generan los sensores se puede conseguir una siniestralidad cero. Y únicamente será posible cuando sean muchos los coches que los llevan. Es decir, será necesario que muchos fabricantes incluyan cámaras, lidar o radar en sus vehículos para que estos dispositivos se abaraten. Así se obtendrán los beneficios de una economía de escala que estará orientada a popularizar los coches autónomos.
El 5G como dinamizador de la industria
Aunque pueda parecer que el estándar V2X se refiere a un uso dentro del mercado de consumo (los coches de los usuarios), de hecho hunde sus raíces en un entorno industrial. Son muchas partes las que hay que poner en contacto para permitir estas comunicaciones. Desde el sector de la automoción a los fabricantes de semáforos o las constructoras de carreteras, pasando por las autoridades de tráfico.
En todo esto asoma la idea de que el sector el 5G tiene una vertiente industrial insoslayable. Junto con tecnologías como el cloud, la inteligencia artificial, big data o IoT, la nueva conectividad permitirá nuevas posibilidades en diferentes sectores. En este sentido, Telefónica ha trabajado para ofrecer un amplio catálogo de soluciones para proporcionar este tipo de tecnologías, en parte ligadas o potenciadas por el 5G.
Uno de los objetivos de Europa para los próximos años es garantizar la sostenibilidad de la industria. Y el 5G se presenta como el elemento clave para llevarla a cabo. De nuevo sería la columna vertebral desde la que parten el resto de tecnologías. La digitalización del tejido industrial y de las administraciones públicas es uno de los caminos que hay que recorrer para generar nuevas oportunidades de negocio y potenciar la competitividad. Este es uno de los propósitos de Telefónica, como operadora digital y depositaria de experiencia y capacidades tecnológicas, cuya meta es acelerar la digitalización de las industrias.
Imagen de cabecera: Nikotchan
