Estudio y análisis de cobertura GSM-R en interiores usando cables radiantes

Abstract

En el mundo de la híper-conexión, el avance de las arquitecturas de comunicaciones va de la mano de la exigencia en las demandas del usuario. De este modo nos vemos envueltos en una vorágine de avances con los años, cada vez más vertiginosos, dificultando que podamos distinguir a nivel de cobertura si nos encontramos en nuestra casa, si estamos caminando por la calle o si vamos montados en un tren. Precisamente es en estos entornos ferroviarios en los que, mientras que para el usuario la tecnología de red ha ido evolucionando con los años, en el plano de control del entorno ferroviario no ha habido ningún desarrollo sustancial en su arquitectura en los últimos 25 años. Esto se debe a que el estándar para comunicaciones ferroviarias, GSM-R, ha suplido de manera efectiva unas necesidades que no avanzaban al mismo ritmo que las demandas del usuario final. En el sector ferroviario, las comunicaciones para garantizar la seguridad y gestionar el control entre vagones y trenes, pese a no alcanzar unos niveles de tráfico y de volumen de datos elevados como ocurre a nivel de usuario, son extremadamente críticas, por lo que han de ser ininterrumpidas, redundantes y robustas. Esto implica que se ha de hacer frente a entornos complejos con éxito, como son los túneles y pasos bajo tierra. Es en estos entornos subterráneos donde los cables radiantes (leaky feeders) se erigen como una solución idónea para solventar este problema. Su flexibilidad de operación, eficiencia de transmisión y facilidad de implementación los convierten en una solución probada para garantizar una cobertura de señal continua en largos tramos en túneles. Esta tecnología de cables radiantes no es solamente una solución concreta en el presente, sino también puede jugar un papel importante en el desarrollo e implementación del nuevo estándar de comunicaciones ferroviarias: FRMCS. Tras más de dos décadas en funcionamiento la obsolescencia de GSM-R es inminente (se prevé que para 2035 se habrá descontinuado), su ancho de banda y frecuencia de operación limitados no son capaces de hacer frente a las tasas de datos y velocidades de transmisión del resto de arquitecturas. Es por ello por lo que este nuevo estándar pretende actuar como un marco teórico que aúna los requerimientos, especificaciones y tecnologías que han de cumplir las futuras comunicaciones ferroviarias, con la premisa de no depender de ninguna arquitectura en concreto, sino de ser capaces de integrarse a otras redes de acceso y emplear las estándares e infraestructuras comerciales, dotándole así de una versatilidad y robustez sustancialmente mayores que su predecesora. Tanto para ayudar a la transición (ambas tecnologías deberán coexistir por un tiempo hasta completar la migración) como para dar soporte de cobertura en entornos de difícil acceso, los cables radiantes, de la mano de otra solución como son los sistemas de antenas distribuidos (DAS), serán los encargados de liderar ese cambio hacia el futuro de las comunicaciones ferroviarias. Este trabajo tiene como objetivo evaluar la efectividad y viabilidad de los cables radiantes en túneles y galerías, y para ello se hará un estudio de cobertura GSM-R en los tramos subterráneos de la línea 1 del metro de Sevilla. En cuanto a la simulación, se hará uso del software radio HTZ Software, al que previamente habremos importado los datos topográficos del entorno subterráneo mediante la herramienta de software de cartografía y análisis geoespacial QGIS. De este modo, el alcance de la simulación abarca la creación de la capa subterránea, su importación e implementación a HTZ, para así llegar al estudio y posterior análisis de cobertura.