De todas las disciplinas y ámbitos tecnológicos que soportan la compleja operación ferroviaria, probablemente ninguna haya experimentado una evolución tan rápida y disruptiva como las telecomunicaciones. No obstante, esta transformación que vemos aplicada en muchos otros ámbitos (pensemos en cómo los smartphones han cambiado nuestras vidas) aún no se encuentra implantada en entornos ferroviarios.
Sin embargo, ya en los últimos años, hemos podido ver cómo operadores ferroviarios de todo el mundo han comenzado a plantearse la evolución de sus actuales redes hacia nuevas tecnologías banda ancha para soportar servicios de voz y aplicaciones de control automático de trenes, todo ello de acuerdo a lo descrito en las releases 13 y 14 del 3GPP (3rd Generation Partnership Project), entidad encargada de la estandarización de las tecnologías banda ancha a nivel global.
En cierto modo, es lógico que dentro de un contexto global de hiperconexión y digitalización, también los sistemas ferroviarios formen parte de este proceso, especialmente en un momento en el que el tren se configura como la gran alternativa sostenible frente a la carretera y el avión, contando con el impulso y el apoyo de las organismos y gobiernos a lo largo de todo el mundo.
Así, se dibuja un escenario en el que cada vez hay más trenes, con mayores frecuencias, cada vez más rápidos, con mayores niveles automatización, más cómodos y seguros, ofreciendo más servicios a los pasajeros… Para todo ello se necesita mayor capacidad en las transmisiones, el tren del futuro necesita sistemas de comunicaciones fiables y seguros que permitan la transmisión de cada vez más volúmenes de datos.
En este sentido, la tecnología actual empleada para entornos ferroviarios en Europa y buena parte del mundo, el GSM-R, afronta ya su obsolescencia y sencillamente no puede dar respuesta a los nuevos requisitos del sector, no ofrece el ancho de banda suficiente para todos esos servicios que los operadores de transporte comienzan a incorporar.
Ya a mediados de la década pasada, y teniendo en cuenta la rápida evolución de las tecnologías móviles, surge el debate acerca de la conveniencia de la continuidad del GSM-R, que quedó resuelto con la constatación de que era necesario un cambio de sistema y, que la tecnología 5G debía ser el gran pilar sobre el que se construyese este nuevo sistema.
De este modo, la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) se ponía a trabajar en la definición de un sistema de comunicaciones móviles para entornos ferroviarios que, partiendo de las normas del 3GPP (Release 16), sirviera de remplazo al GSM-R como estándar de radio para ETCS. Surge así el FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), el sistema que marcará tecnológicamente la evolución del transporte ferroviario.
QUÉ VA A TRAER CONSIGO EL FRMCS
Como ya se ha señalado, los ferrocarriles utilizan actualmente el estándar GSM-R para la comunicación operativa, siendo además un elemento clave del estándar europeo de señalización ERTMS. Diseñado hace algo más de 20 años con la interoperabilidad como máximo objetivo, el GSM-R cubre 130.000 kilómetros de vías en Europa y 210.000 kilómetros en todo el mundo.
Sin embargo, como sistema de segunda generación, no puede transmitir los volúmenes de datos que requiere el tren digital. Sucede además que la industria ya ha anunciado que el año 2030 marca el final de su vida útil.
El FRMCS nace con la ambición de remplazar al GSM-R y aportar esa capacidad para transmitir, recibir y utilizar volúmenes cada vez mayores de datos. Es decir, pretende allanar el terreno para la llegada del tren digital, ser la tecnología habilitadora que dé soporte a todas las aplicaciones que surjan en el ámbito de la digitalización ferroviaria y que redundarán en una mejora de la calidad de servicio, de la intermodalidad, en la introducción del Internet de las Cosas… Además, más allá de su aplicación para señalización en las líneas de larga distancia (objetivo del GSM-R), el FRMCS aspira a convertirse en el sistema de comunicación de referencia también en entornos urbanos (tranvías, metros, etc), ofreciendo nuevas funcionalidades y aplicaciones.
De este modo, la introducción masiva de elementos IoT y la sensorización tanto del material rodante como de la propia infraestructura, sumadas a las bajas latencias, va a posibilitar que operaciones de mantenimiento y seguridad puedas ser automatizadas, mejorando de este modo la eficiencia de la operación.
En resumen, el FRMCS será el pilar maestro sobre el que se construya la digitalización del ferrocarril, optimizará costes y procesos para los propietarios y explotadores de la infraestructura ferroviaria, al tiempo que incrementará la seguridad y los niveles de calidad de servicio para todos los usuarios. Servirá para eliminar las barreras que surgen entre distintos sistemas de transporte, mostrando el camino hacia un nuevo modelo de movilidad.
PROCESO DE MIGRACIÓN
Para avanzar en su definición, la UIC ha reunido a las principales partes interesadas tanto del sector ferroviario (operadores, fabricantes, etc.) como de las telecomunicaciones (ETSI, 3GPP, industria…) en un proceso colaborativo que permita diseñar los elementos clave del nuevo sistema.
Este debe desarrollarse sobre los estándares globales de telecomunicaciones, para contar así con esa flexibilidad que le haga permanecer en el tiempo y salvaguardar la inversión que realicen los operadores ferroviarios.
En esta línea, se trabaja sobre la tecnología 5G, para que sea compatible con generaciones futuras. Además, se pretende que pueda integrarse con sistemas complementarios, como el Wi-Fi, redes 5G públicas e incluso redes satelitales; tiene que basarse en protocolos IP para garantizar una capacidad óptima de actualización de aplicaciones y, por supuesto, es absolutamente necesario que permita la interoperabilidad, asegurando la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes y en recorridos transfronterizos.
En su desarrollo, la UIC ha creado diversos grupos de trabajo con altos niveles de especialización que se encargan de distintas áreas, desde las especificaciones y frecuencias, hasta cómo deberán ser los procesos de migración. Además, se han estudiado en torno a un centenar de casos de uso que están en procesos de normalización.
Si bien ya se han comenzado a realizar las primeras pruebas, de acuerdo a las previsiones de los expertos, se espera que las primeras migraciones de GSM-R a FRMCS se produzcan entre 2025 y 2035. Será un sistema basado en la Release 17 del 3GPP y desde la UIC se está trabajando para que todos los servicios estén disponibles.
Se tratará, tal y como explica el director adjunto de Sistemas Ferroviarios y director de Telecomunicaciones, Señalización y Aplicaciones digitales de la UIC, Jean Michel Evanghelou, de un proceso de transición muy complejo, en el que todos los actores involucrados deberán gestionar requerimientos funcionales, las cuestiones relativas a la estandarización, las aplicaciones y, finalmente, los aspectos relacionados con las bandas de frecuencias y el espectro radioeléctrico.
En un primer momento, tal y como señala el propio Evanghelou, ya ha sido necesaria una armonización europea de frecuencia para que todos los países empleen la misma banda del espectro. Es sólo un primer hito entre los cambios que se deberán emprender en cuatro ámbitos: el diseño interior de los trenes, el espacio radioeléctrico, los sistemas de señalización y la convivencia temporal entre el sistema GSM-R y el FRMCS.
Así, se antoja como un proceso complejo, pero cuyos beneficios finales repercutirán en transporte ferroviario más eficiente, seguro y sostenible.
