img-header

Comunicaciones multiservicio vs múltiples servicios con comunicaciones

transport 4g railPodemos distinguir dos tipos de arquitectura: múltiples servicios con comunicaciones, y comunicaciones multiservicio. ¿Cuál de ellas es mejor? Hablamos sobre las ventajas y desventajas de cada uno de los sistemas de conectividad.

Durante los últimos años se ha experimentado un avance muy significativo en las capacidades de transmisión sobre tecnologías inalámbricas. Se han incrementado las capacidades de banda ancha superando tecnologías cableadas como ADSL y acercándose a anchos de banda semejantes a servicios residenciales por fibra (100Mbps).

Este desarrollo de la conectividad inalámbrica permite dotar de banda ancha a entornos móviles como autobuses, trenes, automóviles, etc. Proporcionando un caldo de cultivo perfecto perfecto para la aparición de numerosos servicios basados en la conectividad.

A modo de símil, la aparición de datos sobre redes celulares y de smartphones hace menos de 10 años ha supuesto un boom en el mundo de las aplicaciones con un crecimiento espectacular en los últimos años. De la misma manera, la banda ancha en entornos embarcados supondrá una revolución en el número de aplicaciones y servicios presentes en flotas de transporte y vehículos de distinta índole.

Este boom de servicios embarcados ya está teniendo lugar actualmente:en solo 3 años con banda ancha, encontramos las más variadas soluciones en el mercado:

  • Seguridad: CCTV, alarmas, arranque controlado, sincronización con la policía…
  •  Gestión de flotas: tracking por GPS, comunicaciones por redes de datos, sincronización con estado de la carretera y ocupación.
  • Eficiencia en la conducción: SAE, control de taquígrafos, consumo, rutas, averías, ocupación, etc.
  • Servicios al viajero: como entretenimiento a bordo, servicio Wi-Fi, mensajería, horarios o cartelería digital

Todos estos servicios tienen un punto en común; necesitan comunicaciones. Hasta ahora, hay dos tipos de arquitecturas. Por un lado están las operadoras de flotas que han decidido gestionar sus comunicaciones de manera independiente y añadir servicios del mercado sobre esa plataforma multi-servicio. Y, por el otro lado, aquellas operadoras de flota que han ido contratando servicios independientes que incluyen las comunicaciones de forma gradual. Veamos a continuación las ventajas y desventajas de ambas arquitecturas.

Múltiples servicios con comunicaciones

Ventajas

  • El proveedor controla “todo” el servicio. Por tanto, la responsabilidad del funcionamiento del sistema recae sobre un único responsable.
  • Por cada servicio se pone un único equipo (SW de aplicaciones + comunicaciones).

Desventajas

  • Si se quiere integrar un nuevo servicio hay que pasar por el proveedor anterior.
  • Los equipos no son especializados en comunicaciones. Peor rendimiento en zonas de baja cobertura, comportamiento radio, monitorización de funcionamiento… a menudo no homologados por el proveedor de conectividad. ¿Quién se responsabiliza ante el fallo de comunicaciones? ¿Operadora o proveedor del servicio?
  • Difícil integración entre múltiples servicios. Por ejemplo, un servicio de entretenimiento a bordo vía Wi-Fi y acceso a Internet por la misma radio exigiría utilizar el mismo proveedor (impidiendo escoger a los más adecuados del mercado para cada una de las soluciones).
  • Complejidad de mantenimiento y operaciones. Gestión de comunicaciones independientes, con numerosas SIM y equipos con distintos comportamientos.
  • Instalaciones no compartidas, (múltiples antenas y cableados en los vehículos) que implican acciones no reversibles (perforaciones).

Comunicaciones multiservicio

Ventajas

  • Un equipo especializado en comunicaciones permite monitorizar y depurar fallos en las comunicaciones (cobertura, perdidas de paquetes, sincronización de redes, etc.).
  • Del mismo modo que un router en oficinas, el router embarcado está diseñado para interconectar distintos PCs, con mecanismos de QoS, FW y monitorización por puertos que permitan depurar el comportamiento de los servicios e interacción con otros componentes en red.
  • Un único equipo de comunicaciones fiable permite compartir la misma interfaz entre varios servicios (por ejemplo, Wi-Fi para servicios de marketing, entretenimiento y acceso a Internet).
  • Simplifica el mantenimiento de las comunicaciones a un único equipo y una o varias tarjetas SIM localizadas.
  • Comparte las instalaciones; las mismas antenas se utilizan para distintos servicios
  • Es escalable y permite añadir de forma sencilla nuevos servicios en el futuro.
  • Permite incorporar distintos servicios con los proveedores independientes del mercado que mejor se adapten a cada tipo de solución.
  • El uso de un equipo certificado por el operador garantiza la responsabilidad del proveedor de las comunicaciones.

Desventajas

  • Un proveedor de servicios no “controla” las comunicaciones. No obstante, una plataforma multiservicio tiene mecanismos como planos de gestión independientes que permiten cierta personalización de los servicios.
  • Es necesario un equipo adicional a los instalados por los proveedores de servicios. No obstante, cada equipo proporcionado por un proveedor de servicios tiene un coste adicional por incluir comunicaciones que se puede descontar en este escenario.

Como conclusión, si el cliente final está interesado en un único servicio por vehículo y no pretende ampliarlo en el futuro, la opción de servicio con comunicaciones sería la idónea. Sin embargo, si el cliente quiere hacer uso de las nuevas mejoras tecnológicas disponibles y nuevos servicios de forma gradual, lo más recomendable sería una arquitectura basada en una única instalación de comunicaciones que permita añadir nuevos servicios según se vaya necesitando.

Teldat, como fabricante de routers de comunicaciones corporativas y proveedor de grandes operadoras de telecomunicaciones, soporta las últimas tecnologías enfocadas a entornos de comunicación multiservicio en sus plataformas embarcadas Automotive y Rail.

DMVPN vs IP Móvil

DMVPN vs Mobile IPEl estándar Mobile IP tiene como finalidad permitir la continuidad en la conexión a Internet mientras nos movemos, viajamos en medios de transporte, etc. Pero ¿es la mejor alternativa? Hablamos de DMVPN.

Cada vez son más las aplicaciones que funcionan en un entorno móvil (como las M2M, las de servicios para pasajeros, los sistemas de telemetría, etc.). En general, estas aplicaciones usan tecnologías de acceso inalámbricas (LTE, 3G, Wi-Fi, red satélite) para poder conectarse a la red de a bordo.

En estos casos, los cambios de IP de la WAN afectan a la continuidad de las aplicaciones que operan en línea o desde la oficina central. De ahí que se haya puesto en marcha una serie de iniciativas que pretenden proporcionar conectividad continua en escenarios en los que la IP de la WAN es dinámica. Las más comunes usan Mobile IP o una combinación de protocolos estándar (que mezclan DMVPN con protocolos de enrutamiento dinámico).

Mobile IP

El Mobile IP (“IP Móvil”) es un estándar en abierto que permite a los usuarios conservar la misma dirección IP, permanecer conectados y seguir ejecutando sus aplicaciones mientras pasan de una red IP a otra. Gracias a este estándar, los dispositivos móviles pueden establecer una comunicación continua sin que las sesiones o conexiones se pierdan.

mobile IP FDM

El estándar identifica a cada dispositivo móvil (nodos móviles, MN) por su dirección permanente (home), ignorando su posición actual en Internet. Cuando el dispositivo abandona su red permanente (Home Network), se crea un nodo móvil asociado a una dirección dinámica (care-of-address o CoA, por sus siglas), que identifica al dispositivo en la red externa (Foreign Network). La dirección permanente se vincula entonces al extremo local de un túnel que conduce hasta un agente Home Agent.

El estándar Mobile IP especifica la forma en la que un nodo móvil conecta con su agente inicial y cómo el agente envía datagramas al nodo móvil a través de un túnel.

Fruto de este diseño estándar, las operadoras tienen que integrar una infraestructura Mobile IP en sus redes básicas. Los equipos de redes de acceso (Foreign Agent, FA en el diagrama) también tienen que implementar el mismo estándar y tener la capacidad de crear túneles GRE.

Si el usuario usa dos operadoras, el Home Agent deberá ser implantado por un servicio transversal que pueda construir túneles en las redes de ambas operadoras. Por todas estas razones, instalar Mobile IP resulta muy complejo.

DMVPN, la alternativa a Mobile IP

Existen otras tecnologías basadas en túneles más seguras que admiten cambios en la dirección IP de la WAN. Usando una VPN, se puede configurar la conectividad entre dos redes LAN (al margen de los cambios de enrutamiento que se produzcan en la red que atraviesa el túnel).

Se suele recurrir a redes DMVPN para construir una red VPN entre dos dispositivos con IPs de la WAN dinámicas. Además, se trata de una tecnología mucho más contrastada y extendida que la Mobile IP. Para crear una DMVPN hace falta contar con una IP pública fija en el túnel central (HUB), mientras que los remotos (spokes) pueden tener IPs públicas fijas o dinámicas.

mobile IP FDM2

Usando un protocolo llamado NHRP (Next Hop Resolution Protocol), se pueden registrar los distintos spokes en un HUB, lo que permite establecer una conexión VPN entre dos spokes sin pasar por el HUB. Además, si un spoke cambia de IP WAN, enviará un mensaje al túnel central que actualizará su nueva dirección de forma automática.

Al igual que ocurre con el protocolo estándar Mobile IP, la convergencia de las tecnologías lleva tiempo. Además, pasar de una red móvil a otra cuando estas pertenecen a operadoras distintas también requiere su tiempo (el módulo LTE necesita reiniciarse y volver a registrarse en la nueva red). Sin embargo, en entornos móviles reales (como en el caso de la conectividad en los vehículos), el cambio de operadora tampoco es automático (primero se pierde gradualmente cobertura móvil de una operadora hasta que el dispositivo se engancha, también paulatinamente, a la red de otra).

La combinación de un dispositivo con dos módulos móviles permite tener disponibles dos redes. En este caso, cada módulo se conectará a una red móvil para crear un túnel por operadora (dos en total). Estos túneles coexistirán hasta que la cobertura de red de una operadora sea mucho mejor que la de la otra. Añadir un protocolo de enrutamiento dinámico configurado en cada extremo del túnel (con funcionalidades de actualización rápida y prioridades distintas en las rutas exportadas) permite que la aplicación siga funcionando si el enlace WAN deja de funcionar, o si la calidad es insuficiente.

mobile IP FDM3

DMVPN, una solución eficiente que minimiza los costes

El protocolo Mobile IP requiere que las operadoras cuenten con infraestructuras especiales y con un sistema de despliegue complejo. La solución basada en redes DMVPN es completamente independiente y no precisa inversiones adicionales. Además, permite configurar (de forma sencilla) conexiones simultáneas a través de operadoras distintas. Por eso Teldat ha optado por implantar la tecnología DMVPN en todos sus entornos móviles (ya sean trenes, autobuses y demás vehículos) mediante los routers H1-Rail, H2-Automotive o similar.

GSM-R: Las redes ferroviarias de comunicación necesitan cambios

train solutionGSM Railway (conocido como GSM-R), es la red de comunicación inalámbrica estándar internacional para los trenes. Pero presenta ciertas deficiencias que llevan a plantear otras alternativas, como LTE. ¿Qué tecnología marcará el futuro de las comunicaciones en los trenes?

El sistema GSM-R se desarrolló para Europa, pero debido a su éxito se ha implantado en Asia, Oriente Medio y África.Es la red que ha permitido a los trenes y los centros de control comunicarse entre sí durante más de 10 años. Parecido a una red de GSM estándar, pero las estaciones base están instaladas a lo largo de las vías (no como en el sistema tradicional de dos dimensiones) y por lo tanto, es lo que permite a los centros de control y los trenes comunicarse, incluso cuando estos últimos sobrepasan los 400 km/h.

GSM-R ha tenido tal éxito que las previsiones indican un crecimiento continuo en esta red, todavía durante unos años. Sin embargo hay algunas cuestiones pendientes que llevan al mercado a preguntarse  si ha llegado el momento de buscar una alternativa.

Está bastante claro. GSM-R es una red 2G y no es una red IP. Los operadores de telecomunicaciones disponen de una cantidad limitada de espectro radioelectrónico y están eliminando progresivamente tecnologías 2G, de menor eficiencia, por sistemas más modernos como LTE. Algunos dicen que esto convierte a GSM-R en un sistema virtualmente obsoleto, y pronto será muy caro o incluso imposible de mantener.  

Es LTE la alternativa a GSM-R?

Se dice que LTE es un fuerte rival. Sin embargo, para que sea el sucesor adecuado de GSM-R, deben cumplirse ciertas condiciones. Primero, LTE al ser un sistema de telecomunicación, tendría que demostrar que ofrece a las operadoras ferroviarias, fiabilidad, disponibilidad, mantenimiento y seguridad. Sin cumplir estos cuatro requisitos, las operadoras ferroviarias no asumirán esta red de comunicaciones como alternativa a GSM-R.

Una vez se logre proporcionar fiabilidad, disponibilidad, mantenimiento y seguridad, el sistema será mejor para las operadoras ferroviarias, porque no solo LTE podrá cubrir los servicios core, sino que también podrá ofrecer servicios de comunicaciones adicionales o non-core. Estos, son los servicios a pasajeros y servicios de procesos de apoyo a las empresas. Dichos servicios non-core no serán necesarios, pero ganarán en importancia si las operadoras ferroviarias quieren ofrecer a sus viajeros servicios de valor añadido y si desean una mayor eficiencia desde una perspectiva de negocio. El tren no es la única opción para los usuarios, y tiene que luchar para competir otros medios de transporte, y obtener la deseada cuota de mercado ( de pasajeros y transporte de mercancías).

Por ejemplo, cuando una persona decide viajar en tren o en otro medio de transporte, valorará la facilidad con la que pueda planear su itinerario (información, horarios, retrasos, etc.) o las ventajas al emitir un e-ticket.  Además, los pasajeros valoran de forma muy positiva disponer de acceso a Internet y servicios multimedia, por banda ancha, durante su estancia a bordo.

LTE, el futuro de las comunicaciones en medios de transporte

Además de esta perspectiva de negocio, hay otros muchos temas técnicos que deben estudiarse en profundidad. LTE no solo necesita demostrar que es capaz de ofrecer los aspectos que GSM-R proporciona para servicios core (llamadas de grupo, llamadas Broadcast, llamadas tren-controlador dependientes de la localización, intercambio de datos, etc.), sino que también tendrá que proporcionar nuevos servicios core a las operadoras ferroviarias. Si se piensa, es totalmente lógico, y es lo que se espera cuando una nueva tecnología se pone en marcha. El alto rendimiento de LTE y su amplio rango operacional, le posicionan bien, con un papel protagonista de cara al futuro.

En definitiva, lo que queda claro es que GSM-R será una red más cara que LTE, porque simplemente al ser 2G (y no una red IP), GSM-R no puede competir con LTE para ofrecer estos servicios ampliados operacionales y de pasajeros, cada vez más importantes.

Teldat tiene mucho que ofrecer en el área de servicios de alto rendimiento con LTE. Hemos estado trabajando en muchos proyectos en todo el mundo: EE.UU., Oriente Medio, Asia y hasta Nueva Zelanda. Especialmente, ofreciendo a los viajeros conexión a Internet de banda ancha, usando tanto equipos Wi-Fi como routers LTE de Teldat para el sector de transporte. Teldat ofrece equipos de comunicación que son la pieza base de los servicios críticos de varios proyectos de transporte.