Comunicación celular vs. DSRC para V2X: El debate continúa...

Los coches conectados estarán más cerca de ser una realidad una vez que la industria decida qué protocolo de comunicaciones funcionará mejor para la red entre vehículos e infraestructura. Se tienen que utilizar protocolos inalámbricos para estas conexiones, siendo las opciones principales para estos sistemas los protocolos 802.11 y celulares. Todavía hay algo de debate dentro de la industria sobre qué protocolo prevalecerá, o si todo pasará a ser celular una vez que llegue el 5G.

Entonces, ¿qué necesitan los diseñadores para construir nuevos sistemas para cada protocolo? En un artículo anterior, examinamos algunas opciones actuales para módems 5G en teléfonos móviles; componentes similares están disponibles para 3G/4G/4G-LTE para crear sistemas de comunicación V2X. Si te inclinas hacia 802.11p, entonces necesitas usar un transceptor de comunicación de corto alcance dedicado (DSRC) para la comunicación inalámbrica. Hay algunas razones para inclinarse hacia DSRC en este debate, y ya hay algunos componentes disponibles que soportarán este protocolo.

¿Qué es DSRC?

En octubre de 1999, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. reservó 75 MHz dentro de la banda de 5.9 GHz para uso por sistemas de transporte inteligentes (ITS) que funcionan con el protocolo DSRC. El objetivo era proporcionar un canal dedicado para la comunicación entre vehículos. La UE seguiría más tarde y asignaría 30 MHz en la misma banda para ITS en 2008. Países como Japón, Singapur y países europeos han estado utilizando DSRC para la recaudación de peajes.

DSRC es un protocolo inalámbrico que es una variante de WiFi que funciona en el extremo superior del rango de WiFi 5. Específicamente, este protocolo opera de 5.850 a 5.925 GHz con modulación BPSK, QPSK, 16QAM o 64QAM utilizando OFDM con CSMA. Este protocolo sigue la especificación listada en el estándar IEEE 802.11p.

DSRC vs. Comunicación C-V2X

Comparado con DSRC, la comunicación celular VX2 (C-V2X) proporciona capacidades adicionales como la comunicación directa con peatones (llamada V2P), lo cual es un cambio de juego importante. Ambos protocolos pueden interfazarse con redes celulares para propósitos no relacionados con la seguridad, haciendo de DSRC algo así como un sistema híbrido para V2X. En un PCB, las técnicas de diseño utilizadas para WiFi pueden usarse con DSRC, facilitando a muchos diseñadores comenzar rápidamente con estos sistemas.

Diferentes empresas han desarrollado conjuntos de chips y componentes para soportar uno u otro protocolo, y muchos componentes de apoyo serán intercambiables entre los dos tipos de sistemas. Por ejemplo, un documento técnico de NXP afirma que DSRC debería ser el protocolo dominante gracias a la interoperabilidad con 4G LTE. Las tareas en DSRC no requieren cargas masivas de datos y pueden beneficiarse de la baja latencia de protocolos similares a WiFi. NXP también está apoyando V2X sobre DSRC con módulos de telemática, PMICs automotrices, procesadores de aplicaciones (MCUs) y componentes de RF front-end.

En contraste, Intel, Qualcomm y otros fabricantes de chips se han decantado por C-V2X y están trabajando activamente en conjuntos de chips C-V2X para soportar 5G NR y futuras implementaciones. Algunos en la industria ya están declarando a DSRC muerto en el agua a medida que 5G comienza a implementarse, pero aún es demasiado temprano para descartar la utilidad de DSRC para redes de corto a medio alcance entre vehículos e infraestructura. Algunos estudios anteriores sobre el tema sugieren que la comunicación V2X sobre 4G LTE debería ser preferida para aplicaciones no relacionadas con la seguridad como la transmisión de información de tráfico, descarga de archivos o acceso a Internet. Para aplicaciones de seguridad, como ADAS o comunicación con señales de tráfico, DSRC es preferible.

El Veredicto

En mi opinión, el documento técnico de NXP enlazado arriba acierta de lleno. C-V2X eventualmente será dominante (aunque no lo afirman explícitamente), pero DSRC seguirá siendo relevante porque 5G aún no está listo para una adopción masiva. Dicho esto, los principales fabricantes de automóviles están respaldando C-V2X; Toyota ya no incluirá conjuntos de chips DSRC en sus vehículos del año modelo 2021, y se están desarrollando importantes asociaciones entre fabricantes de automóviles y de chips. Además, los municipios y los OEM están observando lo que decidirá la FCC ya que esto determinará el futuro de DSRC.

Con gran parte de la industria automotriz inclinándose hacia C-V2X, incluyendo Toyota (el mayor fabricante de automóviles del mundo) y los OEM estadounidenses, Volkswagen (el segundo mayor fabricante de automóviles del mundo) ha adoptado DSRC en sus nuevos vehículos por el momento. Los próximos ensayos de C-V2X a nivel municipal están programados (por ejemplo, en Gainesville, FL) para probar este nuevo paradigma con su infraestructura para evaluar la seguridad y compatibilidad.

¿Entonces, qué tecnología se impondrá? Depende en parte de si la FCC reservará alguna porción de la banda de 5.9 GHz para C-V2X. El enfoque de la industria en C-V2X no ha pasado desapercibido para la FCC, quien deberá decidir si la asignación de 20 años de la banda de 5.9 GHz necesita cambiar a C-V2X. El Departamento de Transporte de EE. UU. ha reconocido que se necesitará una mezcla de tecnologías en los vehículos más nuevos para proporcionar comunicación V2X de corto, medio y largo alcance.

La industria automotriz está destinada a avanzar con la introducción de la comunicación V2X a gran escala. Si estás diseñando nuevos sistemas para la comunicación V2X utilizando el protocolo 802.11p, Octopart te ofrece la búsqueda y características de filtrado avanzadas que necesitas para encontrar los componentes para sistemas DSRC y C-V2X. Echa un vistazo a nuestra página de transceptores RF para comenzar tu búsqueda de los componentes que necesitas.

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