Образовательный портал о технологиях мобильной связи


Для железных дорог - GSM-R .


      
На сегодняшний день железные дороги являются одним из ключевых видов транспорта. Очевидно, что современные железные дороги не могли бы существовать без современной связи. При этом к концу девяностых годов со связью на железной дороге сложилась явно непростая ситуация. Даже самые крупные и развитые железнодорожные компании Европы, как выяснилось, одновременно используют до 8 систем связи: для обеспечения связи диспетчеров с бригадами машинистов, с контролерами, с маневровыми тепловозами, для передачи телеметрии и сигналов управления и т.п. Как правило, все эти системы - аналоговые, разработаны достаточно давно и все меньше удовлетворяют современным потребностям ж/д. Одним из основных недостатков этих систем является то, что они практически не стыкуются друг с другом. Их достаточно сложно и дорого эксплуатировать и обслуживать.

Всего в Европе используется более 35 различных систем связи, и это при том, что железные дороги пересекают всю Европу из конца в конец. Поезда, например, из Германии, следуют практически во все европейские страны, где им требуется по-прежнему оставаться на связи со своими службами, а также поддерживать связь со службами местными.

В связи с этим Международным союзом железных дорог (UIC) совместно с Международным институтом стандартизации связи (ETSI) была создана новая проектная организация EIRINE (Европейская модернизированная интегрированная сеть радиосвязи на железных дорогах), которая начала разработку нового стандарта связи для железной дороги. Данный стандарт должен удовлетворять следующим основным требованиям:
быть общеевропейским международным цифровым стандартом, предполагающим минимальную степень модификации для применения на железных дорогах
обеспечивать надежность в работе, которая должна быть проверена в сетях подвижной связи общего пользования
обеспечивать интеграцию всех служб и услуг связи железнодорожного применения в одной сети
обеспечивать высокую надежность и непрерывность связи, высокое качество передачи при скорости движения поезда до 500 км/ч
поддерживать специализированные услуги связи для железной дороги и системы радиопередачи, используемые на сегодняшний день
предусматривать возможность плавного введения новых служб и услуг, организованных в будущем
быть экономически эффективным как в установке, так и при эксплуатации.

В результате после ряда тестовых проектов и сравнений нескольких технологий выбор пал на стандарт GSM, который был модифицирован с учетом потребностей для железной дороги. Данный стандарт получил название GSM-R (GSM-Railway – Стандарт GSM для железной дороги).

Преимущества GSM-R

Технология GSM-R позволяет перевести поездную и маневровую радиосвязь на новую мощную унифицированную цифровую системную платформу. Она обеспечивает оптимальное покрытие обслуживаемой зоны, высокие эксплуатационную готовность и надежность, реализует интегрированные алгоритмы для обмена информацией с высокоскоростными поездами. Результатом ее внедрения на железной дороге станет повышение эффективности железнодорожных перевозок. Новая цифровая сеть радиосвязи обладает рядом преимуществ, которые позволяют упростить обмен информацией, повысить качество обслуживания абонентов и уровень безопасности. Сеть реализует интеллектуальные функции и поддерживает большой набор услуг телефонной связи и передачи данных. Например, поддерживается групповой и широковещательный вызов, приоритеты вызовов, прерывание разговора при поступлении срочного вызова с высоким приоритетом (например, в случае чрезвычайной ситуации), что способствует усилению безопасности на железнодорожном транспорте. Кроме того, поддерживается функциональная адресация, причем функциональные единицы (например, машинист локомотива или проводник) могут быть вызваны независимо от их конкретного абонентского номера. Кроме того, GSM-R позволяет отказаться от нескольких параллельных сетей радиосвязи. GSM-R интегрирует разные службы и делает ненужной сложную структуру, характерную для аналоговых сетей. Кроме того, технология GSM-R позволяет обеспечить беспрерывную связь машиниста с диспетчером при скорости подвижного состава до 350км/ч за счет использования нового высокоскоростного эквалайзера. А в лабораторных условиях связь обеспечивалась и при скорости 500км/ч!!! Таким образом, данная технология позволяет снять один из основных барьеров на пути создания сверхвысокоскоростных поездов. Потенциал GSM-R не ограничивается телефонной связью. Технология GSM-R, как и GSM, интегрируется с GPRS для предоставления услуг на основе пакетной коммутации. Благодаря этому возможно в режиме реального времени получать телеметрическую информацию с любого локомотива, любой станции или перегона дороги. Информация о местоположении и скорости поезда будет передаваться по сети GSM-R в центр управления, что позволит полностью автоматизировать процесс регулирования движения поездов. Применение такой системы в пассажирском комплексе многократно повысит безопасность пассажирских перевозок. Появляется также возможность во время движения поезда передавать в соответствующие пункты управления разнообразную поездную информацию, например об износе тормозов и температуре в рефрижераторных и топливных вагонах, о состоянии сцепления вагонов. Это позволит существенно сократить затраты времени на техническое обслуживание и маневровую работу.

GSM-R - значит Siemens

Хоть технология GSM-R еще сравнительно молода и только набирает обороты, но у нее уже сформировался свой рынок и ряд компаний предлагают свое оборудование для данной технологии. Компания Siemens при этом удерживает лидерство, что, учитывая успех GSM-проектов компании, высочайшее качество и надежность ее оборудования, не вызывает удивления.
Первый коммерческий контракт на поставку GSM-R Siemens заключил в Швеции в 1998 году, а в июле 2000 года началась коммерческая эксплуатация системы GSM-R в Швеции (Орезунд). Стоит отметить, что это был первый полномасштабный проект в мире. Кроме того, на базе оборудования Siemens были построены крупные сети в Италии, Швейцарии, Бельгии, Финляндии, Норвегии и других странах. В настоящий момент в Европе функционирует 9 коммерческих сетей на базе оборудования Siemens, и около 10 сетей строятся или запущены в тестовую эксплуатацию.

А что же дома, в России?

В России работы по переходу на унифицированную цифровую связь применительно к железным дорогам до недавнего времени велись на уровне пилотных систем и опытных зон.
В отличие от Европы, окончательный выбор в пользу той или иной системы до сих пор не сделан, хотя еще в 2000-2001 годах некоторые представители МПС заявляли о том, что вероятнее всего чаша весов склонится в пользу GSM-R.
В 2001 году был создан опытный участок в районе Екатеринбург - Камышлов протяженностью 153 км. Было развернуто две сети: GSM-R и TETRA. Поставщиками оборудования выступили Siemens (GSM-R) и Rode & Schwarz (TETRA). По результатам проведенных испытаний российские технические эксперты пришли к выводу, что обе системы имеют право на жизнь и у каждой есть свои преимущества и недостатки. Если говорить об экономике, то масштабное решение на базе TETRA может оказаться более затратным, нежели развертывание системы GSM-R.

Отрадным фактом является то, что долгожданный проект по развертыванию полномасштабной коммерческой сети GSM-R на базе оборудования компании Siemens в Калининградской области вступил в финальную стадию. В данный момент идет строительство фрагмента сети на участке Нестеров - Калининград - Балтийск протяженностью 195 км. Осуществляется монтаж 16 базовых станций, коммутатора подвижной связи и другое необходимое оборудование. И ожидается, что в конце осени сеть будет сдана в эксплуатацию.
Однако, развитию технологии GSM-R в России мешает одно существенное препятствие – получение частотного диапазона. Как известно, существуют большие проблемы с нехваткой частот в диапазоне 900 МГц. Большинство частот занято общественными операторами, ряд частот занят под различные системы навигации, ряд частот военными а, некоторые просто зарезервированы.Поэтому пока для GSM-R частот нет. Большие надежды здесь связываются с проектом по гармонизации частот с Европой, о котором уже давно говорят в Министерстве связи. Поиск решений по данному вопросу ведется, но пока нет никакого конкретного результата. В сторону какой технологии ж/д. радиосвязи склонится окончательный выбор - пока что неясно, но для успешного взаимодействия с европейскими соседями российским железнодорожникам, вероятно, рано или поздно придется задуматься над тем или иным вариантом реализации GSM-R. Ведь помимо большинства стран Европы, которые или ввели, или в ближайшем времени планируют строительство сети GSM-R, интерес к данной технологии испытывают и наши ближайшие соседи из стран СНГ.