Применение новых технологий передачи в сети железнодорожных сообщений

Application of new technologies for data transmission in the railway network

Сети железнодорожного сообщения нуждаются в серьезных изменениях.

GSM Railway (широко известный как GSM-R) - это «международный» стандарт беспроводной связи для железных дорог, который позволяет осуществлять связь в этой среде. Действительно, это была система, разработанная для Европы, но благодаря успеху она была развернута в Азиатско-Тихоокеанском регионе, на Ближнем Востоке и в Африке.

image005

Рис.1.Структурная схема стандарта GSM-R

Это сеть, которая позволяла поездам и диспетчерским центрам общаться друг с другом уже более 10 лет. Подобно стандартной сети GSM, но «базовые станции» проходят вдоль железнодорожного пути (а не в традиционной двухмерной системе), и, следовательно, это то, что позволяет поездам и центрам управления общаться, даже когда поезда движутся со скоростью более 400 км / час

GSM-R оказался настолько успешным, что, согласно прогнозам, этой сети еще предстоит несколько лет роста, однако есть одна очень важная проблема, которая заставляет думать, что пришло время найти альтернативу. Вопрос довольно ясный. GSM-R - это сеть 2G, не основанная на IP. Операторы связи имеют только ограниченный разрешенный диапазон радиочастот, и они постепенно отказываются от старых, менее эффективных технологий 2G в пользу более новых систем, таких как LTE. Это, по мнению некоторых, делает GSM-R практически устаревшей системой, которая скоро станет слишком дорогой (или невозможной) в эксплуатации.

Многие говорят, что LTE - определенно очень сильный соперник. Однако для того, чтобы LTE стал адекватным преемником GSM-R, необходимо преодолеть определенные препятствия. Прежде всего, LTE должна будет зарекомендовать себя как телекоммуникационная система, которая предлагает железнодорожным операторам: надежность, доступность, ремонтопригодность и безопасность. Без выполнения всех этих четырех требований железнодорожные операторы не будут использовать сеть связи в качестве альтернативы GSM-R.
ETCS-latency-with-GSM-R-and-LTE
Рис.2. Сравнение времени отклика GSM-R и LTE.
Стоит признать, что и в России наблюдается определенная растерянность по поводу GSM-R. Косвенным тому свидетельством является государственная программа "Цифровая экономика Российской Федерации". В ней идет призыв к широкому внедрению сетей 5G (хотя, честно говоря, у отечественной промышленности нет предпосылок для производства столь сложного оборудования в России).
Технические требования к системе GSM-R ОАО «Российские железные дороги» разработало давно - уже в 2011 г., но с реализацией не спешит. Распоряжением правительства от 19 марта 2019 года №466-р утверждена долгосрочная программа развития ОАО «Российские железные дороги» до 2025 года; программой, в частности, предусматривается переход на «цифровую железную дорогу», но в новейших документах по цифровой железной дороге система GSM-R даже не упоминается
В будущем, как только LTE достигнет надежности, доступности, ремонтопригодности и безопасности, она станет намного более предпочтительной системой для железнодорожных операторов, поскольку LTE сможет не только покрывать «основные услуги», но также сможет предлагать «дополнительные услуги связи». Последние - это услуги по обслуживанию пассажиров и услуги по сопровождению бизнеса. Непрофильные услуги могут не быть обязательными для работы, но они определенно приобретут все большее значение, если железнодорожные операторы захотят предоставить своим пассажирам дополнительные услуги и стать более эффективными с точки зрения бизнеса. Железная дорога - не единственная компания на рынке транспортных услуг, и им приходится бороться с другими видами транспорта, чтобы получить желаемую долю рынка, как на рынке пассажирских перевозок, так и на рынке грузовых перевозок.
Например, когда пассажир выбирает поездку или другой вид транспорта, он / она оценивает легкость, с которой может быть спланирован маршрут (информация для путешественника; расписания, задержки и т. д.) Или легкость, с которой билет можно получить (электронный билет). Более того, пассажир определенно очень высоко оценит наличие широкополосного доступа в Интернет и мультимедийных услуг на борту.
LTE, будущее связи на транспорте
Помимо бизнес-перспективы, очевидно, что существует множество конкретных технических вопросов, которые необходимо тщательно изучить. LTE не только нужно будет доказать, способность предоставить все функции, которые GSM-R предлагает для основных услуг, таких как голосовые групповые вызовы, голосовые широковещательные вызовы, адресация местоположения, обмен данными и т. д. Но также он должен будет предоставить много новых основных услуг для железнодорожных операторов. Это совершенно логично, и это то, что ожидается, когда будут внедрены более современные технологии и сеть. Высокая производительность и расширенный рабочий диапазон LTE убедительно доказывают его доминирующую роль в будущем.
Без названия (2)
Рис.3. Цифровая Железная дорога.
В заключение, ясно, что со временем GSM-R станет более дорогой сетью, чем LTE, потому что, будучи просто основанной на 2G, а не на IP, GSM-R не может конкурировать с LTE, предлагая эти все более важные расширенные операционные и пассажирские услуги. По моему мнению, российские производители вполне могли бы освоить собственное производство оборудования сетей GSM-R. Способны разработать технику высокоточной фильтрации радиосигналов с целью устранения интерференции с другими системами в близких частотных диапазонах. Одним словом, пора принимать решения!
 
Список использованной литературы.
1. М.А. Шнепс-Шнеппе “О перспективах сети GSM-R для цифровой железной дороги»// – 2016. – Т.4. – №. 12. – С. 32-42 
2. Программа "Цифровая экономика Российской Федерации". Распоряжение Правительства РФ от 28.07.2017 N 1632-р 
3. Технические требования к цифровой системе технологической радиосвязи стандарта GSM-R открытого акционерного общества «российские железные дороги», Москва, 2011. 
4. В. Рябова Утверждён план перехода РЖД на «цифровую железную дорогу». 21.03.2019. 
5. Gao Tingting; Sun Bin. A high-speed railway mobile communication system based on LTE - Гао Тинтин; Сунь Бин. Система высокоскоростной железнодорожной мобильной связи на базе LTE. 

6. C. Kessell. GSM-R: a migration strategy to its successor.- К. Кессел. GSM-R: стратегия перехода к своему преемнику.

7.   Куприяновский В.П., Суконников Г.В., Ярцев Д.И., Кононов В.В., Синягов С.А., Намиот Д.Е., Добрынин А.П. Цифровая железная дорога - целостная информационная модель, как основа цифровой трансформации // International Journal of Open Information Technologies. 2016. – Т. 4. – №10. - С.32-42.