Blízká i vzdálená budoucnost digitálního železničního rádiového standardu GSM-R
Petr Vítek www.kapsch.net |
Obsah
1.
GSM-R - historie a důvody zavádění
2.
Přehled situace GSM-R ve světě
3.
Budoucnost systému GSM-R
3a. GPRS pro ETCS
3b. FRMCS 4.
Závěr
GSM-R – historie – analogové rádiové systémy Existence více jak 35 různých systémů v Evropě • Více účastníků sdílejí stejný kanál •
Různé systémy pro různé použití
Posun
Komunikace ve stanici
Traťové rádiové systémy Ostatní rádiová komunikace (diagnostika, informace pro cestující)
www.kapsch.net |
GSM-R – historie – vývoj jediného rádiového systému 1985 - 1989
TETRA
GSM
GSM Základ nového společného drážního rádiového systému – GSM-R
1992
EIRENE
EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985
1995
MORANE
MORANE (SSRS, FFFS a FIS) První tři pilotní projekty GSM-R (Francie, Itálie a Německo)
96/48/EC
Směrnice 96/48/EC pro High Speed Lines Definuje systém ERTMS (GSM-R a ETCS) jako součást subsystému Control Command and Signalling
1997
MoU
Memorandum of Understanding – 37 zemí (včetně ČR,SK) Neinvestovat do starých analogových rádiových systémů a investovat do GSM-R standardu.
2001
2001/16/EC
Směrnice 2001/16/EC Rozšiřuje GSM-R standard i pro konvenční tratě.
1996
www.kapsch.net |
GSM-R – historie – vývoj jediného rádiového systému 1985 - 1989
TETRA
GSM
GSM Základ nového společného drážního rádiového systému – GSM-R
1992
EIRENE
EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985
1995
MORANE
MORANE (SSRS, FFFS a FIS) První tři pilotní projekty GSM-R (Francie, Itálie a Německo)
2008/57/EC
Směrnice 2008/57/EC o interoperabilitě železničního systému ve Společenství nahrazuje směrnice 96/48/EC a 2001/16/EC.
MoU
Memorandum of Understanding – 37 zemí (včetně ČR) Neinvestovat do starých analogových rádiových systémů a investovat do GSM-R standardu.
2008/57/EC
Směrnice 2008/57/EC o interoperabilitě železničního systému ve Společenství nahrazuje směrnice 96/48/EC a 2001/16/EC..
2008
1997
2008
www.kapsch.net |
GSM-R – historie – vývoj jediného rádiového systému 1985 - 1989
TETRA
GSM
GSM Základ nového společného drážního rádiového systému – GSM-R
1992
EIRENE
EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985
1995
MORANE
MORANE (SSRS, FFFS a FIS) První tři pilotní projekty GSM-R (Francie, Itálie a Německo)
2013
2013/9/EU
Mění se příloha III směrnice 2008/57/ES.
1997
MoU
Memorandum of Understanding – 37 zemí (včetně ČR) Neinvestovat do starých analogových rádiových systémů a investovat do GSM-R standardu.
2014
2014/38/EU
2014/38/EU (mění se příloha III směrnice 2008/57/ES) a 2014/106/EU (mění se přílohy V a VI směrnice 2008/57/ES). www.kapsch.net |
Základní vlastnosti systému GSM-R
Hlavní rozdíl spočívá ve využívání technologie – systém GSM-R je používán pro aktivní řízení dopravních procesů na železnici, je také přenosovým prostředím pro zabezpečovací systém ETCS 2/3 úrovně. V případě výpadku by mohlo dojít k ohrožení provozu. Cílem provozovávání je zajištění bezpečnosti a spolehlivosti provozu. Oproti tomu GSM systém je používán jako veřejný nástroj pro komunikaci mezi účastníky. www.kapsch.net |
Situace v Evropě
Závazek pokrýt cca 70 % všech železničních tratí v Evropě systémem GSM-R
www.kapsch.net |
Situace GSM-R ve světě
Připravované projekty Realizované projekty www.kapsch.net |
GSM-R přehled trhu centrálních částí Počty kontraktů na R4 (IP technologii), případně starší R99 technologii
GSM-R Core Network Contracts by Country KCC R4
KCC R99
NSN R99
NSN R4
Huawei R4
Algeria
Australia
Austria
Belgium
Bulgaria
China
Czech Rep.
Denmark
Etihad Rail
Finland
France
Germany
Greece
Hungary
India
Ireland
Italy
Libya
Lithuania
Luxembourg
Netherlands
Norway
Poland
Russia
Saudi Arabia
Slovakia
Slovenia
South Africa
Spain
Sweden
Switzerland
Tunisia
Turkey
UK 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Kapsch CarrierCom: Vedoucí postavení v GSM-R R4 ALL-IP Core Network Deployments (15 států) www.kapsch.net |
GSM-R na Slovensku
SŽDC
MAV
__ pilotní síť GSM-R __ stávající síť GSM-R (2015) __ stávající síť GSM-R + ETCS (2015) www.kapsch.net |
GSM-R v Maďarsku – 900 km
www.kapsch.net |
12
GSM-R ve Slovinsku – 1207 km
www.kapsch.net |
13
GSM-R v České republice od roku 2005 2005 – Pilotní projekt GSM-R 2009 – Dokončení I.NŽK 2010 – II. NŽK (Břeclav - Přerov - Petrovice u Karviné) 2013 – Ostrava – SK, Přerov – Č.Třebová 2013 – Děčín – Všetaty – Kolín 2014 - Vstupy do oblasti ETCS: Hohenau – Břeclav Kúty – Lanžhot Letohrad - Ústí nad Orlicí
2015 – Beroun – Praha – Benešov 2016 – Cheb – Vojtanov 2016 – Benešov – Votice V realizaci: 2016 - Kolín – Havlíčkův Brod – Křižanov – Brno 2016 - Znojmo – Šatov 2016 - III. koridor Beroun - Plzeň – Cheb – 1.etapa 2017 - III. koridor Beroun - Plzeň – Cheb – 2.etapa www.kapsch.net |
Koncové terminály GSM-R
Vozidlové radiostanice GSM-R Použití kdekoliv kde je GSM-R pokrytí, nejsou zapotřebí speciální úpravy Podpora EU (85%, případně 50%)
Přenosné terminály GPH (jedno nebo dvouSIMkové) – kancelářský „lehký“ přístroj OPH + OPS – odolné provedení, možnost použití stejného přístroje i pro posun, k dispozici různé příslušenství
Doplňky Možnost použití jakéhokoliv zařízení s OS Android v síti GSM-R
www.kapsch.net |
Budoucnost jednotného rádiového systému v Evropě
Veřejný operátor
1990
2002
2G: TDMA/FDMA GPRS, EDGE, HSCDS
3G: CDMA FDD, TDD HSDPA, HSUPA
2011
4G: OFDMA „all-IP“ LTE/SAE
2017
5G „secure network IP“
Drážní jednotná mobilní komunikace se zaručeným stupněm bezpečnosti
www.kapsch.net |
Budoucnost jednotného rádiového systému v Evropě
Veřejný operátor
1990
2002
2G: TDMA/FDMA GPRS, EDGE, HSCDS
3G: CDMA FDD, TDD HSDPA, HSUPA
2011
4G: OFDMA „all-IP“ LTE/SAE
2017
5G „secure network IP“
2030
Drážní jednotná mobilní komunikace se zaručeným stupněm bezpečnosti
www.kapsch.net |
Evoluce v drážní rádiové komunikaci – zúčastněné organizace Future ERTMS strategy ERTMS CG to update EIRENE & Inclusion in CCS TSI studies (network models, co-existence of technologies in current spectrum, Future Communication System
Future FRMCS
communication TC-RT & NG2R
system voice &
migration, economic model, Satcom feasibility) WG coordination in progress – management of roadmap & system definition between different bodies
User needs (URS & FRS) Capacity analysis, spectrum availability vs needs Operational impact, traffic analysis, migration strategy Architecture and technology
Specific railway feature standards, Architecture, spectrum (SR Doc), technology decision Railway and urban rail Standard & railway specific features releases, e.g. rel 14, 15, 16 SA 6 & 5G RAN WG
ERTMS & data
Funded EC project for future ERTMS R&D Bearer independent communication - IP 2.1, Railway and urban rail European GSM-R industry association Cooperation with UIC & ERA for future communication system www.kapsch.net | 18
Časová osa evoluce v drážní rádiové komunikaci 2010
2011
2012
Future Communication System
2013
2014
2015
2016
2018
2017
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
Choice of Model
Principles
Operational Detailed system definition Requirements Transition strategy Functional TSI Update Requirements
Workshop Future of GSM-R
MGA1
MGA2
MGA3
Trial
Migration
ERA planned timeline MGA4
MGA5
UIC specifications
FRMCS
UIC + 3GPP/ETSI standarisation / CEPT: spectrum UIC + Industry – development and pilots
contract and migrate
UIC: guidelines, coordination
NG2R
SRdoc
TR/TS
Railway specific requirements/adaptations
Rel 8 – Rel 10
Rel 11
LTE Launch
Rel 12
Rel 13
Rel 14
Rel 15
Rel 16
LTE global rollout
LTE Enhancements
5G Prototypes 5G Standardization
5G Products 5G Deployments www.kapsch.net | 19
EIRENE 8/16 nové vlastnosti Mandatory Interoperable (MI)
Mandatory (M) & others
GPRS/EGPRS bearer services for ETCS
Cell re-selection SI10bis
REC measurement method & definition of call set up time
BCCH usage for ER GSM
Review of ETCS downlink requirements Interconnection and roaming
Register and deregister on train users
Simultaneous RBC communication sessions handling New informative references (ECC report 229/ CEPT) VRS interface standardization
DMO removal
Selectivity improved receiver High priority call VBS for cab Radio
www.kapsch.net | 20
ETSI TC-RT – Standard update New important standards Usage of Session Initiation Protocol (SIP) on the Network Switching Subsystem (NSS) to Fixed Terminal Subsystem (FTS) (TS 103 389) GPRS/EGPRS requirements for ETCS (TS 103 328)
GSM-R improved receiver parameters (TS 102 933 -1/2)
In discussion/preparation Requirements for GSM operation on railways (EN 301 515) - revision TS related to SMS FA in roaming environment TR related to Abis over IP KPI recommendation TS 103 368 related to AT commands for GSM-R applications
Detailed requirements for GSM operation on railways (TS 102 281)
www.kapsch.net | 21
TEN-T program: ETCS over PS (GPRS) Testování, prezentování a standartizace 2012
2013
2014
Phase 1 Telecom test
Phase 2 UNISIG Lab test
Phase 3 UNISIG Live test
GPRS feature selection
SNCF/Kapsch/UIC Lab testing with Sierra Wireless, Funkwerk & Triorail
High Speed Line testing at SNCF
UIC O8662 : EoG phase 1 report
ETCS validation ETCS validation UNISIG/KCC/Net UNISIG/KCC/ SNCF
work Rail
lab testing of
UNISIG live test
ETCS over GPRS & Edge Conventional Speed Line test
Alstom, Thales & Bombardier
HSL SNCF Alstom, Thales and Ansaldo UNISIG phase 2&3 report
2015-2016 TEN-T results
Validated Multiplexing by 4
Edge/GPRS a valid bearer for ETCS
UIC O8664 ETCS in PS mode Engineering Guideline
CR 0741 in B3 MR2 CCS TSI
Edge/GPRS Eirene 8.0/16.0
Q4 2015
Q2 2016
Standard activities (ERA, ETSI) CCS TSI B3 MR2 in Force July 2016 Work Done and on going : UNISIG subset 026, 037, 092, 093 UIC FFFIS Euroradio, O2475 and EIRENE SRS/FRS ETSI TS 103 328 New GSM-R Baseline B1r0 Specific functions needed (NACC, PFC, …) www.kapsch.net | 22
Proč GPRS/EDGE
GPRS / EDGE poskytuje dostatečnou kapacitu pro ETCS.
Class 59
GPRS / EDGE poskytuje lepší využití pro kritické aplikace (např. ATO).
Umožňuje komunikaci M2M v drážním prostředí.
Krok k migraci do světa IP v drážním prostředí.
www.kapsch.net | 23
Co nabízíme Dodávky projektů GSM-R tzv. na klíč jako generální dodavatel včetně uvedení do provozu, provedení akceptačních testů a zajištění potřebných TSI certifikátů od Notifikované osoby. Školení pro servisní pracovníky, případně obsluhy pro uživatele. Dodávky speciální měřících systémů GSM-R/ETCS a provádění měření a optimalizace sítě. Zajištění nepřetržité podpory provozu – tzv. SLA, okamžité řešení kritických situací, logistiky náhradních dílů.
www.kapsch.net |
Závěr
GSM-R tvoří jednotné rádiové prostředí pro veškerou provozní komunikaci na železnici. Technicky – jasně definované standardy Legislativně – závazné směrnice EU pro všechny její členy
Rozšířeno nejen v celé Evropě, ale i celosvětově Zajištěna budoucnost – postupná evoluce podle potřeb drážních společností.
www.kapsch.net |
Děkuji za Vaší pozornost. Ing. Petr Vítek Obchodní ředitel
Kapsch CarrierCom s.r.o. Ke Štvanici 656/3 | 186 00 Praha 8 | Czech Republic Phone +420 221 466 339 | Mobile +420 604 276 335 E-Mail:
[email protected] www.kapsch.net
