Blízká i vzdálená budoucnost digitálního železničního rádiového standardu GSM-R Petr Vítek
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)
GSM-R historie vývoj jediného rádiového systému 1985-1989 TETRA GSM GSM Základ nového společného drážního rádiového systému GSM-R 1992 EIRENE 1995 MORANE 1996 96/48/EC 1997 MoU EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985 MORANE (SSRS, FFFS a FIS) První tři pilotní projekty GSM-R (Francie, Itálie a Německo) Směrnice 96/48/EC pro High Speed Lines Definuje systém ERTMS (GSM-R a ETCS) jako součást subsystému Control Command and Signalling 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.
GSM-R historie vývoj jediného rádiového systému 1985-1989 TETRA GSM GSM Základ nového společného drážního rádiového systému GSM-R 1992 EIRENE 1995 MORANE 2008 2008/57/EC EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985 MORANE (SSRS, FFFS a FIS) První tři pilotní projekty GSM-R (Francie, Itálie a Německo) Směrnice 2008/57/EC o interoperabilitě železničního systému ve Společenství nahrazuje směrnice 96/48/EC a 2001/16/EC. 1997 MoU 2008 2008/57/EC Memorandum of Understanding 37 zemí (včetně ČR) Neinvestovat do starých analogových rádiových systémů a investovat do GSM-R standardu. Směrnice 2008/57/EC o interoperabilitě železničního systému ve Společenství nahrazuje směrnice 96/48/EC a 2001/16/EC..
GSM-R historie vývoj jediného rádiového systému 1985-1989 TETRA GSM GSM Základ nového společného drážního rádiového systému GSM-R 1992 EIRENE 1995 MORANE EIRENE (FRS a SRS) Specifikace funkčních a technických požadavků pro GSM-R První návrh byl dokončen v roce 1985 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).
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.
Situace v Evropě Závazek pokrýt cca 70 % všech železničních tratí v Evropě systémem GSM-R
Situace GSM-R ve světě Připravované projekty Realizované projekty
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 0 2 4 6 8 10 12 14 16 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 Kapsch CarrierCom: Vedoucí postavení v GSM-R R4 ALL-IP Core Network Deployments (15 států)
GSM-R na Slovensku SŽDC MAV pilotní síť GSM-R stávající síť GSM-R (2015) stávající síť GSM-R + ETCS (2015)
GSM-R v Maďarsku 900 km 12
GSM-R ve Slovinsku 1207 km 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
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
Budoucnost jednotného rádiového systému v Evropě 1990 2002 2011 2017 Veřejný operátor 2G: TDMA/FDMA GPRS, EDGE, HSCDS 3G: CDMA FDD, TDD HSDPA, HSUPA 4G: OFDMA all-ip LTE/SAE 5G secure network IP Drážní jednotná mobilní komunikace se zaručeným stupněm bezpečnosti
Budoucnost jednotného rádiového systému v Evropě 1990 2002 2011 2017 Veřejný operátor 2G: TDMA/FDMA GPRS, EDGE, HSCDS 3G: CDMA FDD, TDD HSDPA, HSUPA 4G: OFDMA all-ip LTE/SAE 5G secure network IP Drážní jednotná mobilní komunikace se zaručeným stupněm bezpečnosti 2030
Evoluce v drážní rádiové komunikaci zúčastněné organizace Future communication system voice & ERTMS & data Future Communication System FRMCS TC-RT & NG2R Future ERTMS strategy ERTMS CG to update EIRENE & Inclusion in CCS TSI studies (network models, co-existence of technologies in current spectrum, 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 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 18
Časová osa evoluce v drážní rádiové komunikaci 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Future Communication System Principles Choice of Model Workshop Future of GSM-R Operational Requirements Detailed system definition Transition strategy Functional Requirements TSI Update Trial Migration ERA planned timeline FRMCS NG2R MGA1 MGA2 MGA3 MGA4 MGA5 UIC specifications UIC + 3GPP/ETSI standarisation / CEPT: spectrum UIC + Industry development and pilots UIC: guidelines, coordination SRdoc TR/TS contract and migrate Railway specific requirements/adaptations Rel 8 Rel 10 Rel 11 Rel 12 Rel 13 Rel 14 Rel 15 Rel 16 LTE Launch LTE global rollout LTE Enhancements 5G Prototypes 5G Standardization 5G Products 5G Deployments 19
EIRENE 8/16 nové vlastnosti Mandatory Interoperable (MI) GPRS/EGPRS bearer services for ETCS REC measurement method & definition of call set up time Review of ETCS downlink requirements Interconnection and roaming Register and deregister on train users Selectivity improved receiver High priority call VBS for cab Radio Mandatory (M) & others Cell re-selection SI10bis BCCH usage for ER GSM Simultaneous RBC communication sessions handling New informative references (ECC report 229/ CEPT) VRS interface standardization DMO removal 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) Detailed requirements for GSM operation on railways (TS 102 281) 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 21
TEN-T program: ETCS over PS (GPRS) Testování, prezentování a standartizace 2012 2013 2014 2015-2016 Phase 1 Telecom test Phase 2 UNISIG Lab test Phase 3 UNISIG Live test TEN-T results CR 0741 in B3 MR2 CCS TSI Edge/GPRS Eirene 8.0/16.0 Q4 2015 Q2 2016 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 UNISIG/KCC/Net work Rail lab testing of ETCS over GPRS & Edge Conventional Speed Line test Alstom, Thales & Bombardier ETCS validation UNISIG/KCC/ SNCF UNISIG live test HSL SNCF Alstom, Thales and Ansaldo UNISIG phase 2&3 report Validated Multiplexing by 4 Edge/GPRS a valid bearer for ETCS UIC O8664 ETCS in PS mode Engineering Guideline 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, ) 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. 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.
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.
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: petr.vitek@kapsch.net www.kapsch.net