GSM-R - Global Standard for Mobile Communications Rail

Historique

Depuis les premiers jours de la communication dans les chemins de fer, chaque opérateur ferroviaire national a utilisé au moins un système de radiocommunication breveté, le plus souvent dans la bande de fréquences allant de 440 à 470 MHz, mais avec de nombreux et différents types de modulation, de code et de signalisation. Etant donné le nombre croissant d'ouvertures de lignes ferroviaires à grande vitesse dans toute l'Europe et le fait que les trains franchissent de nombreuses frontières au cours de leurs trajets, la nécessité de développer un système de radiocommunication européen unique pour les chemins de fer est apparue.

En 1993, l'Union Internationale des Chemins de fer (UIC) a décidé de mettre en place un nouveau système de communication ferroviaire. Pour cette tâche, il a été décidé de ne pas utiliser le système TETRA mais une technologie GSM 900 légèrement modifiée. Dans le protocole d'entente EIRENE (réseau amélioré de radiocommunication ferroviaire intégré européen), 32 opérateurs ferroviaires de 24 pays européens ont convenu de déployer les réseaux GSM-R (la lettre R correspondant à l'initiale du terme "Railway"). La technologie GSM-R a ensuite été spécifiée par l'ETSI en 1999 et en 2000 par l'EIRENE.

Fonctionnalités supplémentaires

Le GSM-R assure la transmission de la voix et des données par commutation de circuits (jusqu'à 14,4 kbit/s). En plus des scénarios d'appel GSM, étant donné les exigences élevées des opérations ferroviaires en terme de sécurité, les services suivants spécifiques aux chemins de fer ont été implémentés dans le GSM-R :

• Des appels vocaux évolués (ASCI, Advanced Speech Call Items) incluant les services d'appels d'urgence, de groupe et de diffusion pour partager des informations entre un ensemble d'abonnés du réseau GSM-R
• Une précédence et une préemption améliorée multiniveau (eMLPP) des appels en fonction de la priorité autorisée de l'abonné
• Un adressage fonctionnel permettant à un abonné en service d'être appelé (il peut s'agir de la cabine de conduite). Il suffit uniquement à l'appelant de connaître le numéro du train. Les étapes suivantes seront ensuite exécutées dans le réseau GSM-R par le réseau intelligent qui recherchera l'abonné enregistré dans la "fonction" appelée à cet instant.
• Un adressage dépendant de la position qui permet à l'appelant d'atteindre un abonné en service (par exemple, le régulateur en chef de la ligne) à un endroit donné en composant le même numéro (par exemple, un court code numérique enregistré dans la cabine). Selon la cellule radio dans laquelle se trouve l'appelant, l'appel est dirigé vers un numéro de ligne fixe spécifique déterminé. Exemple : un conducteur de train situé dans la zone d'une ville A contacte automatiquement le régulateur en chef en appuyant sur le bouton spécifique d'appel du régulateur à partir de la cabine. En franchissant la ville B, le conducteur du train est mis en relation avec un autre régulateur responsable de cette zone en appuyant toujours sur le même bouton.
• Une matrice d'accès qui active mais peut aussi bloquer différentes voies de transmission. Seul le régulateur du trafic peut, par exemple, joindre le conducteur du train en tant qu'abonné mobile. Les autres abonnés ne peuvent pas accéder aux numéros de fonction des trains.
• Des appels d'urgence ferroviaires (REC) permettant d'établir des communications prioritaires spécifiques en cas d'urgence (radio de suivi du train ou radio de manœuvre, par exemple).

En outre, d'autres applications sont prévues, telles que le diagnostic par radio, la transmission de données pour la commande et la sécurité du train (ETCS).

Aperçu technologique

Le GSM-R est basé sur la norme GSM 900 et utilise différentes fréquences situées juste au-dessous de la bande GSM 900 habituelle. Le GSM-R est également un système TDMA utilisant 8 intervalles de temps par porteuse. Un appel vocal normal consomme 1 intervalle de temps alors que les données audio sont typiquement transmises sur 1 intervalle de temps par trame. Chaque station de base fournit un canal de base contenant les principales informations sur le réseau et la station de base dans le premier intervalle de temps d'une porteuse.

Les mobiles GSM-R embarqués dans les trains sont appelés "radios de cabine". Ils disposent d'une interface utilisateur spéciale qui est conçue pour les opérateurs ferroviaires professionnels et comportent plusieurs interfaces permettant de communiquer avec l'infrastructure des trains (systèmes d'information des passagers ou unités de diagnostic, par exemple).

Les employés des chemins de fer ou les agents de manoeuvre sont équipés de combinés sans fil très similaires aux téléphones mobiles usuels, mais ils sont beaucoup plus robustes et offrent une fonctionnalité étendue.

Mesures typiques

Willtek a développé des applications de test sur mesure qui répondent aux exigences des opérateurs ferroviaires en termes de précision et de vitesse de mesure, afin de minimiser l'interruption de service et d'offrir la sécurité opérationnelle maximale pour les radios de cabines GSM-R.

Etant donné les exigences de sécurité draconiennes dans les opérations ferroviaires, il est impératif de tester plusieurs établissements d'appels spéciaux (par exemple, les appels d'urgence, de groupe et de diffusion) à chaque fois qu'un train subit une maintenance de routine, en plus des mesures standard (puissance maximale, erreur de phase efficace et maximale, erreur de fréquence, puissance en fonction du temps, erreur de phase en fonction du temps et spectre de modulation).

Equipements de test Willtek