GSM-R - Global Standard for Mobile Communications Rail

Historia

Desde los primeros días de la comunicación por ferrocarril, cada operador nacional de ferrocarriles ha tenido al menos un sistema de comunicaciones de radio propietario, principalmente en las bandas de frecuencia de 440 a 470 MHz, pero con multitud de tipos diferentes de modulaciones, códigos y señalizaciones. Debido al hecho de que con el tiempo se fueron agregando mayor número de líneas de ferrocarril de alta velocidad en todo Europa y de que los trenes cruzaban muchas fronteras durante sus trayectos, fue apareciendo la necesidad de poseer un único sistema Europeo de radiocomunicaciones para las compañías de ferrocarriles.

En 1993, la organización mundial de cooperación en ferrocarriles (UIC, Union Internationale des Chemins de fer) decidió un nuevo sistema de comunicaciones para ferrocarriles. La decisión que se tomó no utilizaba TETRA para esta tarea, sino la tecnología GSM 900 ligeramente modificada. 32 operadores de ferrocarriles, pertenecientes a 24 países Europeos, acordaron en la EIRENE (European Integrated Railway radio Enhanced NEtwork) MoU, desarrollar la tecnología de red GSM-R (-R proviene de “Railway” (ferrocarril)). GSM-R acabó de ser especificada en 1999 por la ETSI y en 2000 por EIRENE.

Características adicionales

GSM-R soporta comunicaciones de voz y de datos a través de circuitos conmutados de datos (hasta 14,4 kbit/s). Además de los escenarios de llamadas GSM, y debido a los elevados requerimientos de seguridad de los operadores de ferrocarriles, en GSM-R se incrementaron los siguientes servicios específicos para ferrocarriles:

• Elementos avanzados en llamadas de voz (ASCI)
  que incluyen servicios de emergencia y de llamadas a grupos o en modo de difusión, como medida para distribuir la información sobre un número determinado de suscriptores de las redes GSM-R
• Prioridad y apropiación multinivel mejoradas (eMLPP) de las llamadas, en función de la prioridad autorizada al abonado
• Direccionamiento funcional
  permite que un abonado sea llamado con una “función”, como por ejemplo, al conductor del tren. El iniciador de la llamada sólo tiene que conocer el número de tren y el resto de los pasos serán realizados por la red inteligente integrada dentro de la propia red GSM-R. La red inteligente buscará entre los abonados registrados, el correspondiente a la función a la que se ha llamado en ese momento.
• Direccionamiento dependiente de la posición
  ofrece al llamante un medio para localizar a un abonado en servicio. Por ejemplo, el responsable de la línea en una posición determinada, marcando siempre el mismo número (por ejemplo, un código abreviado almacenado en la cabina). Dependiendo de la célula de radio en la cual esté localizado el iniciador de la llamada, esta será enrutada a un número determinado de una línea fija. Ejemplo: Un conductor de tren en el área de la ciudad A, conecta automáticamente con el responsable de la línea pulsando una tecla específica situada en la cabina. Llegado a la ciudad B, el conductor del tren conectará con un responsable diferente para dicha área, cuando el conductor pulse la misma tecla.
• Matriz de acceso
  función que permite habilitar y también bloquear diferentes rutas de comunicación. Tan sólo el controlador de tráfico, por ejemplo, podrá conectar con el conductor del tren como abonado del teléfono móvil. La llamada a los números funcionales de los trenes estará prohibida para el resto de abonados.
• Llamadas de emergencia de ferrocarril (REC)
  comunicaciones con prioridad especifica en caso de emergencia. Por ejemplo, seguimiento del tren o maniobras vía radio.

También se abarcan otras aplicaciones tales como diagnósticos vía radio y transmisión de datos para control y seguridad del tren (ETCS).

Sumario de tecnología

GSM-R está basada en el estándar GSM 900 y utiliza diferentes frecuencias justo por debajo de la banda GSM 900 clásica. GSM-R también es un sistema TDMA con ocho ranuras de tiempo en cada portadora. Una llamada de voz normal utiliza una ranura de tiempo. El audio normalmente se transmite sobre una ranura de tiempo por trama. Cada estación base proporciona un canal base con información acerca de la red y de la estación base, sobre la primera ranura de tiempos de la portadora.

Los móviles GSM-R pertenecientes a los trenes se denominan radios de cabina (radio cab) y poseen una interfaz especial de usuario diseñada para operadores profesionales de ferrocarriles. También poseen algunas interfaces de comunicación con la infraestructura del tren, tal como con sistemas de información acerca de los pasajeros o unidades de diagnóstico.

Para los trabajadores en vía o para los responsables de las maniobras, existen terminales que son muy similares a los teléfonos móviles convencionales, pero mucho más robustos y con funcionalidades ampliadas.

Medidas típicas

Willtek ha desarrollado aplicaciones de prueba personalizadas que se adaptan a los requerimientos específicos de los operadores de ferrocarriles en materias de precisión y velocidad de las pruebas, permitiendo realizar las mismas durante un breve corte del servicio y junto con la más alta seguridad operacional para radios de cabina GSM-R.

Debido al estándar de alta seguridad existente y que es de obligado cumplimiento en operaciones en ferrocarriles, cada vez que un tren llega para realizar el mantenimiento periódico, se deberán comprobar determinado número de establecimientos de llamada especiales, tales como las llamadas de emergencia o llamadas a grupos y de difusión, además de la realización de las medidas estándar, tales como potencia de pico, error de fase de pico y RMS, error de frecuencia, potencia vs tiempo, error de fase vs tiempo, y espectro de modulación.

Instrumentos de pruebas de Willtek