Il GSM-R ( Global System for Mobile Communications - Railways ) è uno standard di comunicazione wireless basato sul GSM e sviluppato specificatamente per applicazioni e comunicazioni ferroviarie.
Consente ai treni di comunicare con stazioni di controllo del traffico ferroviario, conducenti, addetti al traffico e alla manutenzione di comunicare tra loro in modalità conferenza (chiamate di gruppo) e consente il supporto di applicazioni di tipo dati come l' ETCS .
Gli standard EIRENE - MORANE specificano un uso funzionale e ininterrotto della comunicazione GSM-R fino a una velocità di viaggio del treno di 500 km / h .
Nella maggior parte dei paesi in cui è stato messo in servizio, il GSM-R è un complemento ai sistemi di collegamento analogico tra stazioni di controllo e treni, ad esempio nella radio per treni di terra in Francia .
Lo standard GSM-R è stato sviluppato nell'ambito della missione data dall'Unione Internazionale delle Ferrovie (UIC). Il suo scopo iniziale era la standardizzazione e il miglioramento delle condizioni di costruzione e di esercizio delle ferrovie , in particolare nell'area del traffico internazionale. Per sviluppare questo standard, il progetto EIRENE è stato avviato nel 1993 dall'UIC . È all'interno di questo progetto che sono state sviluppate le specifiche che devono essere soddisfatte dalla rete GSM-R.
GSM-R, che è costruito dalla tecnologia GSM, beneficia dei risparmi derivanti da questa eredità. Autorizza una trasformazione digitale a un costo competitivo, consentendo la sostituzione di tutti i sistemi di comunicazione cablata (lungo il binario) e delle reti radio ferroviarie analogiche esistenti in ogni Paese tra loro incompatibili: sono infatti più di 35 le diverse ferrovie sistemi di comunicazione, solo in Europa ...
GSM-R è una piattaforma sicura per le comunicazioni voce e dati tra i vari membri delle squadre ferroviarie: autisti, regolatori, membri della squadra di manovra, personale a bordo treno, gestori di stazione. Fornisce funzionalità come chiamate di gruppo ( VGCS ), annunci o chiamate broadcast ( VBS ), chiamate localizzate e prelazione delle chiamate di emergenza. Sarà in grado di supportare applicazioni come il monitoraggio delle merci, la videosorveglianza nei treni e nelle stazioni , nonché i servizi di informazione per gli utenti.
Questo standard, che è il risultato di più di dieci anni di collaborazione tra numerose aziende ferroviarie europee, finalizza l'interoperabilità attraverso l'uso di un'unica piattaforma di comunicazione. GSM-R consente, nel caso di ETCS livello 2 e 3 (vedi ERTMS ), di trasportare le informazioni di segnalamento ferroviario direttamente al macchinista, facilitando così una maggiore velocità del treno oltre che un traffico più denso, pur mantenendo un elevato livello di sicurezza.
Le specifiche finalizzate nel 2000 si basano sul progetto europeo MORANE (Mobile Radio for Railways Networks in Europe). Le specifiche sono mantenute dal progetto UIC ERTMS.
GSM-R è stato scelto da 38 paesi in tutto il mondo, inclusi tutti gli stati membri dell'Unione Europea , nonché paesi in Asia , Eurasia e Nord Africa .
GSM-R utilizza generalmente torri relè dedicate ( Base Transceiver Station , o BTS), vicino alla ferrovia. La distanza tra due BTS è di tre o quattro km. Questa vicinanza crea un alto grado di ridondanza e una maggiore copertura e affidabilità. Il treno mantiene permanentemente una connessione modem digitale al centro di spedizione del treno. Questa connessione ha un livello di priorità più alto rispetto ad altri utenti ( eMLPP ). Se si perde la connessione modem, il treno si ferma automaticamente. In Germania , Italia e Francia , la rete GSM-R ha tra 3000 e 4000 BTS.
GSM-R è un componente dell'ERTMS che include:
In Europa, GSM-R utilizza la seguente banda di frequenza dedicata:
La separazione di frequenza tra due canali fisici è di 200 kHz .
La modulazione è di tipo GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).
GSM-R è anche un sistema TDMA ("Time-Division Multiple Access"), vale a dire un sistema di multiplexing a divisione di tempo in cui la trasmissione dei dati è organizzata per ciascuna portante (o canali fisici) per frame TDMA periodico. (Periodo di 4.615 ms ).
Ogni Frame TDMA è suddiviso in 8 time slot (“Time Slots”) detti anche canali logici (con una durata di 577 µs ciascuno), composti da 148 bit di informazione.
GSM-R utilizza un'estensione inferiore delle frequenze del GSM 900 MHz ( banda 890 MHz - 915 MHz per la trasmissione e banda 935 MHz - 960 MHz per la ricezione). In Cina , GSM-R utilizza una gamma di 4 MHz della banda E-GSM (GSM 900Mhz).
GSM-R abilita nuovi servizi e applicazioni; in particolare, offre possibilità di comunicazione mobile nei settori di:
Viene utilizzato per trasmettere dati tra i treni e le stazioni di controllo del traffico ferroviario con i livelli 2 e 3 del sistema ETCS. Quindi quando il treno arriva su una delle eurobalise , comunica la sua nuova posizione e la sua velocità e riceve in cambio l'autorizzazione ad entrare o meno al blocco successivo e la nuova velocità massima. Non c'è quindi più bisogno di segnaletica laterale.
Proprio come le apparecchiature di telefonia GSM, le apparecchiature GSM-R possono trasmettere dati e anche voce. Le nuove funzionalità fornite da GSM-R in termini di comunicazione mobile si basano sugli standard GSM e sono descritte dagli standard del progetto EIRENE. Troviamo in particolare per le chiamate:
Ci sono anche le seguenti caratteristiche:
VGCS consente a un gran numero di utenti di partecipare alla stessa chiamata. Questo dispositivo simula la chiamata di gruppo analogica PMR (Private Mobile Radio) con il pulsante PTT ( Push-to-Talk ).
Sono definiti tre tipi di utenti: il Talker ( colui che parla ), il Listener ( colui che ascolta ) e il Dispatcher (il Regulator ). L' oratore può diventare un ascoltatore rilasciando il pulsante PTT e l' ascoltatore diventa un oratore premendo il pulsante PTT.
Il principale vantaggio di VGCS rispetto a una chiamata multi-party (il dispositivo di chiamata in conferenza del GSM) è l'ottimizzazione dell'occupazione della banda di frequenza. Quindi, quando molti utenti si trovano nella stessa cella (GSM) useranno una frequenza per tutti gli ascoltatori e due frequenze per l' oratore (come per una chiamata punto-punto). Durante una chiamata multi-party ci sono due frequenze utilizzate per ogni utente.
VBS (Voice Broadcast Service)Il VBS è una chiamata broadcast: a differenza di un VGCS , solo la persona che ha avviato questa chiamata può parlare, gli altri partecipanti alla chiamata possono solo ascoltare. Questo tipo di chiamata viene utilizzato principalmente per trasmettere messaggi preregistrati o fare annunci.
REC (Railway Emergency Call)Il REC è una chiamata di gruppo o VGCS per un'emergenza. Ha una priorità più alta rispetto ad altre chiamate (un REC ha una priorità di livello 0 - vedi sotto: eMLPP)
Questo servizio definisce le priorità per le chiamate degli utenti. Si trovano i seguenti livelli di priorità:
È inoltre disponibile un sistema di risposta automatica a tempo per le chiamate con priorità 0, 1 e 2.
Il sistema di conferma della chiamata è valido solo per le chiamate di gruppo (VGCS) e le chiamate broadcast (VBS) con priorità 0 (vedere eMLPP).
Il principio è che ogni terminale mobile che ha partecipato alla chiamata (iniziatore incluso), invii un rapporto quando la chiamata viene abbandonata o terminata. Questo rapporto deve contenere come informazione:
Se non è stato possibile inviare il rapporto (spegnimento intenzionale del terminale mobile oa causa di una batteria scarica), il terminale mobile tenta di inviarlo nuovamente quando viene riavviato.
Modalità di manovra (modalità di manovra )La modalità di smistamento è il termine utilizzato per descrivere l'applicazione che regola e controlla gli utenti che accedono alle comunicazioni di smistamento .
Viene emesso un segnale acustico, il "LAS" ( Link Assurance Signal ) per confermare al meccanico (macchinista) che il ponte radio è operativo e funzionante.
Modalità diretta (modalità diretta )La modalità diretta è la modalità di comunicazione alternativa (walkie-talkie) in cui i terminali mobili comunicano tra loro senza utilizzare la rete mobile. È stato proposto dal progetto Eirene , anche se da allora non è mai stato implementato.
SAGEM afferma di aver sviluppato una modalità GSM diretta, attualmente non riconosciuta nelle specifiche GSM-R, e per la quale non è stata ancora assegnata alcuna frequenza.
I diversi gruppi che compongono il mercato GSM-R sono:
Gestori dell'infrastruttura e operatori ferroviari| Nazione | Gestore dell'infrastruttura: | Operatori ferroviari: |
|---|---|---|
| Algeria | ANESRIF | SNTF |
| Germania | DB Netz | DBAG |
| Belgio | Infrabel | SNCB |
| Spagna | ADIF | RENFE |
| Finlandia | RHK | VR |
| Francia | Rete SNCF Eurotunnel | SNCF |
| UK | Network Rail Limited | Elenco degli operatori |
| India | - | IR |
| Italia | RFI | IT |
| Norvegia | JBV | NSB |
| Olanda | ProRail | NS |
| Svezia | BV | SJ |
| svizzero | SBB CFF FFS | SBB CFF FFS |
| Lussemburgo | ACF | CFL |
| Repubblica Ceca | SŽDC | CD |
| Nazione | Gestore dell'infrastruttura: | Operatori ferroviari: |
|---|---|---|
| Austria | GYSEV | ÖBB |
| Croazia (sito pilota) | - | HŽ |
| Slovacchia (sito pilota) | - | ŽSR |
| Nazione | Gestore dell'infrastruttura: | Operatori ferroviari: |
|---|---|---|
| Cina | CR | KNR |
| Danimarca | Banedanmark | DSB |
| Ungheria | VPE | MY V |
| Irlanda | CIÉ | IE |
| Irlanda del Nord | - | NIR |
| Polonia | - | PKP SA |
| Russia | - | RŽD |
| Slovenia | AZP | SŽ |
| stati Uniti | US / DOT | Amtrak |
| Australia | RailCorp | RailCorp |
In Italia la rete GSM-R opera commercialmente su 10.000 km di linee dal 2004.
In Germania la rete GSM-R è in funzione da tempo .
Nei Paesi Bassi , il GSM-R è l'unico mezzo di comunicazione: l'uso di analogica della radio ha smesso dal 1 ° ° gennaio 2007 .
In Francia , la distribuzione del GSM-R sulla RFN è ancora in corso. Alla fine del 2016 l'80% del traffico era attrezzato. Utilizzare su altre reti:
Nel 2007 in Gran Bretagna il GSM-R è stato testato sulle seguenti linee:
Solo i telefoni cellulari GSM-R sono stati utilizzati nel 2007 per comunicare. La rete GSM-R del Regno Unito è pienamente operativa solo dal 2013, con un costo di 1,8 miliardi di sterline (questo costo non include il WCML ). è stato utilizzato in tutta la rete dal 2016.
In Belgio (Infrabel), la rete è completamente implementata (circa 500 BTS) ed è in fase di convalida. La messa in servizio ufficiale era prevista pergennaio 2010.
Vedi anche: elenco di acronimi per la telefonia mobile