A GSM-R, az a 2G-alapú rádiórendszer, amely két évtizede biztosítja a vasúti hangforgalmat, hamarosan elérkezik a támogatás végéhez, utódja, az FRMCS pedig a specifikációs fázisból átlép a gyakorlati bevezetés szakaszába, és az első pályázati felhívások már meg is jelentek. Európa-szerte a vasúttársaságok nagyon különböző szakaszokban tartanak ebben az átállási folyamatban: egyesek már kísérleteket és koncepcióbizonyító rendszereket üzemeltetnek, mások még mindig a GSM-R hálózatot bővítik. Ennek a szakadéknak a áthidalása a napi üzem zavarása nélkül volt a témája az Eviden webináriumának, amelyen Franck Lett, a vállalat globális közlekedési értékesítési igazgatója, valamint Mathieu Perrus, a luxemburgi nemzeti üzemeltető, a CFL infrastruktúra-mérnöki részlegének munkatársa.
Miért változik folyamatosan a határidő?
Lett négy fő hajtóerőt emelt ki, amelyek a váltás mögött állnak. A GSM-R az elavult 2G-technológián alapul, amelyhez a gyártók egyre kevesebb támogatást nyújtanak. Az FRMCS pedig biztosítja mindazt, amire a vasúti közlekedés következő szakaszában szükség van, nevezetesen a digitalizációt, a szélessávú kapcsolatot, az alacsony késleltetést és az automatizálás alapjait. A kiberbiztonság nem utólagosan került hozzáadásra, hanem már a tervezés során beépítésre került az FRMCS-be, ami annál is fontosabb, mivel a vasúti támadások egyre gyakoribbá válnak. A szabályozási irányvonal is kialakult: az FRMCS-t Európa jövőbeli szabványaként ismerik el. Lett kiemelte az FRMCS szerepét az ETCS megvalósításában is, megjegyezve, hogy az FRMCS felgyorsíthatja a 2. szintű rendszer bevezetését azáltal, hogy biztosítja a folyamatos felügyelethez szükséges modern kommunikációs réteget.
Az idővonal némileg kedvező irányba tolódott el. Néhány évvel ezelőtt az iparág a 2035-ös határidővel számolt; a gyártók most azt jelzik, hogy a GSM-R hosszú távú támogatása legkésőbb 2040 körülig tarthat. Ez a plusz idő nem könnyíti meg a munkát, mivel az európai európai átállás brownfield-projekt, nem pedig teljesen új rendszer kiépítése, és a cél az, hogy elkerüljék az egyszeri, „big bang” jellegű átállást.
Az Eviden helye: a szolgáltatási réteg
Az FRMCS, ellentétben a monolitikus GSM-R-rel, egy átviteli rétegre (az 5G-hálózatra) és egy szolgáltatási rétegre (a felettük működő, küldetéskritikus kommunikációs szolgáltatásokra) tagolódik. Az Eviden a szolgáltatási rétegre összpontosított, az 5G átviteli réteget pedig a hagyományos távközlési szolgáltatókra bízta. Az MCX magja küldetéskritikus push-to-talk, adat- és videószolgáltatásokat nyújt. Ezt kiegészítik az Androidra és iOS-ra készült MCX-kliensek, egy böngészőalapú diszpécser, valamint egy olyan rögzítőrendszer, amely képes hang-, videó- és adatfelvételek rögzítésére és visszajátszására. További komponensek közé tartozik egy központosított felügyeleti rendszer, egy szoftverfejlesztői készlet (SDK) és fedélzeti berendezések, mint például a hangos rádió és a TOBA (fedélzeti távközlési architektúra), amely jelenleg fejlesztés alatt áll.Beszerzési szempontból az architektúra teljesen virtualizált: minden komponens virtuális gépként fut szabványos kereskedelmi hardveren (COTS), saját fejlesztésű eszközök nélkül. Egyetlen szerver képes befogadni az MCX-kiszolgálót, a diszpécsert, a felvevőt, az irányítási platformot és az együttműködési funkciót, hozzájárulva ezzel a tőke- és működési költségek csökkentéséhez.
Az együttműködési funkció végzi el a nehezebb részt
Az Interworking Function (IWF) összeköti az MCX-rendszert a hagyományos kommunikációs rendszerekkel, mint például a GSM-R, a TETRA, a P25, a DMR és a PBX. A GSM-R-ről az FRMCS-re történő átállás során szétválasztja a GSM-R és az MCX területeket, lehetővé téve, hogy mindkettő függetlenül fejlődjön, miközben biztosítja a zökkenőmentes együttműködést. Az IWF a nyílt 3GPP és ETSI szabványokon alapul, biztosítva az együttműködést és a gyártótól függetlenséget.
n Működés közben az IWF a régi GSM-R-tér és az MCX-tér között biztosítja az átalakítást anélkül, hogy ez megváltoztatná a felhasználói élményt. Egy GSM-R funkcionális számot a megfelelő MCX-azonosítóhoz rendelnek, amelyet SIP URI-ként fejeznek ki. Egy GSM-R csoportos hívás MCX csoportos hívássá válik. A vasúti segélyhívás (REC) az átállás után is fennmarad, a szükséges kiegészítő információk pedig az MCX-oldalra kerülnek leképezésre. A GSM-R szöveges üzenet MCX adatüzenetként érkezik. Az Eviden ezt névtelenített laboratóriumi képernyőképeken mutatta be, beleértve azokat a leképezési táblázatokat is, amelyek az egyes felhasználók GSM-R- és MCX-azonosítóit egyetlen működési egységként társítják egymáshoz.
Hogyan valósítja meg a CFL a 2027-re tervezett átállást?
Perrus azzal kezdte, hogy felvázolta a CFL működési környezetét. A CFL körülbelül 275 km hosszú, sűrűn használt és szorosan összekapcsolt vasúti hálózatot üzemeltet, jelentős határon átnyúló forgalommal Belgium, Németország és Franciaország felé, valamint napi körülbelül 1 000 vonatmozgással. A rendszer gerincét ma körülbelül 100 GSM-R rádiócellája, mintegy 80 irányítói munkaállomás és körülbelül 250 fedélzeti rádió alkotja, amelyek a GSM-R 4. verzióját használják áramkörkapcsolt hangátvitelre, nagyon korlátozott adatátvitellel.
Az átállást meghatározó kulcsfontosságú tényező, hogy a CFL jelzőrendszere teljes mértékben az ETCS 1. szintjén alapul, amely az Eurobalise-ek használatára támaszkodik a folyamatos rádiókapcsolat helyett, és nincs terv az ETCS 2. szintjére való áttérésre. Ennek eredményeként az FRMCS kizárólag az üzemeltetési kommunikáció terén váltja fel a GSM-R-t, anélkül, hogy ez hatással lenne a jelzőrendszerekre.Az átállásra irányuló nyomás inkább a GSM-R élettartamának lejártából és az elöregedő analóg rendszerekből fakad: a tolatórádiókból (Luxemburgban analógok), a pálya-telefonokból és a rézvezetékes infrastruktúrából, valamint az MCX miatt átalakításra vagy cserére szoruló irányító rendszerekből.
A CFL stratégiája három pillérre épül: az MCX-szolgáltatásokra, egy 5G-hálózatra, amely maghálózatot és rádiós hozzáférést egyaránt magában foglal, valamint a vasúti közlekedés számára fenntartott frekvenciasávokra az n100 (900 MHz) és n101 (1900 MHz) sávokban. Az első koncepcióbizonyítás során egy teljes MCX-rendszert hoztak létre „over the top” módon (azaz a nyilvános 5G-hálózaton keresztül), előre meg nem egyezett szolgáltatásminőség mellett, az architektúra érvényesítése és az üzemeltetési szakértelem felépítése érdekében. Perrus beszámolt arról, hogy ez a fázis sikeresen lezárult. A második koncepcióbizonyítás a nehezebb feladatot veszi célba: a GSM-R-rel való együttműködést, valamint a CFL Wi-Fi-jével való együttműködést, egy magas rendelkezésre állású tervezést és intenzív személyzeti képzést. Ha a tesztek eredményesek lesznek, a 2027-es országos bevezetés során az összes régi diszpécserrendszert, majd 2028-tól vagy 2029-től a teljes FRMCS-frissítés következik, összhangban a specifikációk első kiadásával és a CCS TSI-vel, és fokozatosan átállva a CFL saját 5G-hálózatára.
Mit ellenőriz a MORANE-2?
Az Eviden IWF-je a FP2-MORANE-2 programban is meghatározó szerepet tölt be, amely a jelenlegi FRMCS-specifikáció 2.2-es verzióját, valamint a 3-as verzió kiválasztott jelöltjeit validálja annak érdekében, hogy létrehozzák a 3-as verzió stabil változatát, amely az első, kereskedelmi üzembe helyezésre alkalmas kiadás lesz. A MORANE-2 három helyszínen végez laboratóriumi teszteket, valamint négy országban öt vonalon végez terepi teszteket. Lett elmondása szerint az Eviden az egyetlen GSM-R együttműködési funkciókat szolgáltató az egész program keretében, a mindössze két MCX-szolgáltató egyike és az öt diszpécserrendszer-szolgáltató egyike. A német terepi környezetben az Eviden biztosítja az MCX alkalmazáskiszolgálót és az IWF-et, összekapcsolva egy Nokia GSM-R hálózati alrendszerrel és egy Nokia 5G maghálózattal; a terepi tesztelés 2027 januárjában kezdődik.
A megoldásra váró probléma a régi rádiók összekapcsolása, nem pedig maga az FRMCS
A kérdések és válaszok részben két válasz sokkal többet árult el, mint a diavetítések. A kiberreziliencia kapcsán Perrus olyan elszigetelt rendszer-„buborékok” kialakítását mutatta be, amelyeket támadás esetén le lehet választani, így a vonatok korlátozott üzemmódban tovább közlekedhetnek, miközben az MCX rendszert behatolási tesztekkel erősítették meg. A régi rádiórendszerek integrációjával kapcsolatban Lett elismerte, hogy továbbra is vannak kihívások. A TETRA natív együttműködését a 3GPP határozza meg, de a gyártók között egyenetlenül valósul meg, és gyakran licenchez kötött, ami újra bevezeti azt a gyártói függőséget, amelyet eredetileg el akartak kerülni. Léteznek ugyan átmeneti megoldások, mint például az ISI rendszerek közötti interfész, de az iparág még nem jutott egységes megközelítésre.
Ez a valódi helyzet. Maga az FRMCS-szabvány a terveknek megfelelően fejlődik a MORANE-2 keretében a tervek szerint érik; a nehézségek a meglévő infrastruktúra valós körülményeiben és a TETRA és a GSM-R zökkenőmentes összekapcsolásában rejlenek. A CFL más üzemeltetőknek szóló tanácsa pontosan ebből fakadt: kezdjék el korán a tervezést és a tesztelést, mert az együttműködés és a meglévő infrastruktúra, nem pedig a specifikáció határozza meg a tempót.
