GSM-R, sistemul radio bazat pe tehnologia 2G care a asigurat traficul vocal feroviar timp de două decenii, se apropie de sfârșitul perioadei de suport, iar succesorul său, FRMCS, trece de la faza de specificare la implementări în condiții reale, primele licitații fiind acum lansate. În întreaga Europă, companiile feroviare se află în stadii foarte diferite ale acestui proces: unele desfășoară deja teste și configurări de validare a conceptului, altele încă extind rețeaua GSM-R. Reducerea acestui decalaj fără a perturba operațiunile zilnice a constituit subiectul unui webinar organizat de Eviden cu Franck Lett, directorul global de , și de Mathieu Perrus, din cadrul Departamentului de Inginerie a Infrastructurii al operatorului național din Luxemburg, CFL.
De ce data limită se tot schimbă?
Lett a subliniat patru factori-cheie care stau la baza acestei migrări. GSM-R se bazează pe o tehnologie 2G învechită, pentru care sprijinul furnizorilor este în scădere. FRMCS aduce ceea ce are nevoie următoarea etapă a transportului feroviar, și anume digitalizarea, banda largă, latență redusă și o bază pentru automatizare. Securitatea cibernetică este integrată în FRMCS încă din faza de proiectare, nu adăugată ulterior, ceea ce este important având în vedere că atacurile asupra căilor ferate devin din ce în ce mai frecvente. Iar direcția de reglementare este stabilită, FRMCS fiind recunoscut ca viitorul standard european. Lett a subliniat, de asemenea, rolul său în facilitarea implementării ETCS, menționând că FRMCS poate accelera implementarea Nivelului 2 prin furnizarea stratului modern de comunicații necesar pentru supravegherea continuă.
Calendarul s-a modificat oarecum într-o direcție benefică. Cu câțiva ani în urmă, industria își planifica activitatea având ca termen limită anul 2035; furnizorii indică acum că suportul pe termen lung pentru GSM-R ar putea continua până în jurul anului 2040, cel târziu. Acest interval suplimentar nu ușurează însă munca, deoarece majoritatea proiectele de migrare din Europa sunt proiecte de modernizare a infrastructurii existente, nu construcții noi, iar obiectivul este acela de a evita o tranziție unică de tip „big bang”.
Unde se încadrează Eviden: stratul de servicii
FRMCS, spre deosebire de sistemul monolitic GSM-R, este structurat într-un strat de transport (rețeaua 5G) și un strat de servicii (serviciile de comunicații critice pentru misiune aflate la nivel superior). Eviden s-a concentrat pe stratul de servicii, lăsând stratul de transport 5G în seama furnizorilor tradiționali de telecomunicații. Nucleul său MCX oferă servicii critice de tip „push-to-talk”, de date și video. Acesta este completat de clienți MCX pentru Android și iOS, un dispecer bazat pe browser și un sistem de înregistrare capabil să capteze și să redea voce, video și date. Componentele suplimentare includ un sistem centralizat de gestionare, un kit de implementare software (SDK) și echipamente de bord, precum radioul de cabină și TOBA (arhitectura de telecomunicații de bord), aflate în prezent în curs de dezvoltare.Din perspectiva achizițiilor, arhitectura este complet virtualizată: toate componentele rulează ca mașini virtuale pe hardware comercial standard (COTS), fără dispozitive proprietare. Un singur server poate găzdui serverul MCX, dispeceratul, înregistratorul, platforma de gestionare și funcția de interconectare, contribuind la reducerea cheltuielilor de capital și operaționale.
Funcția de interconectare se ocupă de partea cea mai dificilă
Funcția de interconectare (IWF) face legătura între mediul MCX și sistemele de comunicații tradiționale, precum GSM-R, TETRA, P25, DMR și PBX. În timpul migrării de la GSM-R la FRMCS, aceasta decuplează domeniile GSM-R și MCX, permițând fiecăruia să evolueze independent, asigurând în același timp o interoperabilitate fără întreruperi. IWF se bazează pe standardele deschise 3GPP și ETSI, asigurând interoperabilitatea și independența față de furnizori.
n În timpul funcționării, IWF asigură conversia între domeniul GSM-R existent și domeniul MCX fără a modifica experiența utilizatorului. Un număr funcțional GSM-R este mapat la identitatea MCX corespunzătoare, exprimată sub forma unui URI SIP. Un apel de grup GSM-R devine un apel de grup MCX. Un apel de urgență feroviar (REC) este menținut în timpul tranziției, cu informațiile suplimentare necesare mapate în partea MCX. Un mesaj text GSM-R ajunge sub forma unui mesaj de date MCX. Eviden a demonstrat funcționarea acestui sistem prin capturi de ecran anonimizate realizate în laborator, inclusiv tabelele de mapare care asociază identitățile GSM-R și MCX ale fiecărui utilizator ca o singură entitate operațională.
Modul în care CFL planifică trecerea treptată până în 2027
Perrus a început prin a prezenta contextul operațional al CFL. CFL gestionează aproximativ 275 km de cale ferată densă, intens utilizată și puternic interconectată, cu un trafic transfrontalier semnificativ către Belgia, Germania și Franța și aproximativ 1.000 de circulații de trenuri pe zi. Baza rețelei este constituită astăzi din aproximativ 100 de celule radio GSM-R, aproximativ 80 de stații de lucru pentru dispeceri și aproximativ 250 de stații radio de cabină, care funcționează pe GSM-R Release 4 pentru comunicații vocale cu comutare de circuite și transfer de date foarte limitat.
Un factor cheie care determină această tranziție este faptul că sistemul de semnalizare al CFL se bazează în întregime pe ETCS Nivelul 1, care utilizează Eurobalise în locul comunicațiilor radio continue, și nu există planuri de trecere la ETCS Nivelul 2. Prin urmare, FRMCS va înlocui GSM-R doar pentru comunicațiile operaționale, fără a afecta sistemele de semnalizare.Presiunea pentru această schimbare provine mai degrabă din faptul că GSM-R ajunge la sfârșitul ciclului de viață și din îmbătrânirea sistemelor analogice: stații radio de manevră (analogice în Luxemburg), telefoane de cale ferată și infrastructura de cupru, precum și sistemele de dispecerat care necesită adaptare sau înlocuire pentru MCX.
Strategia CFL se bazează pe trei piloni: serviciile MCX, o rețea 5G care acoperă atât partea centrală, cât și accesul radio, precum și spectrul dedicat transportului feroviar în benzile n100 (900 MHz) și n101 (1900 MHz). Prima demonstrație de concept a pus în funcțiune un sistem MCX complet „over the top” (adică prin intermediul rețelei publice 5G), fără o calitate a serviciului negociată, pentru a valida arhitectura și a acumula cunoștințe operaționale. Perrus a raportat că această fază s-a încheiat cu succes. A doua demonstrație de concept abordează o problemă mai complexă, și anume interconectarea cu GSM-R, alături de interconectarea cu rețeaua Wi-Fi a CFL, un proiect cu disponibilitate ridicată și o pregătire intensivă a personalului. Dacă testele vor avea succes, o implementare la nivel național în 2027 va înlocui toți sistemele de dispecerizare vechi, urmând ca, începând cu 2028 sau 2029, să aibă loc o modernizare completă a FRMCS, aliniată la prima ediție a specificațiilor și la TSI CCS și trecând progresiv la propria rețea 5G a CFL.
Ce validează MORANE-2
Funcția IWF a companiei Eviden își consolidează, de asemenea, rolul în cadrul programului FP2-MORANE-2, programul care validează specificația actuală FRMCS, versiunea 2.2, precum și anumite variante ale versiunii 3, în vederea obținerii unei versiuni stabile 3 care să devină prima ediție destinată implementării comerciale. MORANE-2 desfășoară teste de laborator în trei locații și teste pe teren pe cinci linii din patru țări. În cadrul acestuia, Lett a afirmat că Eviden este singurul furnizor de funcții de interconectare GSM-R pentru întregul program, unul dintre cei doar doi furnizori de MCX și unul dintre cei cinci furnizori de sisteme de dispecerizare. În cadrul configurației de teren din Germania, Eviden furnizează serverul de aplicații MCX și IWF, conectându-se la un subsistem de rețea GSM-R Nokia și la un nucleu 5G Nokia, testele de teren urmând să înceapă în ianuarie 2027.
Problema nerezolvată constă în conectarea vechilor aparate radio, nu în FRMCS în sine
Două răspunsuri din sesiunea de întrebări și răspunsuri au fost mai revelatoare decât prezentările. În ceea ce privește reziliența cibernetică, Perrus a descris un concept de „bule” de sisteme izolate care pot fi deconectate în cazul unui atac, astfel încât trenurile să continue să circule într-un mod degradat, sistemul MCX fiind consolidat prin teste de penetrare. În ceea ce privește integrarea sistemelor radio vechi, Lett a recunoscut că încă există provocări. Interoperabilitatea nativă a TETRA este definită de 3GPP, dar implementată inegal de către furnizori și adesea legată de licențe, ceea ce reintroduce dependența de un singur furnizor pe care se dorea să o lăsăm în urmă. Există soluții alternative, cum ar fi interfața intersistemică ISI, dar industria nu a ajuns încă la un consens privind o singură abordare.
Aceasta este situația reală. Standardul FRMCS în sine se dezvoltă conform calendarului prevăzut prin intermediul MORANE-2; dificultățile rezidă în realitățile infrastructurii existente și în integrarea fără probleme a sistemelor TETRA și GSM-R. Sfatul CFL către alți operatori a decurs exact din acest lucru: începeți planificarea și testarea din timp, deoarece interconectarea și infrastructura existentă, nu specificația, sunt cele care dictează ritmul.
