GSM-R,这一 基于2G技术的无线通信系统,二十年来一直承载着铁路语音通信,目前 即将停止支持;而其继任者FRMCS正从规范制定阶段过渡到 实际部署阶段,首批招标书现已 发布。 在整个欧洲,各铁路公司在这条 转型道路上所处的阶段差异很大:有些已经开展了试运行和概念验证,而另一些则仍在 扩展GSM-R网络。如何在不影响日常运营的情况下弥合这一差距,正是 Eviden公司近期举办的一场网络研讨会的主题,该公司全球 交通销售总监Franck Lett,以及卢森堡国家运营商CFL基础设施 工程部的Mathieu Perrus共同探讨了这一议题。
为什么截止日期一直在推迟?
莱特 概述了此次迁移背后的四大关键驱动力。GSM-R 基于 日渐老化的 2G 技术,且供应商的支持正在减少。 FRMCS 提供了 铁路下一阶段所需的关键要素,即数字化、宽带、 低延迟以及自动化基础。网络安全是 FRMCS 设计中的固有组成部分,而非后期添加的,这一点至关重要,因为针对 铁路的网络攻击正变得越来越频繁。 监管方向已然明确,FRMCS 已被公认为欧洲的未来标准。莱特还强调了其在 推动ETCS应用中的作用,指出FRMCS可通过 提供连续监控所需的现代化通信层,从而加速二级系统的部署。
时间 表已朝着有益的方向略有调整。几 年前,业界还以2035年为截止期限进行规划;而供应商 现在表示,对GSM-R的长期支持最迟可能延续至 2040年左右。这额外的缓冲期并不会让工作变得更轻松,因为大多数 欧洲的迁移项目都是既有系统改造项目,而非全新建设,其目标是 避免一次性“大爆炸式”的切换。
Eviden 的适用场景:服务层
FRMCS, 与单体式的GSM-R不同,它由传输层(即 5G网络)和服务层(即其上的任务关键型通信 服务)两部分组成。Eviden专注于服务层,而 将5G传输层交由传统电信供应商负责。 其 MCX 核心提供任务关键型 一键通话、数据和视频服务。此外, 还配备了适用于 Android 和 iOS 的 MCX 客户端、基于浏览器的调度员系统, 以及能够捕获和回放语音、视频和 数据的录制系统。 其他组件包括集中式管理 系统、软件开发工具包(SDK)以及车载设备,例如 语音驾驶室电台和TOBA(车载电信架构),目前 正在开发中。从采购角度来看,该架构 完全虚拟化:所有组件均作为虚拟机在标准 商用硬件(COTS)上运行,不使用专有设备。一台 服务器即可托管 MCX 服务器、调度系统、录制系统、管理 平台和互操作功能,从而有助于降低资本 支出和运营支出。
互操作功能负责处理最困难的部分
互操作 功能(IWF)将MCX系统与GSM-R、TETRA、P25、DMR和PBX等 传统通信系统连接起来。 在从GSM-R 向FRMCS迁移的过程中,它将GSM-R和MCX领域解耦,使两者能够 独立演进,同时确保无缝互操作性。IWF基于 开放的3GPP和ETSI标准,确保了互操作性和 供应商独立性。
n 在运行过程中,IWF在不改变用户体验的情况下,在传统GSM-R域与MCX 域之间进行转换。一个GSM-R功能 号码会被映射到相应的MCX标识 (以SIP URI形式表示)。一个GSM-R群呼将变为MCX群呼。 铁路紧急呼叫(REC)在跨域过程中得以保留, 同时将所需的额外信息映射到 MCX 侧。GSM-R 文本消息将作为 MCX 数据消息到达。 Eviden 通过匿名化的实验室 屏幕截图展示了该功能的运行情况,其中包括将每位用户的 GSM-R 和 MCX 身份关联为单一运营实体的映射表。
CFL将如何分阶段推进向2027年的过渡
佩鲁斯首先 概述了CFL的运营环境。CFL运营着约275公里 的轨道网络,该网络密度高、使用频率大且互联性强,拥有大量 通往比利时、德国和法国的跨境列车,每天 约有1,000列次列车运行。 当前的网络骨干由约100个GSM-R无线电基站、 约80个调度员工作站以及约250台车载驾驶室无线电组成,均基于GSM-R 第4版标准,提供电路交换语音服务,数据传输能力极为有限。
推动此次转型的关键 因素在于,CFL的信号系统完全基于 ETCS 1级标准,该标准依赖于“Eurobalise”信号箱而非连续 无线电通信,且目前尚无计划升级至ETCS 2级。 因此,FRMCS仅将取代GSM-R用于运营通信, 不会对信号系统产生影响。推动转型的 压力主要源于GSM-R即将达到使用寿命,以及模拟系统日渐老化: 调车无线电(卢森堡境内为模拟系统)、轨道电话和铜缆 基础设施,此外还有为适应MCX项目而需要调整或更换的 调度系统。
CFL的 战略建立在三大支柱之上:MCX服务、覆盖核心网和无线接入网的5G网络, 以及n100(900 MHz)和n101(1900 MHz)频段专用的铁路频谱。 首次概念验证在 “Over-the-Top”(即基于 公共5G网络)模式下部署了完整的MCX系统,未协商服务质量(QoS), 旨在验证架构并积累运营经验。 Perrus报告称该阶段已完成且取得成功。 第二次概念验证 将应对更棘手的问题,包括与GSM-R的互操作,以及 与CFL Wi-Fi的互操作,同时涉及 高可用性设计和密集的人员培训。如果 试验顺利,2027年的全国范围部署将取代所有旧有的 调度系统,随后将于2028或2029年进行全面的FRMCS升级,该升级将 遵循规范的第一版及CCS TSI要求,并逐步 迁移至CFL自建的5G网络。
MORANE-2 正在验证什么
Eviden的 IWF还在FP2-MORANE-2项目中发挥着核心作用,该 项目旨在验证当前FRMCS规范的2.2版 以及部分选定的3.0版候选方案,以产出一个稳定的 3.0版,使其成为首个用于商业部署的版本。 MORANE-2项目在三个地点开展 实验室测试,并在四个国家的五条线路进行现场测试。 莱特表示,在该项目中,Eviden是整个项目中唯一的GSM-R互操作功能 供应商,也是仅有的两家MCX供应商之一, 以及五家调度系统供应商之一。 在德国的 现场部署中,Eviden 提供了 MCX 应用服务器和 IWF,连接至诺基亚的 GSM-R 网络子系统和诺基亚 5G 核心网, 现场测试计划于 2027 年 1 月启动。
尚未解决的问题在于连接旧款无线电设备,而不是FRMCS本身
问答环节中的 两个回答比幻灯片演示更具启发性。关于网络弹性, 佩鲁斯描述了一种隔离系统“气泡”的设计,该设计可在 遭受攻击时断开连接,从而使列车在降级模式下继续运行,同时 通过渗透测试增强了MCX系统的安全性。 关于 传统无线电系统的集成,莱特承认仍面临挑战。TETRA的 原生互操作性虽由3GPP定义,但在各厂商间的实现却不尽相同, 且往往与许可证挂钩,这重新引入了本应 摒弃的供应商锁定问题。 虽然存在一些变通方案,例如ISI 系统间接口,但业界尚未就 一种统一的方法达成共识。
这就是 实际情况。FRMCS标准本身正通过 MORANE-2项目,正按计划日趋完善;真正的阻力在于现有网络的实际情况,以及如何 无缝衔接TETRA和GSM-R系统。CFL向其他运营商提出的建议正是基于此: 尽早开始规划和测试,因为决定进展速度的关键在于系统互操作性和 现有网络环境,而非技术规范本身。