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La composante GSM-R
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Infrastructure > Signalisation > ETCS > Composante GSM-R
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Demain
Les avantages du GSM-R sur les balises
Nous avons vu précédemment que les systèmes ETCS niveau 1 et 2 utilisent des eurobalises pour transmettre les données nécessaires au recalage de l’odométrie. Les informations du sol (données relatives à la voie, à l’itinéraire, …) sont transmises :
– en ETCS niveau 1, uniquement par les eurobalises ;
– en ETCS niveau 2, périodiquement et lors de toute modification, par le RBC (Radio Block Center) via la liaison GSM-R.
Les eurobalises ont pour inconvénients de ne transmettre de l'information que ponctuellement, de sorte que le train s'en tient aux dernières informations transmises avant de pouvoir obtenir de nouvelles informations aux balises suivantes, ce qui fait perdre de précieuses secondes, voire une bonne minute. Ainsi, un train qui a été invité à freiner et à rouler à 40km/h devra attendre son passage au-dessus des balises suivantes, parfois lointaines, avant d'obtenir une nouvelle information lui indiquant qu'il peut reprendre de la vitesse. Cette perte de temps limite la capacité d'une voie en trains par heure.
De manière schématique, le GSM-R évite ces inconvénients. Il transmet les informations de manière permanente, et non plus ponctuellement, quelle que soit la position du train. Cela permet, si les conditions sont remplies, de déclencher une invitation à la reprise de vitesse à tout moment, ce qui peut faire gagner de précieuse secondes.
– en ETCS niveau 1, uniquement par les eurobalises ;
– en ETCS niveau 2, périodiquement et lors de toute modification, par le RBC (Radio Block Center) via la liaison GSM-R.
Les eurobalises ont pour inconvénients de ne transmettre de l'information que ponctuellement, de sorte que le train s'en tient aux dernières informations transmises avant de pouvoir obtenir de nouvelles informations aux balises suivantes, ce qui fait perdre de précieuses secondes, voire une bonne minute. Ainsi, un train qui a été invité à freiner et à rouler à 40km/h devra attendre son passage au-dessus des balises suivantes, parfois lointaines, avant d'obtenir une nouvelle information lui indiquant qu'il peut reprendre de la vitesse. Cette perte de temps limite la capacité d'une voie en trains par heure.
De manière schématique, le GSM-R évite ces inconvénients. Il transmet les informations de manière permanente, et non plus ponctuellement, quelle que soit la position du train. Cela permet, si les conditions sont remplies, de déclencher une invitation à la reprise de vitesse à tout moment, ce qui peut faire gagner de précieuse secondes.
L'auteur
Frédéric de Kemmeter
Train & signalisation - Obser-vateur ferroviaire depuis plus de 30 ans. Comment le chemin de fer évolue-t-il ? Ouvrons les yeux sur des réalités complexes de manière transversale
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Origines du GSM-R
Architecture simplifiée du système
Le contrôle-commande signalisation (CCS) figure dans une STI européenne (décision 2012/88 / UE). Cette STI spécifie les exigences qui sont nécessaires pour assurer l'interopérabilité et la conformité du système ferroviaire transeuropéen aux exigences essentielles. Le système de radiocommunication utilisé est le GSM-R. Ceci est indiqué dans les paramètres de base inclus dans la STI CCS, section 4. L'interface est spécifiquement mentionné comme devant fonctionner dans la bande GSM-R tel que spécifié dans EIRENE. De quoi s'agit-il ?
Suite à la décision d'adopter le GSM, l'UIC a lancé un projet en 1992, en collaboration avec l'Union Européenne et les chemins de fer, appelé EIRENE (European Integrated Radio Enhanced NEtwork). Le but de ce projet était de préciser les exigences pour les réseaux mobiles, ce qui permettrait à la fois satisfaire les besoins des chemins de fer et d'assurer l'interopérabilité à travers les frontières. Cela impliquait la description des exigences obligatoires pour les services de communication opérationnels entre les réseaux de chemins de fer voisins, dans le but de permettre, à l'avenir, de services de trains ayant une réception de télécommunication unifiée.
Une équipe d'experts a été mis en place au sein de ce projet. Le groupe a eu la tâche de préparer une série d'exigences, qui décrivent principalement les caractéristiques obligatoires nécessaires à l' interopérabilité. De plus, une description de certaines fonctionnalités optionnelles a été envisagée pour tenir compte des exigences nationales.
Une première version de ces spécifications EIRENE a été finalisée en 1995. Comme ces caractéristiques devaient être incorporées dans les normes GSM, il a été nécessaire de travailler de concert avec des groupes de travail spécialisés ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
En 1997, l'UIC rédigea un protocole d'accord (MoU), engageant les chemins de fer, qui l'ont signé à ne plus investir dans des systèmes de radio analogiques, mais d'investir uniquement dans la mise en œuvre du GSM-R.
La concrétisation technique des spécifications d'EIREINE fît appel à un projet qui fût lancé par trois réseaux ferroviaires, des fournisseurs de télécommunication et des laboratoires, sous le nomd de MORANE (MObile radio for RAilway Networks in Europe). Des test furent effectués en ligne :
- sur la LGV contournant Paris;
- sur la NBS Mannheim-Stuttgart;
- sur la LGV Florence-Arezzo.
Ces essais ont permis d'élaborer les éléments fixes ainsi que les terminaux mobiles, ainsi que de valider leur fonctionnement, notamment sur l'épineux problème de la couverture radio en tout point du réseau, que ce soit dans les gares, les tunnels, les courbes et la vitesse des trains.
Les deux projets EIRENE et MORANE ont finalement été conclu à la fin 2000 avec la livraison des FRS (Functional Requirements Specification) et des SRS (System Requirements Specification), Un MoU a été signé par 37 réseaux ferroviaires, y compris hors Europe, pour n'utiliser que les spécifications du GSM-R.
Suite à la décision d'adopter le GSM, l'UIC a lancé un projet en 1992, en collaboration avec l'Union Européenne et les chemins de fer, appelé EIRENE (European Integrated Radio Enhanced NEtwork). Le but de ce projet était de préciser les exigences pour les réseaux mobiles, ce qui permettrait à la fois satisfaire les besoins des chemins de fer et d'assurer l'interopérabilité à travers les frontières. Cela impliquait la description des exigences obligatoires pour les services de communication opérationnels entre les réseaux de chemins de fer voisins, dans le but de permettre, à l'avenir, de services de trains ayant une réception de télécommunication unifiée.
Une équipe d'experts a été mis en place au sein de ce projet. Le groupe a eu la tâche de préparer une série d'exigences, qui décrivent principalement les caractéristiques obligatoires nécessaires à l' interopérabilité. De plus, une description de certaines fonctionnalités optionnelles a été envisagée pour tenir compte des exigences nationales.
Une première version de ces spécifications EIRENE a été finalisée en 1995. Comme ces caractéristiques devaient être incorporées dans les normes GSM, il a été nécessaire de travailler de concert avec des groupes de travail spécialisés ETSI (European Telecommunications Standards Institute).
En 1997, l'UIC rédigea un protocole d'accord (MoU), engageant les chemins de fer, qui l'ont signé à ne plus investir dans des systèmes de radio analogiques, mais d'investir uniquement dans la mise en œuvre du GSM-R.
La concrétisation technique des spécifications d'EIREINE fît appel à un projet qui fût lancé par trois réseaux ferroviaires, des fournisseurs de télécommunication et des laboratoires, sous le nomd de MORANE (MObile radio for RAilway Networks in Europe). Des test furent effectués en ligne :
- sur la LGV contournant Paris;
- sur la NBS Mannheim-Stuttgart;
- sur la LGV Florence-Arezzo.
Ces essais ont permis d'élaborer les éléments fixes ainsi que les terminaux mobiles, ainsi que de valider leur fonctionnement, notamment sur l'épineux problème de la couverture radio en tout point du réseau, que ce soit dans les gares, les tunnels, les courbes et la vitesse des trains.
Les deux projets EIRENE et MORANE ont finalement été conclu à la fin 2000 avec la livraison des FRS (Functional Requirements Specification) et des SRS (System Requirements Specification), Un MoU a été signé par 37 réseaux ferroviaires, y compris hors Europe, pour n'utiliser que les spécifications du GSM-R.
Le GSM-R occupe deux espaces dans le spectre des fréquences disponibles :
Cette disposition fait actuellement l'objet de débats car il est reproché des interférences avec le GSM grand public.
L'architecture basique du GSM-R comprend trois étapes sous forme de liaisons (en rouge) :
- (1) le poste de signalisation envoie une autorisation de mouvement vers le RBC; liaison par câble à fibre optique;
- (2) après vérification des données de la voie et de l'occupation - ou non - des circuits de voie, l'autorisation de mouvement est transmise par fibre optique vers plusieurs antennes le long de la voie;
- (3) le GSM-R intervient réellement ici, en faisant la liaison radio entre le sol (antenne) et le train (le bord);
L'architecture basique du GSM-R comprend trois étapes sous forme de liaisons (en rouge) :
- (1) le poste de signalisation envoie une autorisation de mouvement vers le RBC; liaison par câble à fibre optique;
- (2) après vérification des données de la voie et de l'occupation - ou non - des circuits de voie, l'autorisation de mouvement est transmise par fibre optique vers plusieurs antennes le long de la voie;
- (3) le GSM-R intervient réellement ici, en faisant la liaison radio entre le sol (antenne) et le train (le bord);
Dans ce chapître, découvrez aussi :
Pourquoi l'ERTMS ?
Les trois niveaux de l'ETCS
La composante GSM-R
Les constituants de l'ETCS sol et bord
Mise en service et version de logiciel
ERTMS / ETCS dans l'actualité
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Les trois niveaux de l'ETCS
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Les constituants de l'ETCS sol et bord
Mise en service et version de logiciel
ERTMS / ETCS dans l'actualité
3
Liaison par radio
GSM-R unifié
GSM-R unifié
Poste de signalisation
Liaison par câble fibre optique
1
Radio Block Center local
2
Occupation des circuits de voie
ETCS Niveau 1 & 2
ETCS Niveau 1 & 2
Enclenchements
