主頁（http://www.by236.com）：華為推動GSM-R向LTE鐵路網絡通信演進 為提高鐵路運行的效率和安全，鐵路運營商需要專業的無線通信系統來承載語音調度以及列車控制。1992年，國際鐵路聯盟UIC開始討論并在幾年之后確定了基于GSM技術的GSM-R作為全球范圍的鐵路移動通信標準。目前GSM-R系統已經在歐洲以及全球其它區域廣泛部署，列車在跨國運行的時候無須更換設備，不同的通信設備商可以進行互通而形成開放的競爭，各國鐵路運營商可以借鑒其他國家的部署和運營經驗，所有這些都依賴于統一的專業鐵路通信標準。 GSM-R基于全球最廣泛部署、最成熟的GSM移動通信系統，在過去20年的時間被證明是成功的鐵路通信系統，但是隨著技術的發展和新的需求，鐵路客戶需要尋求新的演進方向。公網運營商已經不再部署屬于2G技術的GSM網絡，而是向3G、4G發展，GSM-R的設備周期已經無法滿足鐵路用戶新建網絡需要15年維護的需求。GSM-R的頻譜利用率較低，使得現在分配給鐵路使用的4MHz頻段寬度已經難以滿足大型車站和車輛編組場的業務需求。不管是GSM的電路型數據業務的9.6Kbps傳輸速率還是GPRS的171.2Kbps理論傳輸速率都無法高效的傳輸，除了短文本、控制命令和簡單圖片以外的數據，而現在鐵路應用的發展需要傳送圖像以及更多同時進行的數據業務。既然GSM-R是基于GSM技術，那么GSM-R的演進也要跟隨GSM的演進，絕大多數公網運營商已經選擇LTE作為最新的移動通信演進標準，UIC也基本確定了LTE作為下一代鐵路通信系統的唯一候選技術，于2010年制定了一代鐵路通信系統的需求規范草稿，華為公司作為唯一的中國GSM-R供應商也參與需求規范草稿的討論并提出了修訂意見。 鐵路通信系統作為專業的生產支撐系統，相比公網的演進需要考慮更多的因素。首先鐵路系統的建設周期很長，列車上的設備更換比較困難，而且需要考慮列車在不同的網絡間跨國運行，因此LTE鐵路通信網絡的建設不會單獨部署，而是在現有部分GSM-R網絡的基礎上疊加一層LTE鐵路網絡，或者在新建鐵路同時新增建設GSM-R網絡和LTE鐵路網絡。在演進初期，LTE網絡將主要承載非安全相關的通用數據業務，語音集群業務及列控業務將維持在GSM-R網絡，當LTE網絡應用成熟后，所有的業務將遷移到LTE鐵路通信網絡。 原來GSM-R的4MHz頻段寬度（上行876-880MHz，下行921-925MHz）顯然無法滿足部署LTE鐵路網絡的需求，而在LTE技術在鐵路上實際驗證之前，鐵路運營商很難申請更多的頻段。幸運的是，歐洲的鐵路運營商已經在正確更多的頻段用于鐵路通信，目前已經申請了額外的3MHz（上行873-876MHz，下行918-921MHz）用于解決GSM-R頻率資源緊張以及易受到相鄰公網頻段干擾的問題。因此在LTE網絡發展初期，可以考慮利用這額外的3MHz頻段寬度作為LTE鐵路網絡的頻率，在充分驗證后，再申請更多的專用于LTE網絡的頻段。 LTE鐵路通信網絡除了提供新的寬帶數據業務，還需要繼承GSM-R的傳統業務，例如用于語音調度業務的組呼和廣播呼叫。而LTE網絡本身并沒有完善的語音解決方案，更沒有語音集群的解決方案，因此需要考慮在對LTE網絡盡量少的、甚至沒有改造的情況下，來提供語音調度業務。鐵路移動通信網絡還有一個很重要的功能就是承載列車控制系統，雖然LTE網絡的帶寬沒有問題，但是仍然需要考慮傳輸誤碼和時延等關鍵性能指標。 鐵路通信系統是一個龐大而復雜的系統，需要考慮和GSM-R或者LTE鐵路通信系統相連的其它系統設備的對接問題，盡量減少由GSM-R向LTE演進過程中，對于外部設備的影響，或者需要考慮和外部設備同步演進。例如列車控制系統在GSM-R中采用的電路型數據業務，而在將來的LTE鐵路網絡中，將需要向IP分組域發展。 另外，鐵路專網設備的投資是非常巨大的，在演進的過程中需要考慮如何保護鐵路運營商當前在GSM-R網絡上的投資。綜合以上各種鐵路通信網絡的演進需求，華為公司基于十多年的GSM-R系統開發和部署經驗，研究了GSM-R網絡向LTE鐵路網絡演進的解決方案。 針對保護客戶投資的需求，華為GSM-R基站采用第四代基站技術，射頻模塊可以在GSM模式和LTE模式之間自由切換，在演進過程中完全利用了原有的GSM基站。華為的GSM-R核心網也采用了最新的硬件和軟件平臺，僅通過軟件升級，即可作為LTE的核心網使用。現有鐵路通信系統的演進也同時以傳輸網絡的IP化演進為前提和基礎，華為GSM-R基站也已經支持了Abis over IP，可以很好的適應傳輸網絡的IP化改造。同時GSM-R核心網也已經支持了SIP接口，與IP化改造的調度臺進行對接。 華為LTE鐵路通信系統采用PoC服務器來承載語音集群業務，包括繼承GSM-R的鐵路語音業務，例如功能號碼等。采用PoC作為語音集群方案的最大優勢就是無須LTE網絡進行任何定制化的修改，從而可以大大降低LTE鐵路網絡的成本。由于所有的鐵路業務都是通過外部的PoC服務器來實現，所以可以快速的實現鐵路業務的定制化和擴展。相對于GSM-R網絡中采用統一的組呼和廣播信道，PoC集群方案為每個用戶分配單獨的無線資源，這樣就可以針對單個用戶進行功率控制，減少干擾，而且可以獲知每個組呼用戶的在線狀態，這個功能在GSM-R的機制下是無法實現的。 當LTE網絡用于承載列車控制系統的時候，性能的要求就會非常嚴格。華為借鑒了GSM-R的關鍵性能指標，同時結合LTE的分組域網絡特點，制定了LTE鐵路網絡的性能指標的定義和測試方法。通過在實際網絡中進行的動態驗證，華為的LTE鐵路解決方案的性能指標全面優于GSM-R網絡，完全能夠滿足列車控制以及其它多業務同時運行的要求。 華為基于在公網運營商領域領先的LTE技術優勢以及在鐵路領域多年的部署經驗，在GSM-R向LTE演進領域的研究和驗證走在業界的前列，并已經和國內外主流的鐵路運營商進行過技術探討，將推動鐵路移動通信系統的演進，滿足鐵路客戶日益增長的業務需求。 附：縮略語 GPRS General Packet Radio Service GSM Global System of Mobile communication GSM-R GSM Railway IP Internet Protocol LTE Long Term Evolution PoC PTT Over Cellular SIP Session Initiation Protocol UIC International Union of Railways (中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
