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GSM-R面臨巨大發(fā)展機遇核心技術仍需突破

http://www.henanjusheng.com 2009-04-15 09:49 來源:中國電子報

   編者語:GSM-R系統(tǒng)是歐洲鐵路綜合調(diào)度移動通信系統(tǒng)的簡稱,脫胎于GSM系統(tǒng),是專門為鐵路無線通信設計的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)。 隨著高速鐵路的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的單信道模擬鐵路通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化高速鐵路通信的需求,GSM-R(為鐵路專用的通信網(wǎng)絡)市場面臨著巨大的發(fā)展機遇。

   隨著高速鐵路的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的單信道模擬鐵路通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化高速鐵路通信的需求,GSM-R(為鐵路專用的通信網(wǎng)絡)市場面臨著巨大的發(fā)展機遇。但是,在拓寬通信頻段、與公網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)以及寬帶數(shù)據(jù)通信接入等關鍵技術方面,我國GSM-R發(fā)展仍需要突破更多的核心技術。

   GSM-R契合鐵路通信要求

  
作為GSM-R系統(tǒng)的母體,GSM系統(tǒng)已經(jīng)在全球廣泛應用,其以良好的網(wǎng)絡覆蓋能力和強大的產(chǎn)業(yè)鏈,獲得了各大運營商和用戶的青睞。

   實際上,GSM-R系統(tǒng)是歐洲鐵路綜合調(diào)度移動通信系統(tǒng)的簡稱,脫胎于GSM系統(tǒng),是專門為鐵路無線通信設計的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)。它是在GSM系統(tǒng)上增加了調(diào)度通信功能和適應高速移動環(huán)境的要素構成的一個綜合專用移動通信系統(tǒng)。

   “作為從GSM公網(wǎng)延伸出來的鐵路專用網(wǎng)絡系統(tǒng),GSM-R系統(tǒng)的構成既含有面狀覆蓋又含有鏈狀覆蓋的網(wǎng)絡,既可用于地區(qū)性的覆蓋也可用于全國性的覆蓋?!北彪姶笾袊鴧^(qū)企業(yè)網(wǎng)解決方案及銷售工程部總經(jīng)理曾勉之告訴記者。 

   根據(jù)鐵路沿線的情況,GSM-R系統(tǒng)可以在沿鐵路線采用鏈狀覆蓋,在車站及樞紐地區(qū)采用面狀覆蓋。為了滿足鐵路對傳輸?shù)母呖煽啃孕枨?,鏈狀覆蓋一般采用雙重冗余的重疊小區(qū)結(jié)構,每2個基站(BTS)重疊覆蓋一個小區(qū)(cell);面狀覆蓋采用多小區(qū)(或多扇區(qū))蜂窩結(jié)構,每個基站(BTS)覆蓋一個小區(qū)(cell),也可以采用重疊覆蓋小區(qū)結(jié)構。 

   桑達無線通訊技術有限公司市場總監(jiān)胡小榮告訴記者,為實現(xiàn)相應的鐵路通信的功能,GSM-R通信協(xié)議在GSM協(xié)議的基礎上,增加了語音組呼業(yè)務(VGCS)、語音廣播呼叫業(yè)務(VBS)、增強多優(yōu)先級與強拆(EMLPP)業(yè)務等鐵路調(diào)度功能業(yè)務以及功能尋址、基于位置的尋址等服務,不僅可以實現(xiàn)GSM語音呼叫、短消息等功能,還能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路緊急呼叫、廣播呼叫、組呼叫、多方通話、鐵路功能號等鐵路調(diào)度專用的鐵路無線通信以及列車控制和調(diào)度命令的數(shù)據(jù)傳輸功能。 

   我國鐵路網(wǎng)對GSM-R需求巨大 

   我國鐵路覆蓋面大,鐵路線長,沿線地形復雜,無線通信覆蓋困難較多。尤其是廣大西部邊遠地區(qū),山川縱橫,鐵路沿線自然環(huán)境相對較差。 

   以青藏鐵路來說,青藏鐵路建設是中國西部開發(fā)的標志性工程,是目前世界上海拔最高、線路最長、穿越凍土里程最長的高原鐵路??v觀青藏鐵路1142千米全線,平均海拔4500米,最高點唐古拉山埡口達到海拔5072米。海拔4000米以上地段長達960千米,多年凍土地帶550多千米。

   “如此惡劣的沿線環(huán)境,給鐵路無線通信保障帶來了巨大的困難?!痹阒诮邮苡浾卟稍L時說,“但事實證明,作為世界上平均海拔最高的GSM-R系統(tǒng),其適應了青藏高原特殊的自然環(huán)境,經(jīng)受了高寒、高海拔、低氣壓的嚴酷考驗,具備極高的可靠性?!边@也為GSM-R在我國西部鐵路的無線通信應用市場打開了突破口。

  而伴隨著今年4月份全國鐵路網(wǎng)的再次提速,我國已經(jīng)出現(xiàn)了大量時速超過200千米、甚至300千米的高速動車。而我國鐵路通信以列車無線通信系統(tǒng)為主,屬于單信道模擬通信系統(tǒng)。這些高速列車的廣泛出現(xiàn),給傳統(tǒng)的鐵路通信系統(tǒng)帶來了許多新的課題。 

   由于列車時速過快,采用傳統(tǒng)的覆蓋系統(tǒng),必然會出現(xiàn)由于多普勒效應以及信號小區(qū)切換過于頻繁導致的掉話率升高和接通率降低等問題。“每小時超過300千米的時速將使用戶在非常短的時間內(nèi)穿過多個小區(qū),會引起用戶在通話過程中在不同的小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的頻繁切換,導致掉話等諸多問題?!辈侩娦叛芯吭焊呒壒こ處煆埧》甯嬖V記者。安全性和穩(wěn)定性是鐵路通信的關鍵所在,一旦出現(xiàn)信號間斷問題,將會造成難以估量的嚴重后果。傳統(tǒng)的單信道模擬信號鐵路無線傳輸網(wǎng)絡已經(jīng)遠遠不能滿足高速列車運行的要求。 

   目前,通過采用交織站址(單)雙層網(wǎng)和同站址雙層網(wǎng)的方法,GSM-R系統(tǒng)克服了小區(qū)切換頻繁的問題,能夠滿足運行速度為0-500千米/小時之間的列車無線通信的要求。GSM-R網(wǎng)絡屬于鐵路運輸指揮專用的移動通信系統(tǒng),其網(wǎng)絡和業(yè)務具有調(diào)度通信網(wǎng)絡要求的封閉性、安全性、可靠性和實時性特征。 

   我國鐵路建設已經(jīng)進入全面數(shù)字化和GSM-R全面建設的時期。按照相關規(guī)劃,到2010年我國將實現(xiàn)全國3萬千米鐵路的GSM-R覆蓋,到2020年實現(xiàn)鐵路10萬千米的GSM-R覆蓋。

  核心技術需要更大突破 

   “自從2002年11月,中國鐵道部科技司與當時的西門子公司簽訂協(xié)議,正式引進第一套GSM-R系統(tǒng)以來,GSM-R系統(tǒng)在中國經(jīng)過了接近7年的理論研究和運行并取得了良好的效果?!敝Z基亞西門子通信GSM-R解決方案銷售管理部總監(jiān)楊久渝告訴記者。
 
   按照規(guī)劃,中國鐵通要在全路建立一張移動通信網(wǎng)絡,利用通信手段實現(xiàn)鐵路移動設施和固定設施的無縫連接,確保列車平穩(wěn)、高速、安全地運行。 

   在中國鐵通高度重視GSM-R建設,不斷加快GSM-R全路建設進程的同時,華為已經(jīng)通過自主創(chuàng)新,成長為少數(shù)幾家能夠提供GSM-R端到端解決方案的廠商之一。中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團旗下的桑達也通過自主研發(fā),在GSM-R核心技術方面取得了重大突破。 

   胡小榮告訴記者,作為高科技國有企業(yè),桑達始終重視自主知識產(chǎn)權的研發(fā)。2007年,公司成功研發(fā)了我國第一臺具有自主知識產(chǎn)權的鐵路GSM-R無線通信終端作業(yè)手持臺,并于2008年4月17日通過鐵道部運輸局和科技司組織的技術審查,成為第一款通過鐵道部技術審查的GSM-R無線通信終端產(chǎn)品,并于當年投入線路使用。通過不斷努力,桑達在我國鐵路GSM-R無線通信領域已經(jīng)取得了一定的市場份額。 

   雖然桑達和華為在GSM-R最為關鍵的知識產(chǎn)權部分——協(xié)議棧方面取得了重大突破,開發(fā)出了具有完全自主知識產(chǎn)權的GSM-R協(xié)議棧,但是由于我國鐵路線路沿線環(huán)境的復雜程度在世界上是獨一無二的,所以在GSM-R標準體系的建設上有很多特殊的要求。這些都要求我國必須在拓寬通信頻段、與公網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)、寬帶數(shù)據(jù)通信接入等方面取得更多核心技術。

   華信郵電咨詢設計研究院有限公司高級工程師葛海平告訴記者:“GSM-R系統(tǒng)是我國引進的歐洲標準,相較于歐洲國家,當前GSM-R系統(tǒng)在中國鐵路的應用還處在起步階段。我國的運營企業(yè)和設備企業(yè)在GSM-R的發(fā)展,尤其是核心技術方面還需要進一步突破?!?BR> 
   采用GSM-R系統(tǒng)是我國鐵路信息化建設的迫切需求,能夠極大地推進CTCS(中國列車運行控制系統(tǒng))的進程,推進鐵路控制信號、通信的一體化,將為鐵路現(xiàn)代化發(fā)展奠定堅實的基礎。在這個過程中,必須加強基礎科研工作,完善標準體系結(jié)構,立足國產(chǎn)化,進一步突破核心技術。

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