Технические предложения по модернизации метода построения сети и оборудования на базе современных технологий.

Увеличение объемов перевозок обусловливает необходимость повышения пропускной способности участков железных дорог. Экономически целесообразное и эффективное решение данной задачи возможно только при условии внедрения новых систем обеспечения безопасности движения и информационных технологий. А для этого в первую очередь необходимо иметь надежную, с достаточной пропускной способностью, безопасную транспортную (или телекоммуникационную) среду для связи объектов инфраструктуры с подвижным составом и подвижного состава между собой. В настоящее время в Укрзализныце предпринимаются усилия, направленные на построение систем обеспечения безопасности движения, управления движением с использованием радиочастотного диапазона 160 МГц.

Совершенно очевидно, что отсутствие цифровой сети радиосвязи Укрзализныци ограничивает развитие современных технологий организации эксплуатации железных дорог, систем автоматического управления движением и безопасности, препятствует повышению пропускной способности железных дорог.

На стальных магистралях Европы, в том числе высокоскоростных и скоростных, используется в основном стандарт GSM-R, адаптированный специально под задачи и нужды железнодорожного транспорта, как по передаче голоса, так и данных. На его основе создаются системы обеспечения безопасности и управления перевозочным процессом. Для внедрения этого стандарта во многих странах на государственном уровне выделены необходимые радиочастотные ресурсы (в частности, в Германии – полоса шириной 4 МГц в диапазоне 800 МГц). Серийным выпуском адаптированного под нужды железных дорог оборудования GSM-R занимается целый ряд компаний.

Стандарт TETRA на железных дорогах используется значительно меньше, в основном в странах азиатского региона. Опыт ОАО «РЖД» по строительству двух зон цифровой системы радиосвязи стандарта TETRA на участках Свердловской и Октябрьской железных дорог показал, что существующие системы TETRA не отвечают требованиям к цифровым системам радиосвязи. Это связано с отсутствием специализированных железнодорожных приложений и оборудования, что требует значительных доработок аппаратуры и программного обеспечения.

Однако технология TETRA представляет серьезные аргументы за принятие этого стандарта в качестве общепринятого для железнодорожной отрасли в Украине:

ü TETRA использует частотный диапазон 450 MГц, что является достоинством как с организационной точки зрения (этот диапазон определен для технологической радиосвязи МПС), так и с технической - например большая зона охвата (до 50 км), благодаря чему затраты на инфраструктуру могут быть существенно снижены.

ü Оборудование TETRA эффективно использует радиочастотный спектр. Так, в стандарте TETRA для работы 4 логических каналов используется полоса шириной 25 кГц, а в стандарте GSM для работы 8 логических каналов необходима полоса 200 кГц.

ü Стандарт TETRA является открытым, что привлекает большое количество производителей оборудования, обеспечивает адекватный уровень цен и независимость заказчика от позиции конкретного поставщика. Открытость стандарта также позволяет производителям разрабатывать открытые программные интерфейсы (API) для реализации прикладных задач, необходимых конечному заказчику. Диапазон частных применений TETRA-систем в железнодорожной отрасли может быть действительно широким, например, можно реализовывать заказные терминалы с узкоспециализированными функциями, такими как вызов абонента по номеру поезда или вызов одной кнопкой ближайших к данному абоненту поездных терминалов, т. е. с теми функциями, которые необходимы в поездной радиосвязи.

ü Особое внимание в стандарте TETRA уделено таким аспектам обеспечения безопасности связи, как разделение одной физической системы на виртуальные подсистемы для различных пользователей или задач, шифрование информации, аутентификация абонентов, защита от несанкционированного доступа. Идеология построения единой сети радиосвязи для различных пользователей (поездной, ремонтно-оперативной и станционной радиосвязи) позволяет не только значительно сократить стоимость системы, но и обеспечить в любой момент времени возможность взаимодействия с другими пользователями виртуальных сетей.

ü Важным свойством TETRA-систем является также возможность установления соединения между абонентами системы вне зоны действия базовых станций и других элементов инфраструктуры, т. е. в режиме прямой связи (Direct Mode Operation, DMO), что особенно важно для ремонтно-оперативной железнодорожной радиосвязи, а также при аварийной работе в кризисных и чрезвычайных ситуациях. При этом станция может находиться в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch), одновременно готовая принять вызов как по транкинговому каналу, так и по каналу DMO. Благодаря режиму DMO радиостанция TETRA может работать в режиме ретрансляции, что является важным свойством для быстрого разворачивания оперативной связи при аварийных ситуациях. Для этого достаточно будет доставить в аварийный район мощную радиостанцию TETRA (стационарную, автомобильную или локомотивную), которая установит связь с ближайшей рабочей базовой станцией (на расстоянии до 50 км), после чего мобильные абоненты в аварийном районе смогут выходить в сеть через мощную радиостанцию, используя ее как ретранслятор.

ü Время установления соединения в стандарте TETRA (не более 300 мс) соответствует нормам Укрзализныци на оперативно-технологическую связь. Кроме того, стандартом предусмотрен также режим открытого канала, когда для группы абонентов может быть выделен логический канал связи, и доступ в канал обеспечивается без установочной процедуры.

Таким образом, используя оборудование стандарта TETRA как базис, реализуется система, полностью отвечающая требованиям технологической радиосвязи Укрзализныци.

Департамент связи и вычислительной техники считает целесообразным принять в качестве основной для участков скоростного и высокоскоростного движения систему цифровой радиосвязи стандарта GSM-R. Для этого необходимо получение на первичной основе в соответствии с рекомендациями и решениями Международного союза железных дорог (МСЖД) полос радиочастот 876 – 880 МГц и 921 – 925 МГц для организации технологической ремонтно-оперативной радиосвязи и полосы частот для внедрения широкополосных подвижных систем.

Необходимо продолжить проработку возможности построения сетей технологической радиосвязи на базе публичных сетей подвижной связи стандарта GSM. Для этого предстоит пересмотреть технические требования к цифровой системе радиосвязи с учетом гармонизации их с требованиями МСЖД, а также совместно с коммерческими операторами стандарта GSM разработать технические решения по организации технологической радиосвязи с использованием инфраструктуры публичных сетей.

На участках железных дорог, где организация скоростного и высокоскоростного движения не планируется, целесообразно поэтапно перейти с аналоговых систем гектометрового диапазона на цифровые системы радиосвязи метрового (160 МГц) радиочастотного диапазона с одновременной организацией подвижной сети передачи данных.

Для организации «последних миль» к информационным системам и снижения инвестиционной нагрузки целесообразно использовать широкополосные системы беспроводного доступа, радиорелейную и подвижную радиосвязь, в том числе сторонних операторов.

Рассматриваемый комплекс мер позволит решить накопившиеся в технологической радиосвязи проблемы, открыв тем самым «зеленую улицу» для повышения безопасности движения и пропускной способности железных дорог, оптимизации себестоимости перевозок.

Возможно также создание транкинговой сети радиосвязи на основе использования современного цифрового оборудования. При этом транкинговая система радиосвязи должна обеспечивать: ремонтно-оперативную и станционную радиосвязь; резервирование поездной радиосвязи, организованной по системе "Транспорт"; пассажирскую радиотелефонную связь.

Одним из наиболее важных направлений использования спутниковых систем связи на железнодорожном транспорте является создание системы технологической и пассажирской связи с движущимся поездом. Она представляет собой альтернативу вариантам на базе транкинговых и сотовых систем связи.

Комплексность требований к оперативно-технологической радиосвязи заставляет оценивать базовые варианты, во-первых, по степени решения задач, поставленных перед служебной радиосвязью, и, во-вторых, по возможности организации пассажирской радиосвязи из движущегося поезда.

Выбранные базовые варианты организации системы оперативно-технологической радиосвязи сравнивались по качеству радиосвязи; ее надежности при связи с подвижным объектом (ПО) и в аварийных ситуациях; по возможности организации систем ПРС, СРС, пассажирской радиотелефонной связи с ПО; радиотелефонной связи на вокзалах; по возможности оперативного руководства с ПО; обеспечению сохранности особо ценных грузов; капитальным вложениям на строительство новых или модернизацию эксплуатируемых средств связи; эксплуатационным расходам; по времени строительства и развертывания оборудования средств связи.