韩国铁路通信已经用上4G,中国离LTE-R还有多远?

摘要: 国外的铁路通信已经开始陆续采用LTE-R,中国的铁路行业也正在试图打破传统,尝试新技术,从而推动铁路移动通信行业的进一步发展。

近日,三星与电信运营商SK Telecom及釜山运输公司联合开发的4G LTE-R进入正式运行中。

这是韩国首个4G铁路无线管理系统,铁路运营商在LTE-R(宽带数字移动通信系统)的基础上使用“多媒体群组通话/短信服务”,从而加强车站工作人员、工程师及控制中心的一对一语音通话服务。此外,在事故发生之时,可通过LTE-R在事故现场和控制中心之间实现实时视频的传输。

以上属铁路移动通信范畴内的技术。铁路移动通信技术是在保证行车安全、提升运输效率、防止作业事故以及改善服务质量等方面不可或缺的通信手段。随着移动数据网络速度的提升,铁路移动通信也被带动,LTE-R的应用就是最好的证明。

LTE的产生是以已存在的网络为基础的,与传统的GSM-R相比,LTE-R拥有更多优势。如果LTE-R能在中国的铁路移动通信行业得到大规模应用,将对铁路的发展产生更大的助力。不过中国目前仍普遍运用GSM-R技术,想要过渡到LTE-R并非一朝一夕就能完成的。

一、LTE是实现4G的技术基础,LTE-R比GMS-R更先进

LTE(Long Term Evolution)即长期演进技术,在商业宣传中通常被称为4G LTE。简而言之,LTE技术就是3G技术的升级版本。该项目于2004年12月在多伦多3GPP TSG RAN#26会议上正式启动。

开始,LTE的定位只是3G的加强版,然而其后期的发展远远超出了设计者的预期,本来只能被称作3.9G的LTE凭着不断的升级与改善达到了真正的4G水平,2010年12月6日,国际电信联盟将LTE正式定义为4G。

从本质上来看,LTE建立在传统的GSM/EDGE与UMTS/HSPA网络技术之上,使用调制技术提升了网络速度及容量。无论是传输技术还是系统架构,都有较大的革新,从而推进了通信行业的进一步发展,而LTE-R则代表着铁路下一代移动通信系统。

目前,中国的铁路通信系统主要分为列车调度无线通信系统、GSM-R数字移动通信系统以及LTE-R宽带数字移动通信系统三种制式。

GSM,即我们常说的“全球通”。GSM-R就是基于这一标准设计而成,GSM-R系统分为交换中心、基站、基站控制器和终端四个部分,承担着实施安全性数据、语音调度等重大责任。GSM-R在引入中国之前就已在欧洲完成了标准编制,以3GPP通信标准为基础,在众多厂商持续不断的技术开发与协作之下,在商用方面取得了巨大成功。

比如华为在2012年提供GSM-R解决方案,并在2015年与西门子CVC合作,利用旧有的站点资源,为德国铁路北区提供GSM-R解决方案。2016年,中兴中标俄罗斯铁路公司GSM-R通信系统项目,该项目涉及圣彼得堡-布洛夫斯科段的GSM-R系统及配套设备,合同总金额超过1亿美金。

然而,随着时代的发展,数据大幅增加,对通信技术的要求越来越高,GSM-R逐渐无法满足与高速数据相关的列车日志传送、旅客服务及视频监控等任务。无线技术处于不断发展之中,GSM已逐步从产品顶峰走向下坡路,而LTE-R的诸多优势则注定使其取代GSM-R成为新一代铁路通讯系统。

LTE包括频分双工(FDD,简称FD-LTE)与时分双工(TDD,简称TD-LTE)两种制式,目前这两种制式均已在全球建设商用网络,并推出商用服务。例如中国移动采用的就是TD-LTE,因为该制式能够很好地与其自主研发的3G网络相结合,联通采用FD-LTE制式,而电信则将两种制式相结合。

与GSM-R相比,LTE-R在各方面都存在优势。

GSM-R与LTE-R技术参数比较

从传输时延方面来看,LTE-R可通过更小的端到端传输时延缩短列控传输时延,从而使列控安全性进一步提升。

从传输速率来看,作为4G基础的LTE-R能够为旅客提供更丰富的数据体验。从发展前景来看,LTE-R代表着未来的技术方向,更易获得相关企业的支持,保证产品的成熟度及产业链的完善,从而确保铁路通信的稳定发展以及为铁路通信提供长期服务。

目前,不少相关企业入局LTE-R市场,该技术已经逐渐走向商用。不过,从GSM-R到LTE-R的过渡需要具备许多演进条件,这一过程并非易事。尤其在中国,GSM-R标准应用已久,要转换成LTE-R需要时间和经验的累积。

二、GSM-R到LTE-R演进不易,实现大规模商用仍需时日

目前LTE-R已经开始进入商用。上文提到的韩国4G铁路是在2015年结束招标的,其项目针对釜山地铁1号线,当时许多知名企业均参与了竞标,除了中标的几家企业之外,SK电讯、ICONTROLS和LG U+的联合体投标人、现代信息技术和华为的联合体投标人均提交了投标书。

此项目之所以吸引到众多知名企业投标,是因为LTE-R技术与韩国国家灾难安全通信网规定使用的公共安全LTE技术有许多相同的必需条件,因此这一项目估值高达3万亿韩元(约折合人民币171亿元),巨大的利润成为了吸引企业的前提条件。

同样是在2015年,中兴在UIC TOKYO 2015 HIGHSPEED(东京第九届世界高铁大会)上向全球发布了LTE-R产品及解决方案。这一方案除了继承之前的GSM-R通信系统的全部业务之外,还能够为用户提供语音解决方案、可视电话、实时视频监控以及客运综合信息发布等服务。

LTE-R已经开始走上商用道路,在这一过程中,GSM-R到LTE-R的过渡具体如何实现,是值得探究的问题。

GSM-R向LTE-R演进路径图

按照无线技术的演进线路来看,从GSM到UMTS再到LTE,只用了几年时间就实现了产品的催熟与更新,并开始换代。值得注意的是,这种演进方式并不适合铁路服务对“稳定”与“长期”的需求。实质上,GSM-R的演进路线应是跨越式的,这样能够更长久地满足铁路通信服务。

业界移动厂商的融合通信技术对这种演进方式起到了辅助作用。由上图可知,从GSM-R直接过渡到LTE-R是业界的主流思路,融合通信技术是将GSM-R与LTE-R看作一个通信平台上具备不同特性的软件应用,从而实现演进过程中铁路业务的延续性。

对于铁路通信产品而言,第一要求是安全可靠,因此LTE产品的首要条件是稳定成熟。必须经过运营商网络的大规模商用之后,LTE-R才能被应用到铁路领域。从2014年起,LTE逐渐走入商用,成为了演进的最佳时机。

GSM-R向LTE-R演进过渡示意图

GSM-R向LTE-R演进必须同时考虑到网络与业务,并保证平滑过渡,其中包括无线网络演进、核心网络演进以及业务演进三部分。这一过程不可能一蹴而就,因此,二者在相当长的阶段中必将处于长期共存的状态,这有利于最大限度地保证铁路业务的延续性及安全性。

除此之外,要实现从GSM-R到LTE-R的过渡,从中国的铁路行业层面来看也存在很大阻力。

铁路行业是一个惯性巨大而保守的行业,如果没有特别的好处,在安全相关的部分,能不升级就不升级,何况铁路行业对稳定性和安全性要求极高。即使新技术有许多优势,但毕竟GSM-R技术在长期的实践中已经证明了其可靠性,如果更换成LTE-R技术,则无异于“伤筋动骨”,并且产生的效果还未可知。

此外,GSM-R抗干扰性极强,连线响应速度快,对于铁路这类“求稳”的行业而言,对新技术的渴求并不十分强烈,就像美国航空业许多卫星处理器仍然是20年前的一样,因为对于这种行业来说,安全与稳妥永远是第一位的。

当然,这并不是说铁路行业只能一直抱着旧技术不放而回避新技术,实际上,改变已然发生。去年3月,朔黄铁路率先采用了LTE-R 4G通信系统,确保了20000吨载重列车的顺利运行。国外的铁路通信已经开始陆续采用LTE-R,中国的铁路行业也正在试图打破传统,尝试新技术,从而推动铁路移动通信行业的进一步发展。(本文首发钛媒体)

【钛媒体作者介绍:文/东方亦落】

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评论(6

  • Jon_Sonw Jon_Sonw 2017-04-25 12:01 via weibo

    国企垄断行业不求上进,那些领导都是混日子捞钱,能有创新就奇怪了

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  • 匿名用户 匿名用户 回复lifeleaks 2017-04-25 09:12 via h5

    这有什么关系吗,什么都能联想到

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  • 最极客 最极客 回复super_ford 2017-04-25 01:07 via android

    棒子

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  • super_ford super_ford 2017-04-24 23:01 via android

    韩国说不定哪天就会一夜回到解放前。

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  • lifeleaks lifeleaks 2017-04-24 19:04 via weibo

    垄断利益困扰了这个问题的解决。

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  • 花儿醍与02200059 花儿醍与02200059 2017-04-24 16:29 via weibo

    第一反应是去查韩国铁路车速

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Oh! no

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