La radio mobile ferroviaire passe à la 5G

Anthony Nelzin-Santos |

Depuis 1997, la SNCF est un opérateur mobile presque comme les autres, dont le réseau couvre les 15 000 km des principales lignes de chemin de fer. Malgré quelques améliorations, ce réseau GSM-R de deuxième génération « arrive en fin de cycle », explique l’ANFR. L’Agence nationale des fréquences annonce la publication d’un nouveau cadre règlementaire pour la « radio mobile ferroviaire » (RMR), qui prévoit une conversion progressive à la 5G.

Une antenne GSM-R pointant vers le tunnel de Freudenstein, sur la ligne Mannheim-Stuttgart, en Allemagne. Image Norbert Hüttisch (CC BY-SA 3.0).

Gérée par SNCF Réseau (et Getlink pour le tunnel sous la Manche), la RMR utilise la norme GSM-R, une extension du standard GSM conçue pour les communications ferroviaires. Ce réseau déployé sur les principales lignes permet de passer des appels téléphoniques et de recevoir des informations de signalisation. Alors que les TGV roulent trop vite pour que les conducteurs puissent voir les signaux le long des voies, les spécifications EIRENE-MORANE assurent les communications jusqu’à 500 km/h.

Dans le cadre du Système européen de gestion du trafic ferroviaire, les différents réseaux européens doivent être harmonisés. Le système de radio sol-train installé par la SNCF entre 1976 et 2002 est progressivement remplacé par le système GSM-R, comme les anciens systèmes de contrôle de vitesse KVB et TVM doivent être supplantés par le Système européen de contrôle des trains. Reste que la Conférence européenne des administrations des postes et télécommunications (CEPT) réfléchit déjà à la suite.

Le réseau GSM-R devrait être maintenu jusqu’en 2030, « voire un peu au-delà » selon l’ANFR, « mais il faut dès à présent penser à son successeur et au cadre règlementaire radioélectrique qui lui sera nécessaire ». Le réseau actuel utilise les bandes de fréquences 876-880 et 921-925 MHz, proches de la bande des 900 MHz utilisées par les opérateurs commerciaux. Afin de réutiliser les relais existants et de bénéficier du travail de réduction des interférences, elles seront reprises et étendues entre 874,4-880 MHz et 919,4-925 MHz.

La bande des 1 900-1 910 MHz sera ajoutée pour décongestionner les communications dans les zones urbaines et frontalières, mais aussi faciliter l’approvisionnement en terminaux, puisqu’elle est déjà utilisée par les réseaux 3G et 4G. Pour autant, les transporteurs conserveront leurs propres réseaux, les opérateurs mobiles ayant exclu l’utilisation des réseaux commerciaux pour des raisons juridiques.

Alors que la Corée du Sud remplace son réseau GSM-R par un réseau LTE-R, les pays européens devraient directement passer à la 5G, et plus particulièrement la release 16 qui change les fondamentaux des réseaux cellulaires. Les porteuses GSM-R et 5G seront superposées pendant un temps, pour assurer la compatibilité avec les anciens équipements, puis l’ancien réseau sera progressivement éteint, avec le renouvèlement du matériel roulant.

Outre les attributs de la RMR actuelle, le futur réseau devrait faciliter la gestion des zones de triage, et faciliter le développement des trains autonomes. Les transporteurs parlent aussi d’« internet des objets », mais pour désigner des capteurs comme les coupons connectés permettant de détecter précocement la surchauffe (et la dilatation) des rails, pour intervenir avant la suspension du trafic. En France, la SNCF a signé un partenariat avec Nokia pour la création d’un « laboratoire 5G » pour le Futur système de communications mobiles ferroviaires.

avatar lemonsieurduval | 

« Système européen de gestion du trafic ferroviaire » : je suis fasciné de voir où l’harmonisation européenne peut aller se nicher.

avatar zhulian | 

@lemonsieurduval

Si cela vous intéresse, je vous conseille de regarder ERTMS sur le net (European Railway Traffic Management System).
Système interopérable européen donnant la possibilité à un train de passer les frontières en conservant les mêmes règles de supervision de vitesse, de superviser la vitesse du train et de freiner si le conducteur conduit trop vite

avatar Lu Canneberges | 

@lemonsieurduval

Ben c’est tant mieux d’harmoniser les systèmes pour que les trains puissent relier de plus en plus les pays européens pour réduire les voyages en avion, et qu’on puisse construire des trains qui peuvent circuler dans toute l’Europe et fluidifier les échanges ferroviaires !

avatar Sanid35 | 

@lemonsieurduval

C’est limite un des seuls domaines où ça prend tout son sens…

avatar zhulian | 

Le réseau du futur pour le ferroviaire sera le FRMCS, le remplaçant du gsm-R en Europe, intégrant les dernières générations télécoms.
Pour info: https://youtu.be/R4viEXd2VzU

avatar pablo_altes | 

Un article pointu !
C'est aussi pour ça qu'on l'aime, le Mc Gé 🍔

avatar raoolito | 

@pablo_altes

+1

avatar rua negundo | 

Puisque rester dans l’ignorance est pire que de poser une question naïve je pose ma question :
Pourquoi développer un réseau parallèle aux réseaux mobiles commerciaux grand public ? Les opérateurs mobiles, au premier rang desquels Orange, développent leur couverture des réseaux ferrés. Pourquoi ne pas mutualiser ces investissements plutôt que d’avoir 2 réseaux parallèles ? Le réseau mobile grand public n’est pas assez fiable pour la SNCF ?

avatar Billytyper2 | 

@rua negundo

A priori la vitesse, te fais décrocher trop vite, avant d’avoir pu tout lâcher à ton point de connection?…

avatar rua negundo | 

@Billytyper2

Merci.
La norme mobile SNCF serait donc plus robuste en déplacement. Mais alors pourquoi ne pas la généraliser aux réseaux mobiles grand public ? Les passagers de tgv pourraient en profiter. Est-ce qu’elle coûte plus cher en infrastructure réseau ou alors en puces pour téléphones ? Ou alors a-t-elle des inconvénients en contrepartie (portée moins grande ? Moins de connexions simultanées par antenne, etc ?)

avatar headoverheel | 

@rua negundo

Dans les postes d’aiguillage modernes, les rayons d’action sont très grands. Le GSMR et la fibre sont au cœur de la sécurité, ces 2 éléments doivent être robustes. En schématisant à l’extrême, le GSMR permet au poste d’aiguillage de communiquer avec le conducteur du train et la fibre permet de bouger les aiguillages et d’ouvrir les signaux. Le GSMR-R coûte cher et est utilisé sur les lignes avec une circulation importante, un système moins onéreux, le GSM-GFU, est utilisé pour les lignes moins fréquentées.

avatar Sometime | 

@rua negundo

Je ne suis pas du tout un spécialiste donc a prendre avec des pincettes.

On parle aussi de réseau GSM donc a priori 2G. Même si la GSM-R est proche dans ses technologies et proto du GSM elle a en effet été pensée pour maintenir des connections a grande vitesse (500km/h). Ce qui aurait été coûteux et inutile pour les réseaux classiques a l’époque. Ensuite les spécifications GSM-R incluent des choses qui a l’époque ne faisaient pas forcément sens pour le grand public (voice group call services ou voice broadcast services). On est en fait ici plus dans une utilisation opérationnelle qui fait sens avec le ferroviaire.On peut aussi rappeler que les besoins de disponibilités sur ce genre de technologie sont bien plus forts que sur un réseau classique ou trop d’utilisateurs mène dans la plupart des cas a moins de conséquences.

Bref on est si on voulait simplifier, c’est probablement plus une différenciation fonctionnelle, portée par des développements spécifiques imposés par les besoins du ferroviaire (bande fréquence séparés, efficacité d’utilisation des porteuses disponibles, communications one-to-many, many-to-many, et tout ce qui concerne EIRENE)

Il est quand même intéressant de noter que tous ces protocoles plus spécifiques faisaient sens en GSM et sa bande passante limitée. Je ne serai pas étonné que les différences entre LTE et LTE-R soient plus tenues, au-dela des besoins inhérent de robustesse, de disponibilité, etc)

avatar fabm | 

@rua negundo

En plus des spécificités techniques, il y a des questions de sécurité. En cas de crise les réseaux cellulaires publics sont rapidement saturés, voir même éteins. C’est ce qui s’est passé au stade de France pendant les attentats de 2015. Faudrait pas que ça crée un accident ferroviaire en plus...

avatar cosmoboy34 | 

C’est pas très clair dans l’article mais du coup on est entrain de passer en 3/4 G et on va passer environ en 2030 en 5G si je comprend bien ?

avatar Sometime | 

@cosmoboy34

C’est plutôt que l’on est en gsm-r donc plus ou moins de la 2g et que l’on va déployer les prochains réseaux en 5G et donc sauter la 4G (LTE-R)

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