Technologie GSM-R: mobilní sítě ve službách železnice

Systém GSM používaný stamiliony lidí po celém světě a využívá se kromě hovoru k desítkám dalších účelů, od připojení k internetu až po ostrahu majetku a dálkové ovládání. Víte o tom, že systém GSM pronikl dokonce i na železnici?

Systém GSM se jako mobilní síť pro přenos hlasu osvědčil. Důkazem budiž jeho masové rozšíření a všeobecná obliba týkající se takřka celého světa. A aby GSM nebylo málo, byl systém vybrán jako budoucí komunikační a dispečinkový systém pro sektor železniční dopravy. Verze mobilního systému GSM pro železnice se označuje GSM-R, kde přidané písmeno R znamená zkratku anglického slova Railway – železnice. Zásadních rozdílů od klasického GSM je několik.

Předesílám, že se nejedná o žádnou horkou novinku. Systém GSM-R se zrodil v roce 1993 a na svědomí jej má mezinárodní unie želzniční dopravy UIC (International Union of Railways). Technologie GSM-R spadá pod standard EIRENE (European Integrated Railway Radio Enhanced Network), který se týká evropského kontinentu a je vyvíjen ve spolupráci s evropskou standardizační autoritou ETSI. Česká republika se prostřednictvím společnosti Čeké dráhy v roce 1997 podpisem memoranda MoU EIRENE (pro úplnost - MoU znamená Memorandum of Understanding) k projektu připojila, což bylo dále potvrzeno v roce 2000 podpisem dohody o implementaci. Dohody představovaly závazek budovat na železničních tratích nová rádiová zařízení podle standardu EIRENE, tedy potažmo GSM-R. Následně se u nás v dalších letech budoval první pilotní systém GSM-R. 

Proč právě GSM

Pro výběr systému GSM jako mezinárodního systému pro komunikaci na železnicích hovořilo mnoho faktorů. Především se systém v praxi dobře a dlouhodobě osvědčil. S tím souvisí i to, že zařízení pro systém vyrábí mnoho firem, pročež jsou zařízení běžně dostupná a za rozumné náklady. To platí pro antény a elektroniku základnových stanic, řídicí jednotky a další prvky síťové infrastruktury, ale i pro samotná koncová zařízení, která sice nejsou klasickým mobilům na první pohled příliš podobná, ale technologicky jsou podobná velmi. Na několik takových „mobilů“ pro GSM-R určených pro montáž do vlaků se můžete podívat na následujících obrázcích. Na posledním obrázku v řadě je dokonce přímo kabina Pendolina, kde je telefon GSM-R s černým sluchátkem vidět na levé straně čelního panelu.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
"Mobilní" telefony pro GSM-R • kokpit Pendolina s telefonem GSM-R

S letitým ostrým provozem GSM je spojeno také to, že je už vytvořeno a mnohokrát prověřeno mnoho služeb, počínaje hovory a SMS až po různé způsoby přenosu dat. Navíc jsou známé vlastnosti systému v terénu a jeho chování v různých prostředích. Všechny výše jmenované argumenty byly dostatečně silné na to, aby převážily několik víceméně drobných nevýhod GSM, k nimž patří vysoká složitost systému a pomalé sestavování spojení a také nepříliš vysoká spolehlivost. Vzpomeňme si, kolikrát vypadne signál při hovoru za jízdy autem, o přenosu dat ani nemluvě. Samozřejmě pokud ale systém porovnáme se stávajícími, převážně analogovými systémy, je rozdíl přímo propastný,a to i v kvalitě hovorového signálu. Další předností GSM je jeho flexibilita při zavádění nových služeb a díky datovým technologiím a digitálnímu charakteru také snadno řešitelná spolupráce s jinými sítěmi. Pro uplatnění systému GSM v prostředí železniční dopravy, jež je z hlediska spolehlivosti komunikace velmi choulostivé, bylo potřeba původní systém náležitě upravit.

Co je tu jinak

Rozdílů mezi klasickým GSM a GSM-R není tolik a většina z nich se týká právě bezpečnosti a spolehlivosti. Základní princip a vlastnosti systému zůstávají stejné. Jeden z velkých rozdílů tkví ve způsobu pokrytí daného území. Na rozdíl od klasického GSM se základnové stanice GSM-R snaží pokrýt jen omezené území v těsném okolí trati, a to co nejdůsledněji bez hluchých míst. Kvůli tomu jsou pro buňky GSM-R typické velké vzájemné překryvy dosahující až polovinu plochy buňky, které by u běžného plošného GSM byly neefektivní. To kvůli tomu, aby byla mobilní stanice obsloužena opravdu spolehlivě a v každém místě. Pokrytí se týká samozřejmě i tunelů, mostů a mnohdy komplikovaných úseků trati mezi kopci a skalami.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Ještě další telefony pro GSM-R

Vzhledem k tomu, že hustota uživatelů GSM-R nebude tak vysoká, mohou být buňky značně rozlehlé, přesněji řečeno dlouhé a úzké. Používá se tedy směrových anténa na velmi vysokých stožárech. Ukázky základnových stanic jsou na obrázcích. Na dalších obrázcích jsou také antény aerodynamického tvaru na vlakoých soupravách. Způsob pokrytí souvisí i s úpravami systému GSM pro vyšší rychlosti pohybu mobilních stanic. Systém GSM-R zvládá i rychlosti přes 350 km/h, zatímco klasické GSM je navrženo do 250 km/h. Dovolím si rýpnout, že u nás by z tohoto pohledu běžné GSM ještě nějaký ten rok pohodlně stačilo, ale GSM-R se týká celé Evropy a v Německu nebo Francii se po železnici jezdí rychlostmi až přes 300 km/h.  

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Základnové stanice pro železniční GSM (zdroj gsmweb.cz)

Další rozdíly jsou v nabídce služeb. Systém GSM-R dovoluje právě pro účely dispečinku nastavovaní stupňů priority sestavovaných spojení, což znamená, že některé typy hovorů jsou důležitější než jiné a mají přednost před těmi méně důležitými. Jak víme, u běžného GSM jsou si všichni uživatelé při běžných hovorech rovni a kdo dřív přijde, ten dřív mele. Další službou jsou skupinová spojení, kdy je možné spojení s celou předem definovanou skupinou uživatelů. To jsou vlastnosti převzaté z hromadných rádiových systémů, jako je třeba TETRA.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Anténní systémy pro GSM-R (zdroj gsmweb.cz)

A v neposlední řadě je u GSM-R rozdíl i v použitých kmitočtech. Pro železiční GSM jsou vyhrazena pásma pod intervaly pro klasiké GSM, konkrétně 876 - 880 MHz pro uplink a 921 - 925 MHz pro downlink. Šířka kanálů i další vlastnosti jsou stejné s GSM.

Otestujeme a uvidíme

V České Republice byla v rámci pilotního projektu pokryta první část železničního koridoru Děčín – Praha – Kolín. Stavbu, během níž se vybudovalo 37 základnových stanic na délce přes 200 km železničních tratí, zajišťovala společnost Kapsch Telecom. Nyní se systém testuje a zavádí se do postupně do zbylých tří hlavní koridorů, což by mělo být dokončeno do roku 2010 a postupně se předběžně počítá i s pokrytím dalších frekventovaných tras. To je ale vzhledem k nákladům na budování hudba budoucnosti, minimálně v horizontu deseti let. Naprosto stejný systém jako u nás se buduje nebo již plně funguje ve většině vyspělých Evropských zemí, což významně napomáhá komunikaci při mezinárodní přepravě. Navíc systém GSM jako takový má spoustu výhod, pokud jde o služby. Je ale třeba tyto služby využívat, protože je systém provozně i investičně výrazně nákladnější, než stávající drážní radiokomunikační technologie.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek 
Střešní anténa ve tvaru žraločí ploutve • anténa přímo na střeše souprav  
Diskuze (6) Další článek: FlexiSPY: kupte si trojana za 50 dolarů

Témata článku: Mobilní sítě, Ostatní, Tetra, Původní systém, Sít, GSM, UIC, Vysoká spolehlivost, Mobilní stanice, MOBI, Želé, Železnice, Memorandum, Mobil



Konec českého poskytovatele internetu v přímém přenosu. Připomíná to krachující energetické firmy
Lukáš Václavík
CETINPoskytovatelé internetuPřipojení k internetu
Pixel 7. Telefony od Googlu mají vyhlazenější design, vylepšený foťák a vestavěnou VPN

Pixel 7. Telefony od Googlu mají vyhlazenější design, vylepšený foťák a vestavěnou VPN

** Nová generace vylepšuje loni nastolený design ** Vylepšily se foťáky, hlavně u modelu Pro ** Google nabídne 5 let funkčních i bezpečnostních aktualizací

Jan Láska
Vlajková loďPixel
Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

** Sex manželských párů jen při zvláštních příležitostech. ** Ložnice ovládnou sexuální roboti s umělou inteligencí. ** I to je jeden ze závěrů Mezinárodní robotické konference.

Filip KůželJiří Liebreich
RobotiSexUmělá inteligence
Nejvíc sexy holky ve filmech: 60 nejslavnějších erotických symbolů

Nejvíc sexy holky ve filmech: 60 nejslavnějších erotických symbolů

Krásné ženy jsou pro mnohé erotické a sex symboly. Vybrali jsme ty nejslavnější z několika desetiletí filmové a seriálové tvorby. Najdete zde nejen fotografie, ale také název díla, které herečku proslavilo.

Marek Čech
Filmy a seriály
Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

** Aplikace NewProfilePic se na Androidu stala hitem ** Můžete si v ní vytvořit profesionálně vypadající profilovky ** Pozor ale na agresivní cenovou politiku za Pro verzi

Martin Chroust
FotografieUmělá inteligenceMobilní aplikace
Jak na Snapseed. Je to neuvěřitelné, ale nejlepší aplikace na úpravu fotek v mobilu je stále zdarma

Jak na Snapseed. Je to neuvěřitelné, ale nejlepší aplikace na úpravu fotek v mobilu je stále zdarma

Mobilní telefony mají tu výhodu, že jsou neustále při ruce a snadno s nimi vyfotografujete jakýkoli moment. Nevýhodou je, že pak máte telefon plný fotek.

Adam Kos
FotkyMobilní aplikace
Vybrali jsme nejlepší telefony, které si v září 2022 můžete koupit

Vybrali jsme nejlepší telefony, které si v září 2022 můžete koupit

** Každý měsíc vybíráme nejlepší mobily v několika kategoriích. ** Smartphony dělíme podle výbavy a ceny, aby si mohl vybrat každý. ** Nezapomínáme ani na tablety a tlačítkové telefony.

Jan Láska
TelefonySmartphonyNákup a ceny
Google Pixel Watch. Berou si to nejlepší od Fitbitu, navrch přidávají nový WearOS a procesor od Samsungu

Google Pixel Watch. Berou si to nejlepší od Fitbitu, navrch přidávají nový WearOS a procesor od Samsungu

** Google ukázal své první hodinky s WearOS 3.5 ** Měření kompletně obstarává měřič a software od Fitbitu ** Procesor dodal Samsung, baterie je jednodenní

Martin Chroust
Pixel WatchChytré hodinky
Nejpirátěnější filmy: Co se teď nejvíc stahuje (aktualizace říjen 2022)

Nejpirátěnější filmy: Co se teď nejvíc stahuje (aktualizace říjen 2022)

Vzali jsme týdenní přehledy nejstahovanějších filmů, které se objevují na torrentech, a spojili je do jednoho žebříčku. Tohle jsou aktuálně filmy, o které je na světě největší zájem, které se nejvíc pirátí.

Ondřej Králík
Filmy a seriály
25 nejlepších filmových parodií, které můžete vidět. Víme, kde je najdete online

25 nejlepších filmových parodií, které můžete vidět. Víme, kde je najdete online

Filmové parodie jsou divácky velmi vděčné a mezi filmaři oblíbené. Tvůrci v nich mohou totiž zcela beztrestně vykrádat cizí díla a v jejich nápodobě popustit uzdu své fantazii. Vybrali jsme nejlepší zahraniční i české parodie.

Marek Čech
Filmy, které musíte vidět
Hry zadarmo, nebo se slevou: balík legendárních RPG a dvojice akčních plošinovek zdarma

Hry zadarmo, nebo se slevou: balík legendárních RPG a dvojice akčních plošinovek zdarma

Na všech herních platformách je každou chvíli nějaká slevová akce. Každý týden proto vybíráme ty nejatraktivnější, které by vám neměly uniknout. Pokud chcete získat hry zdarma nebo s výhodnou slevou, podívejte se na aktuální přehled akcí!

Martin Nahodil
Hry zdarmaSlevové akce
Google není jen vyhledávač: 15 užitečných funkcí, o kterých možná ani nevíte

Google není jen vyhledávač: 15 užitečných funkcí, o kterých možná ani nevíte

** Google umí kromě vyhledávání i spoustu dalších věcí ** Vybrali jsme více než 15 užitečných funkcí a schopností ** Stačí zadat do vyhledávače ta správná klíčová slova

Karel Kilián
TipyVyhledávačeGoogle