古 松

    １．欧洲铁路无线系统    选择了ＧＳＭ－Ｒ
    ＧＳＭ－Ｒ（ＧＳＭ铁路）是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统ＧＳＭ平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，ＧＳＭ－Ｒ完全汲取了ＧＳＭ十多年来的发展成果，又专门针对铁路各种不同的需求开发了许多功能。从集群通信的角度来看，ＧＳＭ－Ｒ是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。利用ＧＳＭ－Ｒ平台的数字传输能力，能传输列车诊断数据，提供货运信息，车载旅客信息服务和其他增值服务等。ＧＳＭ－Ｒ能满足列车运行速度为０－５００ｋｍ／小时的无线通信要求，安全性好。ＧＳＭ－Ｒ可作为信号及列控系统的良好传输平台，正在试验中的ＥＴＣＳ欧洲列车控制系统（也称ＦＺＢ）和另一种用于１６０公里以下的低成本的列车控制系统（ＦＦＢ），都是将ＧＳＭ－Ｒ作为传输平台。
    ＧＳＭ－Ｒ是采用公开标准的系统，１９９２年欧洲铁路通信标准机构（ＥＩＲＥＮＥ）就开始了怎样将公共ＧＳＭ平台移植为铁路应用的研究，旨在寻找一种能满足未来铁路无线通信需求的、先进的、数字式通信系统，用来取代目前各种落后的、不同制式的模拟系统。欧洲铁路通信标准机构（ＥＩＲＥＮＥ）在１９９５年完成了对频率的选择，１９９７年开始在法国、德国和意大利建立了３个试验网，进行了大量的系统验证试验，试验结果表明ＧＳＭ－Ｒ能完全满足欧洲铁路部门对于铁路无线通信提出的规范和要求。目前已有３２个欧洲铁路组织在采用ＧＳＭ－Ｒ谅解备忘录上签字，这意味着这些铁路组织将实施ＧＳＭ－Ｒ。
    ＧＳＭ－Ｒ针对铁路通信的特点，在公共ＧＳＭ平台上开发了能满足铁路特殊需求的功能，并已将其标准化。如用于无线列调的依据位置的寻址功能和根据功能号的寻址功能，用于应急通信用的小区语音广播功能，用户优先级功能及用于调车编组用的语音组呼功能等等。这些标准化的功能已被欧洲通信标准化组织（ＥＴＳＬ）列入ＧＳＭｐｈａｓｅ２＋中。
    由于ＧＳＭ－Ｒ采用公开标准，ＧＳＭ－Ｒ设备不是由独家生产。目前西门子、北电能提供网络设备，生产各类移动终端的厂家有Ｓａｇｅｍ、Ｋａｐｓｃｈ、Ｈｏｒｍａｎｎ、Ｆｕｎｋｗｅｒｋ、ｋｏｌｌｅｄａ及西门子等等。随着ＧＳＭ－Ｒ在欧洲的实施，相信今后会有更多的厂家介入这一领域，各种类型的终端及辅助设备也会越来越多地进入市场。

    ２．ＧＳＭ－Ｒ在欧洲实施的情况Ｍ－Ｒ
    用于ＧＳＭ－Ｒ技术性能试验和技术规范验证的３个试验网分别设在法国、德国和意大利。从１９９７年以来进行了大量的试验工作，不久前已完成了针对铁路需求所开发的语音增强功能（包括组呼、小区语音广播、用户优先级等）的验证工作。目前正在进行综合性能测试，这项测试将在２０００年６月份完成。这也是这３个试验网的最后试验和验证工作。以后，这３个试验网将移交给法、德、意铁路部门。
    瑞典是世界上第一个签订ＧＳＭ－Ｒ商业合同，实施ＧＳＭ－Ｒ工程的国家。瑞典铁路公司准备建设覆盖其７２００公里铁路的ＧＳＭ－Ｒ网，工程分４期实施。第一期工程２４００公里的设备安装业已完成（１台交换机，６台基站控制器，２６０个基站），已进入调试和验收阶段，今年内将逐步投入商业运行。２－４期工程建设将分别于２００１年、２００２年和２００３年完成。德国对其２７０００公里铁路实施ＧＳＭ－Ｒ的工程已经启动，网络设备安装已完成数百公里。瑞士已建成一段ＧＳＭ－Ｒ的试验线。另外已签订合同的ＧＳＭ－Ｒ项目还有英国３００公里，意大利２００公里（罗马－那不勒斯）。近期有望签订商业合同的ＧＳＭ－Ｒ项目有荷兰和德国（未纳入２７０００公里之部分）。正在招标的有西班牙和匈牙利。
    在实施ＧＳＭ－Ｒ时各国铁路考虑的侧重点有所不同。例如瑞典、德国铁路首先考虑的是语音通信，用ＧＳＭ－Ｒ取代目前的各种落后的互不兼容的模拟设备。德国铁路计划在２０００年将ＧＳＭ－Ｒ逐步投入试运行；２００１年中逐步投入商业运行；从２００１年开始至２００３年底在机车上安装ＧＳＭ－Ｒ车载台；２００３年底前全部采用ＧＳＭ－Ｒ；所有模拟无线通信系统将在２００４年初全部关闭。
    瑞士铁路在洛桑一乌尔特之间３５公里区段建设了世界上第一个基于ＧＳＭ－Ｒ传输平台的无线列车控制系统试验线，为双线客货混运，最高时速１６０公里。
    目前欧洲以外的一些国家（如澳大利亚，印度等）也对ＧＳＭ－Ｒ表示了浓厚的兴趣。

    ３．频率的选择
    ＧＳＭ－Ｒ在欧洲使用的频率是上行８７６－８８０ＭＨｚ，下行９２１－９２５ＭＨｚ。欧洲铁路标准化组织选择这段频率主要基于如下考虑：
    ·这段频率与ＧＳＭ Ｄ９００的频率很近，硬件和软件的修改很少，成本较低。
    ·基站的间距为５－１０公里，这个间距能保证高速运行时的通信质量，能满足最大速度５００公里，以及列控的需求。
    ·在隧道内的转播性能好，特别是在新建的混凝土或钢构的隧道中，比４５０ＭＨｚ和１８００ＭＨｚ好。
    ·电气化干扰对９００ＭＨｚ附近的通信频段几乎没有影响。
    目前ＧＳＭ－Ｒ网络和移动终端生产厂生产的设备所支持的频率范围包含ＧＳＭ－Ｒ、Ｅ－ＧＳＭ（ＧＳＭ扩展）和公共ＧＳＭ频段。如要实施ＧＳＭ－Ｒ，对我国铁路部门来说最理想的是能在这个频率范围内（即上行８７５－９１５ＭＨｚ，下行９２１－９６０ＭＨｚ）取得至少４ＭＨｚ的频段。
    如采用１８００ＭＨｚ频率，由于Ｄｏｐｐｌｅｒ效应，高速下无线传输的物理特性将会变差，另外基站的密度将大大增加。频率为１８００ＭＨｚ基站的覆盖面积仅是频率为９００ＭＨｚ基站的１／４。由于基站数量的大幅增加，网络设备及建设费用将大大增加。在高速下的Ｈａｎｄｏｖｅｒ次数太多，在隧道中的传播较差，更依赖于昂贵的漏线电缆。
    对于其他频段的选择，如４５０ＭＨｚ或８００ＭＨｚ附近等，由于网络和终端设备生产厂家要对设备进行特定的修改（包括软硬件），设备采购的价格将会上升。而且偏离了标准化的产品，采购的可选性会受到限制，导致采购和维护费用可能上升，需慎重考虑。
    应考虑的另一个因素是欧洲３个ＧＳＭ－Ｒ试验网进行的长期试验和验证工作都是在９００ＭＨｚ频段下进行的。证实了９００ＭＨｚ频段能满足特别是在高速下满足铁路的通信需求，而这种验证工作对于４５０ＭＨｚ频段还没有做过。

    ４．ＧＳＭ－Ｒ的经济性
    欧洲国家由于历史的原因使用了众多的模拟无线通信系统和制式，互不兼容，运行维护费用很高，这些设备基本上无进一步扩展的可能性。如德国铁路现有约８种不同制式的通信系统，这些系统互不兼容，资源利用率低，采购成本、运行成本、维护成本加起来很高。虽然德国铁路的很多线段的时速都不超过２００ｋｍ／ｈ，德国铁路仍然计划全面采用ＧＳＭ－Ｒ。用ＧＳＭ－Ｒ一个系统取代现存的８种不同系统，其重要因素是考虑节约运行和维护成本。

    ５．ＧＳＭ－Ｒ未来的技术扩展
    模拟系统已无进一步技术扩展的可能，而ＧＳＭ－Ｒ是基于公共ＧＳＭ技术开发的。公共ＧＳＭ系统的技术发展很快，ＧＰＲＳ（通用分组线业务）技术不久将引入ＧＳＭ网中。ＧＰＲＳ能使数字通信的速率由原来的９．６ｋｂｉｔ／ｓ。提高至１１５ｋｂｉｔ／ｓ。ＧＰＲＳ技术能很容易地移植到ＧＳＭ－Ｒ系统中来，开发出各种针对铁路的服务。另外，智能网技术也使ＧＳＭ－Ｒ未来能提供各种由网络运营商自已设计的服务，使各种服务功能更加灵活，更适合本地的需要。
    据悉，瑞典铁路的ＧＳＭ－Ｒ系统选用了智能网网元，并计划引入ＧＰＲＳ。