[07-2024] Единое телекоммуникационное решение для ВСЖМ-1

[Admin]

Единое телекоммуникационное решение для ВСЖМ-1

ШУРДАК Андрей Владимирович, АО «НИИАС», Научно-технический комплекс систем управления и обеспечения безопасности движения поездов, заместитель начальника, Москва, Россия
ЕРМАКОВ Александр Олегович, ОАО «РЖД», Департамент технической политики, отдел комплексных научнотехнических проектов и инфраструктуры, главный специалист, Москва, Россия
НОВИКОВ Дмитрий Евгеньевич, ОАО «РЖД», Центральная станция связи, отдел развития и сопровождения сетей связи, заместитель начальника, Москва, Россия
РОМАНЮК Дмитрий Александрович,
АО «Компания ТрансТелеКом», Департамент системной интеграции, директор проектов, Москва, Россия

Ключевые слова: высокоскоростная железнодорожная магистраль, инфокоммуникационная система, технологические телекоммуникационные сервисы, пассажирские телекоммуникационные сервисы, широкополосные радиоинтерфейсы, независимые радиоподсистемы, двухчастотная сеть технологической связи
Аннотация. В ОАО «РЖД» планируется до 2028 г. реализовать масштабный амбициозный проект - строительство высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва - Санкт-Петербург (ВСЖМ-1). Ее протяженность составит 678 км, скорость движения - до 400 км/ч. Для достижения высоких эксплуатационных характеристик этого инновационного инфраструктурного объекта потребуется применение новейших и наиболее эффективных технических средств, обеспечивающих перевозочный процесс. Одной из неотъемлемых частей технологической инфраструктуры ВСЖМ-1 является телекоммуникационная подсистема. В статье рассматриваются концептуальные подходы к созданию для этой магистрали единого телекоммуникационного решения - инфокоммуникационной системы ИКС ВСМ.

■ Для обеспечения высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва-Санкт-Петербург (ВСЖМ-1) технологическими и пассажирскими телекоммуникационными сервисами предусматривается создание инфокоммуникационной системы ИКС ВСМ [1]. Построение высокоскоростной магистрали в текущих условиях ставит перед специалистами в области телекоммуникаций амбициозные задачи, некоторые из которых впервые решаются на современном технологическом уровне.

Концептуально при построении ИКС ВСМ предполагается применение современных широкополосных радиоинтерфейсов, которые обеспечат достижение недоступных при текущей технологии организации железнодорожной радиосвязи уровней: организации пассажирских перевозок; функционирования систем железнодорожной автоматики, а также информированности и комфорта как диспетчерского аппарата и машинистов, так и обслуживающего персонала. Впервые на отечественном железнодорожном транспорте будет реализована концепция использования единой системы радиосвязи для организации современных железнодорожных видов голосовой и видеосвязи на основе критических коммуникаций, каналов передачи данных нескольких информационно-управляющих систем различных классов обслуживания трафика, предоставляемых одной радиосистемой.

Кроме того, на систему ИКС ВСМ предполагается возложить решение несвойственной средствам железнодорожной электросвязи технологической функциональной задачи по определению местоположения подвижного состава путем определения псевдодальностей до базовых станций. Это становится особенно актуальным в условиях ненадежности определения местоположения состава посредством глобальных навигационных спутниковых систем при текущей геополитической обстановке.

Однако, несмотря на новые возможности организации перевозочного процесса, открывающиеся при применении широкополосных радиосистем с высокой спектральной эффективностью, следует отметить наличие некоторых проблем, связанных с искажением спектральных параметров широкополосных сигналов при высокоскоростном движении.
Вместе с тем, необходимо обеспечить возможность обращения на ВСЖМ-1 так называемого сервисного подвижного состава с организацией обратной совместимости с наиболее распространенными радиосредствами стандарта поездной радиосвязи на основе технологии DMR.
При построении единого телекоммуникационного решения для ВСЖМ-1 должно быть уделено внимание двум классам задач. Во-первых, обеспечению технологической связью потребностей информационно-управ-ляющих систем организации перевозочного процесса, включая системы автоведения и мониторинга технического состояния подвижного состава и инфраструктуры. Во-вторых, обеспечению пассажиров сервисами доступа в интернет и мобильной связи, которые стали неотъемлемой частью деятельности современного делового человека. Предоставление этих сервисов станет значительным конкурентным преимуществом высокоскоростного железнодорожного сообщения по сравнению с авиационными перевозками.

Тем не менее, следует отметить, что требования к технологическим и пассажирским сервисам инфо-коммуникационной системы по большей части являются взаимоисключающими. Так, технологические сервисы должны гарантировать высокий уровень обслуживания в отношении времени установления и неразрывности соединений, а также временных параметров задержки и надежности, вплоть до 100%-го резервирования. При этом в части пропускной способности к технологическим сервисам предъявляются относительно невысокие требования, в целом не превышающие 12 Мбит/с на состав.
У пассажирских сервисов требования к надежности соединения могут быть на 2-3 порядка ниже, чем у технологических (например, коммерческие операторы обычно закладывают уровень надежности 0,97), однако по пропускной способности они достигают 250 Мбит/с и более на состав.

Кардинальные различия в требованиях, предъявляемых к технологическим и пассажирским сервисам ИКС высокоскоростной магистрали, постулируют необходимость применения двух различных технико-экономических подходов в рамках единого телекоммуникационного решения ВСЖМ-1. Физическое воплощение этих подходов заключается в построении двух сегментов в рамках инфокоммуникационной системы, а именно технологического и пассажирского. Рассмотрим принцип построения этих сегментов.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СЕГМЕНТ

В технологическом сегменте в силу требований по надежности доставки и стабильности времени задержки передачи данных информационно-управляю-щих систем, особенно в условиях высокоскоростного движения, где информированность диспетчерского аппарата и машинистов имеет приоритетную роль, система передачи критически важных данных должна иметь 100 %-ное резервирование. Причем резерв должен обеспечивать гарантию неснижения уровня качества сервисов обслуживания критически важных приложений, а переход на резервную систему должен происходить без разрыва контура управления. Такие жесткие требования могут быть выполнены только на основе одновременного функционирования двух независимых радиоподсистем, работающих в двух достаточно разнесенных (на случай возникновения индустриальных или преднамеренных помех) частотных диапазонах.

В настоящее время для построения технологического сегмента ИКС ВСМ запланировано применение двухчастотной сети технологической связи уровня 4G на основе стандарта LTE с использованием диапазона частот 1785-1805 МГц [2], выделенного для железнодорожного транспорта общего пользования, и 350-370 МГц, выделенного Министерству транспорта РФ для построения федеральной сети транспортной телематики [3].

Кроме того, для организации управления движением не высокоскоростным подвижным составом, оборудованным радиосредствами DMR, предусмотрена радиоподсистема в диапазоне 160 МГц. Типовой участок технологического сегмента ИКС ВСМ приведен на рис. 1.

ПАССАЖИРСКИЙ СЕГМЕНТ

Пассажирский сегмент инфокоммуникационной системы ИКС, как уже упоминалось, предназначен для предоставления пассажирам услуг доступа в интернет и мобильной связи. Схема пассажирского сегмента ИКС ВСЖМ-1 представлена на рис. 2.

Услуга доступа в интернет будет достигаться посредством технологии Radio-Ethernet, которая уже прошла успешную апробацию на поездах «Сапсан» и «Ласточка». Предусмотрена ее доработка в составе пассажирского сегмента ИКС ВСМ с целью обеспечения работоспособности при высоких скоростях движения.
Для услуги мобильной связи предлагается инновационный технико-экономический подход: размещение pico-базовой станции внутри подвижного состава с организацией опорной сети на основе
технологии Radio-Ethernet с совместным использованием ресурсов pico-базовых станций коммерческими операторами сотовой связи. Для организации сервиса в таком виде требуется проведение работ в области нормативного регулирования, а именно -выделение диапазона частот для внутрипоездного LTE и заключение роуминговых соглашений между большой четверкой операторов сотовой связи и АО «Компания ТрансТелеКом».

В заключение хотим отметить, что отдельным вызовом при построении ИКС ВСМ является обеспечение работоспособности широкополосных радиоинтерфейсов с OFDM-модуляцией, лежащей в основе как технологии LTE 4G, так и Radio-Ethernet при высоких скоростях движения. Для решения этой задачи в ОАО «РЖД» ведется опытно-технологическая работа. Авторы предполагают рассказать о ней в последующих номерах журнала.

СПИСОК источников

1.0 создании системы железнодорожной электросвязи для эксплуатации высокоскоростной железнодорожной магистрали ВСЖМ-1 Москва - Санкт-Петербург : протокол совещания у генерального директора - председателя правления ОАО «РЖД» от 20.10.2023 № ОБ-86/пр.
2.0 выделении полосы радиочастот 1785-1805 МГц для радиоэлектронных средств сухопутной подвижной службы для создания технологических сетей связи на железнодорожном транспорте : решение Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи России от 11 сентября 2018 г. № 18-46-02 (в ред. 23.12.2022). Доступ через СПС КонсультантПлюс.
3. О выделении полосы радиочастот 350-370 МГц для использования радиоэлектронных средств мобильного широкополосного беспроводного доступа подвижной службы, предназначенных для построения технологической сети связи федеральной системы транспортной телематики : решение Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи России от 13 июля 2020 г. № 20-55-06-2 (в ред. 23.12.2022). Доступ через СПС КонсультантПлюс.