Die Funkkommunikation für ERTMS: TETRA, GSM-R, UMTS oder LTE?

Die Funkkommunikation für ERTMS:TETRA, GSM-R, UMTS oder LTE?

Anforderungen, Kapazitätsbetrachtungen, Frequenzzuteilungen, Einfluss der Entwicklung der öffentlichen Funkkommunikationsnetze

Funkkommunikation ERTMSDLR Verkehrskolloquium Braunschweig, Jan 2009

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Einfluss von Verkehrsprognosen

Methoden zur Erhöhung der Kapazität des Systems „Eisenbahn“

Einsatz von Kommunikationssystemen

Inhalt


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Verkehrsprognosen

Quelle: Eine Initiative des Bundesverbandes des Deutschen Groß-und Außenhandels (BGA) e.V.

Bahn wächst kaum

Binnenschifffahrt ebenso

Straßenbelegung wird unzumutbar


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Der Ausweg: more of the same!?


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Der Ausweg: mehr Intelligenz!

Was aber hindert uns die Züge Puffer an Puffer fahren zu lassen?


Blocksignal

Blocksignal

S-Bahn

Funktion Blockabstand

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Blocksignal


Blocksignal

Blocksignal

Obere Kapazitätsgrenze: 12 fach

Beispiel maximaler Blockbelegung

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Blocksignal

Blocksignal

1.Schritt: variable Blockabstände (Parameter: m, v und l)

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Blocksignal

Blocksignal

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Vereinfachte GSM-R-Infrastruktur

Quelle: http://www.uic.asso.fr/uic/local/cache-vignettes/L520xH290/Simple_GSM-R-629ce.jpg


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Warum GSM-R?


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Warum GSM-R?


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Gruppenruf für Sprache (VGCS, Voice Group Call Service)

Sammelrufdienst (VBS)

Prioritäten

Verdrängen

ortsabhängige Adressierung

die funktionale Adressierung (FA)

ASCI Advanced Speech Call Items

Zug 9354


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Züge verkehren grenzüberschreitend, Steuerungs-

systeme unterliegen nationaler Hoheit, folglich

müssen Grundfunktionen international

harmonisiert sein:

Systeman- und abmeldungen

Notrufe (innerbetriebliche und öffentliche)

Kommunikation Betriebszentrale - Zugpersonal

European Train Control System (ETCS)

Meldungen der Triebfahrzeugführerüberwachung (DSD (Driver Safety Device )

Kommunikation der Triebfahrzeugführer untereinander für betriebsunterstützende Aufgaben

Internationale Mindest-Interoperabilität


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Rangierbetrieb (hoher Kanalbedarf)

Triebfahrzeugführer ins öffentliche Netz

Kommunikation der Triebfahrzeugführer untereinander

Kommunikation des Zugpersonals (Zugführer, Schaffner, Restaurations- und Hotelbetrieb) in öffentliche netze

Direkte Kommunikation ohne Nutzung der Netzinfrastruktur

Internationale Zusatz-Interoperabilität

Nicht zwingend erforderlich, aber betriebsunterstützend werden folgende Leistungsmerkmale diskutiert:


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Frequenzallokation

Frequenz

D-Netz

D-Netz

offene Frage der Befriedigung des Frequenzbedarfs für den Rangierbetrieb


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GSM-R Einführung (Q3 2007)

In Betrieb

In Planung und Bau


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GSM-R Einführung (geplant bis 2010)

In Betrieb

In Planung und Bau

149Tkm von 221Tkm (etwa 2/3) sollen mit GSM-R versorgt werden

40Tkm sind seit Sept 07 in Betrieb


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TETRA (TErrestrial Trunked RAdio) digitales Bündelfunksystem

ETSI- (European Telecommunications Standards Institute) Standard

Anwendung: Polizei, Feuer-wehr, Notdienste, aber auch innerbetrieblich bei Ölraf-finerien, Pipelinefirmen und anderen

UMTS Universal Mobile Telecommunications System Nachfolger GSM mit erhöhter Bitrate (Daten)

IP-basiert

Schnelle Weiterentwicklung zum LTE (Long Term Evolution)

Technologien ohne Chance bei den Bahnen?


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LTE (Long Term Evolution)

Entwicklungsziele:• Erhöhung der Bitrate• Verringerung der Verzögerungszeiten• Berücksichtigung der All-IP-Infrastruktur• Multiple Radio Access

Abkürzungen:

• eNB E-UTRAN NodeB (Basisstation)• EPC Evolved Packet Core• E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network• MME Mobility Management Entity• S-GW Serving GateWay

• S1 Interface between eNB and EPC• X2 Interface between eNBs

IP-Network

EPC


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LTE (Long Term Evolution),

IP-Network

Bei UMTS und GSM zentrale Funktionen, Durch Dezentralisierung Verringerung der Verzögerungszeiten für Nutz- und Steuerinformationen

Protokollfunktionen des eNB

Bei UMTS und GSM bereits Funktionen derBasisstation (Sendeeinrichtung)


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Channels

transport channels:• Broadcast CHannel (BCH)• DownLink Shared CHannel (DL-SCH)• UpLink Shared CHannel (UL-SCH)• Paging CHannel (PCH)• Multicast CHannel (MCH)• Random Access CHannel (RACH)

Verringerung der Komplexität (Geschwindigkeitsgewinn) durch Verringerung der Transportkanäle :

logical channelsControl channels

• Broadcast Control CHannel (BCCH)• Paging Control CHannel (PCCH)• Common Control CHannel (CCCH)• Multicast Control CHannel (MCCH)• Dedicated Control CHannel (DCCH)• Random Access CHannel (RACH)

Traffic channels • Dedicated Traffic CHannel (DTCH)• Multicast Traffic CHannel (MTCH)

BCHPCH DL-SCH MCHRACH

Transport Kanäle

logischeKanäle

UL-SCH

RACH


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Einfluss von Verkehrsprognosen

Methoden zur Erhöhung der Kapazität des Systems „Eisenbahn“

Einsatz von Kommunikationssystemen

Offene Punkte, z.B.LTE

Zugendeerkennung

Ortung der Züge

Zusammenfassung und Ausblick


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Do not step over this line

Do

no

t step o

ver this lin

e

• Thank you for thinking with us• let us continue to break barriers• We would be happy to discuss (again) with you

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