Transport Industry - Last Updated: 17 janvier 2022

Le chemin de fer numérique et FRMCS

Le Chemin de Fer Numérique soutenu par FRMCS

Il y a beaucoup d'informations dans la presse concernant le « chemin de fer numérique » comme s'il s'agissait d'un développement récent. En fait, le chemin de fer numérique a vu le jour avec la première mise en œuvre opérationnelle du GSM-R en 1999. L'Union internationale des chemins de fer (UIC) décrit le GSM-R comme « le support du premier système de radiocommunication ferroviaire numérique ». GSM-R est un système radio numérique de deuxième génération (2G) basé sur le système de téléphonie mobile GSM commercial, mais adapté pour une utilisation sur les chemins de fer. Il a connu un énorme succès dans toute l'Europe, étant utilisé dans plus de 20 pays sur 100 000 km de voies et ce nombre devrait doubler dans les prochaines années en raison des installations en cours à travers le monde, notamment en Algérie, en Arabie Saoudite, en Inde, en Chine et en Australie.

Cependant, la technologie a plus de 20 ans et les fournisseurs d'équipements ont indiqué qu'ils ne souhaitaient plus prendre en charge leur gamme de produits au-delà de 2030. Les opérateurs mobiles commerciaux sont passés de la 2G à la 3G, à la 4G et déploient désormais des systèmes 5G. Les systèmes 2G comme le GSM-R ont été conçus pour les communications vocales et les services de données à faible débit. Les technologies plus récentes telles que la 5G sont conçues comme des systèmes mobiles à large bande flexibles, capables de prendre en charge une gamme d'applications allant des données à faible débit et de la voix aux applications exigeant des centaines de mégabits de données.

Le GSM-R était destiné à être le support du système européen de contrôle des trains – un système avancé de contrôle des trains conçu pour remplacer tous les systèmes de signalisation différents utilisés sur les chemins de fer européens. GSM-R et ETCS sont deux éléments clés d'un projet européen majeur connu sous le nom d'ERTMS – le système européen de gestion du trafic ferroviaire – ce projet occupera les ingénieurs ferroviaires jusqu'en 2040 et au-delà. Compte tenu de la disparition potentielle du GSM-R en 2030, un successeur au GSM-R est nécessaire.

Un autre projet UIC est en cours et est connu sous le nom de FRMCS – Future Railway Mobile Communications System. Le projet a débuté en 2012 avec la publication d'un document UIC appelé User Requirement Spécification (URS), conçu pour capturer les besoins des utilisateurs en matière de communications dans le chemin de fer. FRMCS ne remplace pas simplement le GSM-R, il représente une énorme opportunité pour prendre en charge de nombreuses applications dans l'environnement ferroviaire.

La dernière version d'URS est connue sous le nom de FU 7100-v5.0.0 et a été publiée en mai 2020. Ce document sera ensuite utilisé pour créer des « cas d'utilisation fonctionnels ». Les cas d'utilisation sont nécessaires pour deux raisons : dans un premier temps, ils seront utilisés pour développer la spécification des exigences fonctionnelles (FRS) et, à leur tour, la spécification des exigences système (SRS). Le SRS est nécessaire pour satisfaire aux directives européennes en matière d'interopérabilité des chemins de fer européens. Deuxièmement, les cas d'utilisation peuvent être présentés à l'ETSI et au 3GPP pour une « analyse des lacunes ».

L'UIC déclare que le FRMCS doit être indépendant de la technologie. Mais cela n'a pas de sens de développer une nouvelle technologie alors que 3GPP dispose d'une suite de normes axées sur les communications critiques pour la mission (MCX). L'analyse des lacunes utilise les documents de cas d'utilisation pour déterminer quelles normes existantes sont applicables au FRMCS et quels travaux doivent être effectués pour répondre aux besoins de communication de la communauté ferroviaire.

Le projet FRMCS est en bonne voie avec un démonstrateur FRMCS prévu pour 2023 et les premiers essais nationaux commençant en 2024. Les délais sont très courts et le FRMCS est confronté à un certain nombre de défis, mais les avantages pour le chemin de fer sont considérables.