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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. Inhalt. Einfluss von Verkehrsprognosen Methoden zur Erhöhung der Kapazität des Systems „Eisenbahn“

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

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Presentation Transcript

  1. Die Funkkommunikation für ERTMS:TETRA, GSM-R, UMTS oder LTE? Anforderungen, Kapazitätsbetrachtungen, Frequenzzuteilungen, Einfluss der Entwicklung der öffentlichen Funkkommunikationsnetze

  2. Inhalt • Einfluss von Verkehrsprognosen • Methoden zur Erhöhung der Kapazität des Systems „Eisenbahn“ • Einsatz von Kommunikationssystemen

  3. Verkehrsprognosen • Bahn wächst kaum • Binnenschifffahrt ebenso • Straßenbelegung wird unzumutbar Quelle: Eine Initiative des Bundesverbandes des Deutschen Groß-und Außenhandels (BGA) e.V.

  4. more of the same!? Der Ausweg:

  5. Der Ausweg: mehr Intelligenz! Was aber hindert uns die Züge Puffer an Puffer fahren zu lassen?

  6. Funktion Blockabstand S-Bahn Blocksignal Blocksignal

  7. Blocksignal

  8. Beispiel maximaler Blockbelegung Blocksignal Obere Kapazitätsgrenze: 12 fach Blocksignal

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

  10. Blocksignal Blocksignal

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

  12. Warum GSM-R?

  13. Warum GSM-R?

  14. ASCI Advanced Speech Call Items • Gruppenruf für Sprache (VGCS,Voice Group Call Service) • Sammelrufdienst (VBS) • Prioritäten • Verdrängen • ortsabhängige Adressierung • die funktionale Adressierung (FA) Zug 9354

  15. Internationale Mindest-Interoperabilität 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

  16. Internationale Zusatz-Interoperabilität Nicht zwingend erforderlich, aber betriebsunterstützend werden folgende Leistungsmerkmale diskutiert: • 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

  17. Frequenzallokation D-Netz D-Netz Frequenz offene Frage der Befriedigung des Frequenzbedarfs für den Rangierbetrieb

  18. GSM-R Einführung (Q3 2007) In Betrieb In Planung und Bau

  19. 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

  20. Technologien ohne Chance bei den Bahnen? • 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 UniversalMobileTelecommunicationsSystem • Nachfolger GSM mit erhöhter Bitrate (Daten) • IP-basiert • Schnelle Weiterentwicklung zum LTE (Long Term Evolution)

  21. LTE (Long Term Evolution) IP-Network • Entwicklungsziele: • Erhöhung der Bitrate • Verringerung der Verzögerungszeiten • Berücksichtigung der All-IP-Infrastruktur • Multiple Radio Access EPC • 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

  22. LTE (Long Term Evolution), IP-Network Protokollfunktionen des eNB Bei UMTS und GSM zentrale Funktionen, Durch Dezentralisierung Verringerung der Verzögerungszeiten für Nutz- und Steuerinformationen Bei UMTS und GSM bereits Funktionen der Basisstation (Sendeeinrichtung)

  23. Channels RACH logische Kanäle Transport Kanäle RACH PCH BCH DL-SCH MCH UL-SCH Verringerung der Komplexität (Geschwindigkeitsgewinn) durch Verringerung der Transportkanäle : • logical channels • Control 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) • 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)

  24. Zusammenfassung und Ausblick • Einfluss von Verkehrsprognosen • Methoden zur Erhöhung der Kapazität des Systems „Eisenbahn“ • Einsatz von Kommunikationssystemen • Offene Punkte, z.B. • LTE • Zugendeerkennung • Ortung der Züge

  25. Thank you for thinking with us • let us continue to break barriers • We would be happy to discuss (again) with you Do not step over this line Do not step over this line

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