韓國鐵路通信已經(jīng)用上4G 中國離LTE-R還有多遠？

（原標題：韓國鐵路通信已經(jīng)用上4G，中國離LTE-R還有多遠？）

摘要： 國外的鐵路通信已經(jīng)開始陸續(xù)采用LTE-R，中國的鐵路行業(yè)也正在試圖打破傳統(tǒng)，嘗試新技術(shù)，從而推動鐵路移動通信行業(yè)的進一步發(fā)展。

近日，三星與電信運營商SK Telecom及釜山運輸公司聯(lián)合開發(fā)的4G LTE-R進入正式運行中。

這是韓國首個4G鐵路無線管理系統(tǒng)，鐵路運營商在LTE-R（寬帶數(shù)字移動通信系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上使用“多媒體群組通話/短信服務(wù)”，從而加強車站工作人員、工程師及控制中心的一對一語音通話服務(wù)。此外，在事故發(fā)生之時，可通過LTE-R在事故現(xiàn)場和控制中心之間實現(xiàn)實時視頻的傳輸。

以上屬鐵路移動通信范疇內(nèi)的技術(shù)。鐵路移動通信技術(shù)是在保證行車安全、提升運輸效率、防止作業(yè)事故以及改善服務(wù)質(zhì)量等方面不可或缺的通信手段。隨著移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)速度的提升，鐵路移動通信也被帶動，LTE-R的應(yīng)用就是最好的證明。

LTE的產(chǎn)生是以已存在的網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的，與傳統(tǒng)的GSM-R相比，LTE-R擁有更多優(yōu)勢。如果LTE-R能在中國的鐵路移動通信行業(yè)得到大規(guī)模應(yīng)用，將對鐵路的發(fā)展產(chǎn)生更大的助力。不過中國目前仍普遍運用GSM-R技術(shù)，想要過渡到LTE-R并非一朝一夕就能完成的。

一、LTE是實現(xiàn)4G的技術(shù)基礎(chǔ)，LTE-R比GMS-R更先進

LTE（Long Term Evolution）即長期演進技術(shù)，在商業(yè)宣傳中通常被稱為4G LTE。簡而言之，LTE技術(shù)就是3G技術(shù)的升級版本。該項目于2004年12月在多倫多3GPP TSG RAN#26會議上正式啟動。

開始，LTE的定位只是3G的加強版，然而其后期的發(fā)展遠遠超出了設(shè)計者的預期，本來只能被稱作3.9G的LTE憑著不斷的升級與改善達到了真正的4G水平，2010年12月6日，國際電信聯(lián)盟將LTE正式定義為4G。

從本質(zhì)上來看，LTE建立在傳統(tǒng)的GSM/EDGE與UMTS/HSPA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，使用調(diào)制技術(shù)提升了網(wǎng)絡(luò)速度及容量。無論是傳輸技術(shù)還是系統(tǒng)架構(gòu)，都有較大的革新，從而推進了通信行業(yè)的進一步發(fā)展，而LTE-R則代表著鐵路下一代移動通信系統(tǒng)。

目前，中國的鐵路通信系統(tǒng)主要分為列車調(diào)度無線通信系統(tǒng)、GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)以及LTE-R寬帶數(shù)字移動通信系統(tǒng)三種制式。

GSM，即我們常說的“全球通”。GSM-R就是基于這一標準設(shè)計而成，GSM-R系統(tǒng)分為交換中心、基站、基站控制器和終端四個部分，承擔著實施安全性數(shù)據(jù)、語音調(diào)度等重大責任。GSM-R在引入中國之前就已在歐洲完成了標準編制，以3GPP通信標準為基礎(chǔ)，在眾多廠商持續(xù)不斷的技術(shù)開發(fā)與協(xié)作之下，在商用方面取得了巨大成功。

比如華為在2012年提供GSM-R解決方案，并在2015年與西門子CVC合作，利用舊有的站點資源，為德國鐵路北區(qū)提供GSM-R解決方案。2016年，中興中標俄羅斯鐵路公司GSM-R通信系統(tǒng)項目，該項目涉及圣彼得堡-布洛夫斯科段的GSM-R系統(tǒng)及配套設(shè)備，合同總金額超過1億美金。

然而，隨著時代的發(fā)展，數(shù)據(jù)大幅增加，對通信技術(shù)的要求越來越高，GSM-R逐漸無法滿足與高速數(shù)據(jù)相關(guān)的列車日志傳送、旅客服務(wù)及視頻監(jiān)控等任務(wù)。無線技術(shù)處于不斷發(fā)展之中，GSM已逐步從產(chǎn)品頂峰走向下坡路，而LTE-R的諸多優(yōu)勢則注定使其取代GSM-R成為新一代鐵路通訊系統(tǒng)。

LTE包括頻分雙工（FDD，簡稱FD-LTE）與時分雙工（TDD,簡稱TD-LTE）兩種制式，目前這兩種制式均已在全球建設(shè)商用網(wǎng)絡(luò)，并推出商用服務(wù)。例如中國移動采用的就是TD-LTE，因為該制式能夠很好地與其自主研發(fā)的3G網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，聯(lián)通采用FD-LTE制式，而電信則將兩種制式相結(jié)合。

與GSM-R相比，LTE-R在各方面都存在優(yōu)勢。

GSM-R與LTE-R技術(shù)參數(shù)比較

從傳輸時延方面來看，LTE-R可通過更小的端到端傳輸時延縮短列控傳輸時延，從而使列控安全性進一步提升。

從傳輸速率來看，作為4G基礎(chǔ)的LTE-R能夠為旅客提供更豐富的數(shù)據(jù)體驗。從發(fā)展前景來看，LTE-R代表著未來的技術(shù)方向，更易獲得相關(guān)企業(yè)的支持，保證產(chǎn)品的成熟度及產(chǎn)業(yè)鏈的完善，從而確保鐵路通信的穩(wěn)定發(fā)展以及為鐵路通信提供長期服務(wù)。

目前，不少相關(guān)企業(yè)入局LTE-R市場，該技術(shù)已經(jīng)逐漸走向商用。不過，從GSM-R到LTE-R的過渡需要具備許多演進條件，這一過程并非易事。尤其在中國，GSM-R標準應(yīng)用已久，要轉(zhuǎn)換成LTE-R需要時間和經(jīng)驗的累積。

二、GSM-R到LTE-R演進不易，實現(xiàn)大規(guī)模商用仍需時日

目前LTE-R已經(jīng)開始進入商用。上文提到的韓國4G鐵路是在2015年結(jié)束招標的，其項目針對釜山地鐵1號線，當時許多知名企業(yè)均參與了競標，除了中標的幾家企業(yè)之外，SK電訊、ICONTROLS和LG U+的聯(lián)合體投標人、現(xiàn)代信息技術(shù)和華為的聯(lián)合體投標人均提交了投標書。

此項目之所以吸引到眾多知名企業(yè)投標，是因為LTE-R技術(shù)與韓國國家災難安全通信網(wǎng)規(guī)定使用的公共安全LTE技術(shù)有許多相同的必需條件，因此這一項目估值高達3萬億韓元（約折合人民幣171億元），巨大的利潤成為了吸引企業(yè)的前提條件。

同樣是在2015年，中興在UIC TOKYO 2015 HIGHSPEED（東京第九屆世界高鐵大會）上向全球發(fā)布了LTE-R產(chǎn)品及解決方案。這一方案除了繼承之前的GSM-R通信系統(tǒng)的全部業(yè)務(wù)之外，還能夠為用戶提供語音解決方案、可視電話、實時視頻監(jiān)控以及客運綜合信息發(fā)布等服務(wù)。

LTE-R已經(jīng)開始走上商用道路，在這一過程中，GSM-R到LTE-R的過渡具體如何實現(xiàn)，是值得探究的問題。

GSM-R向LTE-R演進路徑圖

按照無線技術(shù)的演進線路來看，從GSM到UMTS再到LTE，只用了幾年時間就實現(xiàn)了產(chǎn)品的催熟與更新，并開始換代。值得注意的是，這種演進方式并不適合鐵路服務(wù)對“穩(wěn)定”與“長期”的需求。實質(zhì)上，GSM-R的演進路線應(yīng)是跨越式的，這樣能夠更長久地滿足鐵路通信服務(wù)。

業(yè)界移動廠商的融合通信技術(shù)對這種演進方式起到了輔助作用。由上圖可知，從GSM-R直接過渡到LTE-R是業(yè)界的主流思路，融合通信技術(shù)是將GSM-R與LTE-R看作一個通信平臺上具備不同特性的軟件應(yīng)用，從而實現(xiàn)演進過程中鐵路業(yè)務(wù)的延續(xù)性。

對于鐵路通信產(chǎn)品而言，第一要求是安全可靠，因此LTE產(chǎn)品的首要條件是穩(wěn)定成熟。必須經(jīng)過運營商網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用之后，LTE-R才能被應(yīng)用到鐵路領(lǐng)域。從2014年起，LTE逐漸走入商用，成為了演進的最佳時機。

GSM-R向LTE-R演進過渡示意圖

GSM-R向LTE-R演進必須同時考慮到網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)，并保證平滑過渡，其中包括無線網(wǎng)絡(luò)演進、核心網(wǎng)絡(luò)演進以及業(yè)務(wù)演進三部分。這一過程不可能一蹴而就，因此，二者在相當長的階段中必將處于長期共存的狀態(tài)，這有利于最大限度地保證鐵路業(yè)務(wù)的延續(xù)性及安全性。

除此之外，要實現(xiàn)從GSM-R到LTE-R的過渡，從中國的鐵路行業(yè)層面來看也存在很大阻力。

鐵路行業(yè)是一個慣性巨大而保守的行業(yè)，如果沒有特別的好處，在安全相關(guān)的部分，能不升級就不升級，何況鐵路行業(yè)對穩(wěn)定性和安全性要求極高。即使新技術(shù)有許多優(yōu)勢，但畢竟GSM-R技術(shù)在長期的實踐中已經(jīng)證明了其可靠性，如果更換成LTE-R技術(shù)，則無異于“傷筋動骨”，并且產(chǎn)生的效果還未可知。

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