Le GSM-R (Global System for Mobile Communications – Railway) est un système de communication mobile numérique spécialement conçu pour les besoins du secteur ferroviaire. Il est dérivé de la norme GSM traditionnelle utilisée dans les télécommunications mobiles civiles, mais adapté pour offrir des fonctionnalités supplémentaires essentielles à la sécurité, la gestion et l’efficacité du transport ferroviaire.
Fonctionnement général du GSM-R
Le GSM-R fonctionne comme un réseau de communication mobile dédié aux chemins de fer. Il permet la transmission de la voix et des données entre les conducteurs de train, les centres de contrôle du trafic, les agents de manœuvre, les techniciens de maintenance, et d’autres personnels ferroviaires.
Ce réseau repose sur les mêmes principes que le GSM classique (2G), en utilisant la commutation de circuits pour la voix et la commutation par paquets pour certaines données. Cependant, il intègre des fonctionnalités spécifiques comme les appels de groupe, la priorité d’appel, les appels d’urgence ferroviaires et l’identification automatique des mobiles dans le contexte ferroviaire.
Caractéristiques principales du GSM-R
- Fonctionnalité d’appel prioritaire pour les situations critiques.
- Appels de groupe permettant à plusieurs intervenants de participer à une même communication.
- Appels directs entre le conducteur et les postes de contrôle.
- Messages courts pour la signalisation et la commande des trains.
- Haute disponibilité du réseau pour la sécurité ferroviaire.
Architecture d’un réseau GSM-R
Le GSM-R utilise une architecture très similaire à celle d’un réseau GSM conventionnel, avec quelques adaptations :
| Composant | Description |
|---|---|
| BTS (Base Transceiver Station) | Assure la communication radio avec les trains. |
| BSC (Base Station Controller) | Contrôle plusieurs BTS et gère le handover entre cellules. |
| MSC (Mobile Switching Center) | Centre de commutation pour les appels vocaux. |
| HLR / VLR | Gèrent les profils d’abonnés et la localisation temporaire. |
| EIRENE | Norme européenne définissant les exigences du GSM-R. |
Norme EIRENE et spécificités ferroviaires
Le système GSM-R est basé sur les spécifications EIRENE (European Integrated Railway Radio Enhanced Network), qui définissent les exigences fonctionnelles et techniques pour un réseau de communication ferroviaire harmonisé à l’échelle européenne.
Ces spécifications ont été développées afin de permettre l’interopérabilité entre les réseaux ferroviaires des différents pays, en facilitant la communication transfrontalière sans interruption.
Utilisation dans le système ERTMS
Le GSM-R est un composant essentiel du ERTMS (European Rail Traffic Management System), notamment dans sa sous-composante ETCS (European Train Control System). Il permet la transmission sécurisée et continue d’informations entre le train et les équipements de voie pour la gestion du trafic et la signalisation sans signaux physiques au sol.
Grâce au GSM-R, le conducteur reçoit des instructions directement sur un écran dans la cabine, ce qui améliore la sécurité, surtout sur les lignes à grande vitesse ou en cas de conditions météorologiques défavorables.
Avantages du GSM-R
- Communication fiable et continue avec les trains.
- Réduction des coûts d’exploitation par l’automatisation des communications.
- Interopérabilité entre réseaux ferroviaires européens.
- Supporte les exigences de sécurité pour les trains à grande vitesse.
Fréquences utilisées par le GSM-R
Le GSM-R fonctionne généralement dans la bande des 900 MHz, avec des canaux dédiés pour le ferroviaire :
| Type | Fréquence |
|---|---|
| Liaison descendante (Réseau vers train) | 921 – 925 MHz |
| Liaison montante (Train vers réseau) | 876 – 880 MHz |
Ces fréquences sont distinctes de celles utilisées par les réseaux GSM publics afin d’éviter toute interférence et garantir la fiabilité du service ferroviaire.
Limites et avenir du GSM-R
Bien que le GSM-R soit largement déployé en Europe et dans d’autres régions, il présente certaines limitations techniques :
- Technologie ancienne basée sur le GSM (2G).
- Débit limité pour les services de données modernes.
- Incapacité à évoluer vers des services multimédia ou IoT ferroviaires complexes.
Pour ces raisons, des travaux sont en cours pour définir son successeur, connu sous le nom de FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), basé sur des technologies plus récentes comme LTE (4G) ou 5G, offrant une plus grande flexibilité, des débits plus élevés et une meilleure intégration des systèmes ferroviaires intelligents.
Le FRMCS devrait progressivement remplacer le GSM-R d’ici la fin de la décennie, avec des tests pilotes déjà en cours dans plusieurs pays européens.