Transport ferroviaire

Le système de communications sans fil conçu pour le transport ferroviaire est le GSM-R (Global System for Mobile Communications – Railways). Alors que le déploiement du GSM-R est encore en cours, notamment en France, les réflexions sur son évolution sont d’ores et déjà engagées afin de répondre à un besoin haut débit. Le choix de ce nouveau système est l’une des plus importantes décisions qui devront être prises dans les prochaines années par la communauté ferroviaire et les pouvoirs publics chargés des transports ferroviaires. En effet, selon l’Agence de l’Union Européenne pour les réseaux ferrés (EURA), la norme GSM-R cesserait d’être maintenue par le GSM-R Industry Group à partir de 2030. Les acteurs du secteur ferroviaire ciblent une définition du futur système d’ici 2019 en vue d’une référence dans la réglementation européenne à l’horizon 2022.
Comme son nom l’indique, le GSM-R est basé sur le GSM, la norme 2G des communications mobiles. Il permet aux agents de conduite (en cabine) ou aux agents de maintenance de communiquer entre eux (appels de groupe) ou avec les régulateurs du trafic ferroviaire. Le GSM-R permet aussi la mise en œuvre de l’ETCS (European Train Control System), qui permet de simplifier la conduite des trains et de rendre la signalisation ferroviaire plus intelligente et plus sûre. Ce système est une composante de l'ERTMS (European Rail Traffic Management System en anglais) qui devrait, à terme, remplacer les systèmes de répétition des signaux et de signalisation à bord des trains. C’est notamment via le GSM-R que peut être diffusée l’alerte radio, qui arrête, en cas d’urgence, l’ensemble des circulations ferroviaires dans une zone donnée.
Conformément aux règlements européens en vigueur, tous les réseaux GSM-R en Europe utilisent la bande de fréquences 876 – 880 MHz pour le lien train-sol et 921 – 925 MHz pour la liaison sol-train. L’interopérabilité, ainsi garantie, permet aux trains de passer les frontières des pays européens sans changer de système de communication radio.
Le passage au haut débit vise à accroître la sécurité, les performances et l'efficacité des transports ferroviaires. Il permettra l'éco-conduite et la surveillance en temps réel de la consommation énergétique. Le nouveau système de communication ferroviaire haut-débit, le FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), sera utilisé pour la communication entre les trains, les portables et les entités de communication côté voie, pour l'exploitation ferroviaire.

Le premier enjeu en matière de fréquences du GSM-R concerne la technologie qui sera retenue pour la prochaine génération. La communauté du rail a lancé ses premières réflexions sur la base de la norme LTE, utilisée pour la 4G dans les réseaux mobiles, qui devra alors être adaptée aux besoins du rail. Une autre option consisterait à retenir la 5G, dont les caractéristiques annoncées, notamment la faible latence et la possibilité de garantir un niveau de qualité de service, permettraient de répondre aux nouveaux besoins ferroviaires.
Le second enjeu concerne les bandes de fréquences pour le futur système et le processus de coexistence et de migration. Parmi les pistes évoquées, les plus prometteuses concernent l’introduction d’une nouvelle technologie dans les bandes actuelles ou, éventuellement, dans d’autres bandes dédiées aux réseaux privés (PMR), comme la bande 400 MHz ou des bandes au-dessus de 1 GHz, ou encore l’utilisation de réseaux commerciaux (4G ou 5G). Des travaux européens d’harmonisation seront nécessaires et la coordination entre les Etats membres en matière de migration sera essentielle pour introduire le successeur du GSM-R.
Le CBTC (Communication Based Train Control en anglais) est une application utilisée par les réseaux ferroviaires urbains (métros,tramways) qui permet une localisation et un contrôle des trains via une communication bi-directionnelle haut débit entre les équipements au sol et les trains.
Cette application permet d’automatiser le fonctionnement des rames de métro, et équipe en particulier les métros entièrement automatiques. Ce système est, par exemple, mis en œuvre dans le métro parisien, à Lyon et à Lille, dans la bande 5 915 – 5 935 MHz. Cette application, essentielle au développement des transports urbains de demain, ne fait pas l’objet d’un cadre harmonisé. Le CBCT est d’ailleurs parfois mis en œuvre dans quelques pays dans la bande 2,4 GHz, bande « libre » peu appropriée à un système de communications critiques.
A long terme, il est aussi envisagé que la technologie puisse converger vers le système ERTCMS. Il convient d’explorer la faisabilité de cette option et son impact pour la gestion du spectre.

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