Comunicaciones móvilesComunicaciones móviles 4G en el ferrocarril.
Controller C
established connection
IN
MSC
Short Code
E.164 Number
Cell based routing
Cesar Briso-RodriguezProfesor Titular Universidad
Controller area BCell 1
Cell 2
Cell 3
Cell 4
Cell 5
Cell 6
Cell 7
Controllerarea A
Controller A
Controller BControllerarea C
Profesor Titular Universidad
Jose I. Alonso MontesCatedrático Universidad
1Universidad Politecnica de Madrid RAILFORUM 2010
ComunicacionesComunicaciones 4G en el 4G en el ferrocarrilferrocarril
Requisitos de los sistemas 4G1
2 Sistemas de alta capacidad LTE
3 I+D en comunicaciones ferroviarias
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 2
Evolución prevista de las Redes CelularesEvolución prevista de las Redes CelularesEvolución prevista de las Redes CelularesEvolución prevista de las Redes CelularesPrincipal aplicación de las redes de banda ancha: transporteFerrocarril: sistema de alta fiabilidad y calidad de servicioFerrocarril: sistema de alta fiabilidad y calidad de servicio
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID2000 2010 2015
EvoluciónEvolución haciahacia los los sistemassistemas de de altaaltaid did dcapacidadcapacidad
LTE
100Mbit/s
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID4
Especificaciones LTE/LTEEspecificaciones LTE/LTE--RRpp
LTEEnlace ascendente 86 Mbps con 20 MHz de ancho de banda y canalesEnlace ascendente 86 Mbps con 20 MHz de ancho de banda y canalesde 64 QAM Operation en modos FDD y TDD Ancho de banda escalable de hasta 20 MHz, cubriendo 1.25 MHz, 2.5Ancho de banda escalable de hasta 20 MHz, cubriendo 1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz and 20 MHzIncremento de eficiencia espectral > X2 comparado con HSPALatencia reducida menos de 100 ms de transición de inactivo a activo.
Adicionales LTE-R◦ Sistemas de prioridades ◦ Seguridad en los datos◦ Muy alta calidad de Servicio◦ Llamada de grupo◦ Operación hasta 500 Km/h en entornos ferroviarios
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Aplicaciones ferroviariasAplicaciones ferroviariaspp
SEGURIDAD SEGURIDAD ERTMS NIVEL 3
CONDUCCIÓN AUTOMÁTICAGSM R
CONDUCCIÓN AUTOMÁTICA
NO SEGURASLTE-R
NO SEGURASINFORMACIÓN
VIDEOVIGILANCIALTE
O G C
MANTENIMIENTO REMOTO
FACTURACIÓNGPRS
INTERNETGPRS
UMTS/HSDPAWiMax
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
ComunicacionesComunicaciones 4G en el 4G en el ferrocarrilferrocarril
Requisitos de los sistemas 4G1
2 Sistemas de alta capacidad LTE
3 I+D en comunicaciones ferroviarias
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 7
Bandas de frecuenciasBandas de frecuenciasBandas de frecuenciasBandas de frecuenciasEspectro específico para ferrocarriles?
Frequency Band
3.4-3.8 GHz3.5 GHz 3.4-3.8Ghz (TBD)
2.6 GHz
2.1 GHz
LTE 2.6 GHz
UMTS/HSPA 2.1 GHz LTE 2.1 GHz
1800 MHz GSM 1800 MHz LTE 1800 MHz
900 MHz
800 MHz Digital dividend 790-862 MHz
GSM 900 MHzLTE 900 MHz
UMTS/HSPA 900 MHz
800
20102008 2015 2025
800 MHz g
2020
DD 800Mhz800
R d t li i f i i SETSI/ COIT
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID8
Reserva de espectro para aplicaciones ferroviarias: SETSI/ COIT
Bandas de frecuenciasBandas de frecuenciasBandas de frecuenciasBandas de frecuencias
USO NACIONAL DEL LTE/LTE-RI t bilid d GSM R
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Interoperabilidad GSM-R
Evolución hacia LTEEvolución hacia LTEEvolución hacia LTEEvolución hacia LTE
HSPA+HSPADL>40MBps;UL>10Mbps
WCDMA384Kbps
HSDPA1.8/3.6Mbps
HSDPA7.2MbpsHSUPA
1.4~5.8MbpsLTE+
LTE FDDDL:100MbpsUL:50Mbps
TD HSDPA TD HSUPA
100Mbps~1Gbps
LTE+
LTE TDD1LTE TDDTD-HSPA+
DL:>25.2MbpsUL:>19 2Mbps
GSM EDGE120Kbps
GSM GERAN240K-2Mbps
TD SCDMA TD-HSDPA2.8Mbps
TD-HSUPA2.2Mbps LTE TDD2
DL:100MbpsUL:50Mbps
UL:>19.2MbpsTD-SCDMA384Kbps
EV-DO Rel. 0DL: 2.4MbpsUL:153.6kbps
cdma2000 1x
153.6kbps
D0 Rel. ADL: 3.1MbpsUL: 1.8Mbps
Do Rev B(Multi Carrier DO)
DL:46.5MbpsUL:153.6kbps153.6kbps UL: 1.8MbpsUL: 27Mbps
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EvoluciónEvolución del GSMdel GSM R a LTER a LTE RREvoluciónEvolución del GSMdel GSM--R a LTER a LTE--RR
LTE LTE RDatos no seguros
Datos no seguros• Core networks
LTE
VGCS/VBS
LTE-R
GSM-R
•IMS• Wireless networks
•SDRVGCS/VBS GSM-R
VGCS/VBSDatos de seguridad
Datos de seguridad
• VGCS/VBS • VGCS/VBS• POC en vez de VGCS/VBS
•Calidad de voz mejorada
GSM-R GSM-R/LTECo-existen
LTE-R5-10años Despues de10 años
VGCS/VBS• CSD• GPRS
VGCS/VBS• CSD• LTE
Calidad de voz mejorada• Establecimiento rápido llamada
• Servicio de despacho de voz• Conmutación de paquetes en vez de
ciruitos
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c u os•Traspasos soft•Retardo de transmisión IP
Evolución GSMEvolución GSM R R LTELTE RREvolución GSMEvolución GSM--R R LTELTE--RR•Compartición de infraestructura radiante.M difi ió d t i b t i lti GSM•Modificación de estaciones base: estaciones multinorma GSM,
WCDMA, LTE• Nuevo controlador de estaciones base.•Nueva red de transporte IP Gbit•Nueva red de transporte IP Gbit •Núcleo de conmutación de paquetes•Centro de operación y mantenimiento integrado
ESTACIONES BASE CONTROLADOR FUNCIONALIDADES TRANSPORTE OPERACIÓN
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PlataformaPlataforma de de evoluciónevolución de GSMde GSM--R a LTER a LTE
•HLR•MSC
•HSSCore network
•SGSN/GGSN •CSCF
•G/L BTS •G/L BTS
•G/L identica BSC
Wireless
•GSM-R BSC
•GSM-R BTS
co-existen co-existenW e ess
2008 2011 2013
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID13
Evolución GSMEvolución GSM R R LTELTE RREvolución GSMEvolución GSM--R R LTELTE--RR
MSC-GSM-Rtransporte
Datos seguros GSM-R
Datos no seguros LTEDatos no seguros LTE
Nucleo LTENucleo LTE
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 1414
Plataforma de Evolución GSMPlataforma de Evolución GSM RR >LTE>LTE RRPlataforma de Evolución GSMPlataforma de Evolución GSM--RR-->LTE>LTE--RRPRUEBAS•Funcionalidades ferroviarias•Desarrollo de herramientas TEST
CONTROLADOR
•Medidas de calidad de servicio•Operación GSM-R +LTE
ESTACION BASECONTROLADOR ESTACIONESRED FIJA
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Las claves del LTE Las claves del LTE segúnsegún UICUICUNION INTERNACIONAL DE
FERROCARRILES
LTE-R es el futuro de GSM-RLTE es la nueva generación de comunicaciones móviles de
d l tá d NGMNacuerdo al estándar NGMN.
Europa del norte ha planeado emplear LTE en aplicaciones
comercialescomerciales.
Evolución GSM-R->LTE-RProteger los recursos del GSM-RProteger los recursos del GSM R
Servicios idénticos en 2G y LTE
Calidad de servicio mejorada. Calidad de voz y tiempo de
establecimiento de llamada
Alta calidad en servicios básicos: voz, vídeo y datos.
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EvoluciónEvolución del LTEdel LTE R R segúnsegún UICUICEvoluciónEvolución del LTEdel LTE--R R segúnsegún UICUICUNION INTERNACIONAL DE
FERROCARRILES
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 17
Las claves del LTELas claves del LTE R R desdedesde UICUICLas claves del LTELas claves del LTE--R R desdedesde UICUIC
El efecto en los ferrocarrilesEl efecto en los ferrocarriles
GSM-R está construido en base al GSM de acuerdo a flas necesidades del ferrocarril.
LTE es sencillo, presenta elevada eficiencia, bajo retardo de propagación y bajo coste.Proporciona comunicaciones de alta seguridad y bajo coste.Redes todo IP con calidad de servicio.
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ComunicacionesComunicaciones 4G en el 4G en el ferrocarrilferrocarril
Requisitos de los sistemas 4G1
2 Sistemas de alta capacidad LTE
3 I+D en comunicaciones ferroviarias
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I+D en comunicaciones ferroviariasI+D en comunicaciones ferroviariasI+D en comunicaciones ferroviariasI+D en comunicaciones ferroviarias
INGENIEROS DE TELECOMUNICACIONINGENIEROS DE TELECOMUNICACIONFormación específica para el sector ferroviario.Experiencia en comunicaciones ferroviarias 10 años / Experiencia en comunicaciones ferroviarias 10 años / móviles >20añosProyectos de comunicaciones GSM-R Tetra CBTC Proyectos de comunicaciones GSM R, Tetra, CBTC, ERTMS, etcMedida y caracterización de la propagacióne a y ca acte ac ó e a p opagac óDesarrollo de componentes: antenas, repetidores, señalización.Desarrollo y evolución del LTE al LTE-R Alcatel- Lucent
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Modelado de la propagación sistemas de Modelado de la propagación sistemas de banda ancha en entornos ferroviariosbanda ancha en entornos ferroviarios
•MEDIDAS•PRUEBAS DE CONCEPTO•CALIDAD DE SERVICIO•CALIDAD DE SERVICIO•SIMULACIÓN Y MODELADO
Medidas de propagación en Túneles. Medidas de propagación en Túneles. Técnicas MIMOTécnicas MIMO
METROPOLITANOS: CBTC ALTA VELOCIDAD
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Relaciones internacionales: ChinaRelaciones internacionales: ChinaRelaciones internacionales: ChinaRelaciones internacionales: ChinaColaboración UPM Universidad de Jiaotong: State Key LaboratoryState Key Laboratory
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ConclusionesConclusionesConclusionesConclusionesSegún se introduzca LTE-R se convertirá en el estándar
ferroviario.
Las ventajas del LTE y el apoyo a una transición gradual
son las claves del cambio.
Bandas de frecuencias propietarias para LTE-R
Puede ajustarse a las nuevas técnicas antes, lo que
garantiza la fiabilidad del operador ferroviario.
Será necesario para la optimización del tráfico ferroviario y
proveer servicios de valor añadido.
El transporte requiere cada vez mas Ingenieros de
Telecomunicación: -Optimización de las infraestructuras
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-Servicios de valor añadido
Gracias por su atenciónG acias po su ate ció
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