Nokia sort le FRMCS du laboratoire avec le « premier système commercial » de communication ferroviaire 5G

Nokia a lancé ce qu’elle appelle la première radio 5G commerciale pour la bande 1900 MHz, conçue pour le futur système de communication mobile ferroviaire (FRMCS). Cette initiative est décrite comme un passage des essais au déploiement, alors que l’Europe se prépare à remplacer son réseau GSM-R vieillissant au cours de la prochaine décennie.

Nokia a annoncé ce qu’elle appelle une percée pour les communications ferroviaires : le lancement de la première radio 5G commerciale de l’industrie pour la bande 1900 MHz (n101), spécialement conçue pour prendre en charge le futur système de communication mobile ferroviaire (FRMCS). La nouvelle solution de l’entreprise finlandaise, associée à sa solution d’entreprise de base pour les chemins de fer, promet d’offrir aux opérateurs ferroviaires une voie commerciale pour s’affranchir de la norme GSM-R vieillissante qui sous-tend les communications ferroviaires européennes depuis plus de vingt ans.

Il s’agit d’un grand pas potentiel dans le monde FRMCS, qui en est encore à ses balbutiements. Jusqu’à présent, les essais de systèmes de communication ferroviaire axés sur la 5G se sont largement limités à des prototypes et à des essais en laboratoire. Bien que des entreprises comme Ericsson et Qualcomm, par exemple, aient effectué des tests d’interopérabilité réussis en utilisant une radio personnalisée et le modem X85 de Qualcomm, il s’agissait de démonstrations plutôt que de solutions prêtes à être commercialisées. Nokia, quant à elle, positionne son produit comme la première option commerciale prête à être déployée.

Une nouvelle norme pour les communications ferroviaires

Le FRMCS est le successeur du GSM-R, le système basé sur la technologie 2G qui relie les conducteurs, les signaleurs et les centres de contrôle des trains dans la majeure partie de l’Europe. Déployé le long de 130 000 kilomètres de voies, avec environ 90 000 radios de cabine actives, il assure des communications vocales fiables depuis le début des années 2000. Cependant, cette technologie devient rapidement obsolète. Le soutien de l’industrie devrait cesser d’ici 2030, et l’Union européenne a fixé l’échéance de 2035 pour l’éliminer complètement.

La nouvelle norme FRMCS, issue de la technologie 5G, est conçue pour être plus rapide, plus sûre et plus riche en données. Elle permettra aux opérateurs d’exécuter des applications avancées telles que la surveillance vidéo en temps réel, la maintenance prédictive et l’exploitation entièrement numérique des trains. Il est important de noter qu’elle sous-tend également l’avenir de la signalisation par le biais du système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS) et qu’elle est considérée comme essentielle pour permettre l’exploitation automatique des trains.

Selon l’Union internationale des chemins de fer (UIC), le FRMCS devrait être commercialement prêt d’ici à 2028, ce qui signifie que les responsables des chemins de fer en Europe préparent déjà des stratégies de migration. Toutefois, comme nous l’avons dit, la technologie est loin d’être prête à être déployée.

En quoi l’offre de Nokia est-elle différente ?

Au cœur de l’annonce de Nokia se trouve une nouvelle radio AirScale 5G pour la bande 1900 MHz (n101), le bloc de fréquences réservé au niveau international pour la FRMCS. Proposée commercialement, plutôt que sous forme de prototype, cette radio est conçue pour les communications critiques, avec une faible latence et une grande capacité à gérer les données critiques pour la sécurité et le trafic opérationnel en temps réel.

Parallèlement, Nokia présente un cœur 5G autonome (SA) optimisé pour les chemins de fer, baptisé Core Enterprise Solution for Railways (solution d’entreprise centrale pour les chemins de fer). Ce système « cloud-native » prend en charge l’ensemble des fonctionnalités FRMCS et est conçu pour coexister avec l’ancienne infrastructure GSM-R. Les opérateurs peuvent donc exploiter les deux systèmes en même temps. Cela signifie que les opérateurs peuvent faire fonctionner les deux systèmes en parallèle pendant la migration – une caractéristique cruciale étant donné que le GSM-R restera en service pendant encore une décennie.

« Notre solution 5G commerciale reflète l’engagement de longue date de Nokia en faveur de l’innovation et de la modernisation des chemins de fer », a déclaré Tommi Uitto, président des réseaux mobiles chez Nokia. « Alors que les opérateurs ferroviaires sont confrontés à des demandes croissantes en matière de numérisation, de données à haut débit et de renforcement de la sécurité, cette technologie jette les bases d’une nouvelle ère du transport ferroviaire, efficace, durable et axée sur les passagers. »

Quand les essais commenceront-ils ?

La solution est conçue pour être modulaire et évolutive, ce qui signifie qu’elle peut commencer à petite échelle sur des lignes pilotes régionales et s’étendre pour couvrir des réseaux nationaux entiers. Elle est également liée à l’ensemble des technologies de Nokia pour les communications critiques – y compris les réseaux IP, les systèmes de fibre optique et les équipements de centre de données – et est enveloppée dans ce que l’entreprise appelle un cadre de cybersécurité « meilleur de sa catégorie » pour protéger les opérations ferroviaires sensibles.

La nouvelle radio et le nouveau cœur seront testés dans le cadre du projet FP2-MORANE-2 financé par l’UE. Abréviation de Mobile Radio for Railway Networks in Europe 2, FP2-MORANE-2 est l’un des programmes de recherche phares de l’entreprise commune ferroviaire européenne. Coordonné par l’UIC, il réunit des gestionnaires d’infrastructure d’Espagne, d’Allemagne, des Pays-Bas et de Suède pour valider le système FRMCS dans des conditions réelles. L’objectif est de prouver la fiabilité et l’interopérabilité du système avant qu’il ne soit adopté dans toute l’Europe, en s’appuyant sur le projet MORANE qui a jeté les bases du GSM-R dans les années 1990.

Où en est l’Europe avec le FRMCS ?

En effet, sur tout le continent, une série de projets pilotes FRMCS nationaux commencent à prendre forme. En Espagne, Adif a lancé un appel d’offres de 6,78 millions d’euros pour son premier projet pilote FRMCS sur une ligne régionale de 25 kilomètres à León, d’autres essais étant prévus sur le corridor à grande vitesse Albacete-Alicante. Ces essais seront directement intégrés dans le programme FP2-MORANE-2. La France, quant à elle, a déjà engagé des ressources importantes, SNCF Réseau ayant signé un contrat à long terme d’un montant de trois chiffres avec Kontron Transportation pour moderniser son réseau central de télécommunications. Au Royaume-Uni, Systra a été chargé par le Rail Safety and Standards Board de produire la première feuille de route de migration FRMCS du pays.

Mais la mise en œuvre de la technologie ne sera pas simple. Les nouvelles fréquences 5G nécessitent un réseau plus dense de pylônes et une infrastructure au sol améliorée. La compatibilité transfrontalière sera difficile à gérer, car les pays évoluent à des vitesses différentes et les opérateurs devront utiliser le GSM-R et le FRMCS en parallèle pendant des années. Le matériel roulant devra également être modernisé avec des équipements capables de supporter les deux systèmes, ce qui alourdira la facture qui, selon l’Agence ferroviaire de l’Union européenne, se chiffrera en milliards.

Pieter Verlinden, responsable des données et du numérique chez Infrabel, a résumé le malaise du secteur lors d’un webinaire organisé par RailTech au début de l’année. « En fait, il y a beaucoup de défis – je prédis beaucoup de problèmes. En raison de la compatibilité transfrontalière, tout ce que vous faites doit être relié à différents pays. Nous avons beaucoup de trafic vers la France, les Pays-Bas et l’Allemagne, par exemple. … Comme il y aura plus de fréquences, cela aura un impact sur la distance entre les pylônes, ce qui signifie que nous avons besoin d’un réseau plus dense et d’une infrastructure supplémentaire. Donc, si ETCS était peut-être un petit cauchemar, je pense que FRMCS sera pire ».