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摘要： 铁路通信网络正在数字化转型的路上奔跑着，GSM-R难以满足重载铁路货运指挥调度对多种需求承载的要求，无法满足大量铁路非安全数据业务需求，如视频监控、与高速数据相关的旅客服务、列车日志传送等，因此车地通信无线网络从GSM-R向LTE-R演进规划正在日益，才能不断推动中国铁路走向世界。本人现任武汉高铁训练段驻段培训师，下文对铁路通信做出了分析，以供参考。
关键词： GSM-R；LTE-R；铁路通信
【中图分类号】U285.2 【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2018）01-0201-01
被GSM—R作为基础技术的GSM已逐步从产品项峰向生命周期末期走下坡路，如今乘客和铁路运营商对视频和宽带的业务需求，以 LTE 技术为代表的新一代的铁路无线通信技术的应用使得铁路无线通信能力的提高成为可能，LTE技术将有着更为广阔的技术应用前景。本文将对GSM-R向LTE-R不断演进的缘由、可行性、演进条件、演进时间层面探索LTE-R无线铁路通信技术的发展。
一、GSM-R向LTE-R不断演进的缘由
GSM-R通讯系统面临挑战，在越来越大的数据通信需求面前显得越来越力不从心，暴漏出一些技术上的局限性，承载数据较弱，难以承载重载铁路货运指挥调度对多种需求承载的追求，不能满足用户“看的见”的需求，只能是语音信息的传递。因为自身容量的限制，不能实现乘客在长途旅行中的无限通信服务，只对于铁路员工开放。GSM-R的生命周期即将结束，设备维护问题接连出现，GSM-R将被新的LTE-R技术所取代，LTE-R比GSM-R更加先进，如果大规模应用，将会为铁路的发展提供更为强大的助力。
二、GSM-R向LTE-R不断演进的可行性
LTE-R使用调制技术大大提升了网络速度和容量，无论是传输技术还是系统架构，都有很大的革新，不仅完全继承了现有铁路通信系统GSM-R全部业务，提升了铁路运营的安全性和高效性，而且可为用户提供多媒体集群调度、可视电话、实时视频监控、客运综合信息发布等功能，假若出现异常情况，运用LTE-R的视频监控功能就可以依据情况采取紧急措施，甚至地面维护中心可以通过LTE-R进行远程维护。还有LTE-R的语音解决方案，LTE-R能够进而提高安全性，能够为旅客提供更为丰富的数据体验，提供更多更准确的常规化的增值服务，能够提供更安全、更易运维、更高速的通信网络。LTE 技术是未来取代GSM-R技术新一代无线通信技术，它有着巨大的潜力能够挖掘，通信效率和速度将进一步提升，LTE的技术优秀特性让它将成为铁路无限通信技术的重要基础。
三、GSM-R向LTE-R不断演进的条件
韩国铁路通信已经应用4G，LTE-R正在走商用道路，GSM-R到LTE-R的过渡如何实现，需要实现跨越式演进，才能长久地满足铁路通信服务，LTE-R的大规模应用必须建立在成熟稳定的基础上，在商用的道路上规模扩大后，才能实现铁路领域的应用。GSM-R向LTE-R的演进必须是平滑过渡，因此两者将在相当长的时期内仍然处于长期共存的状态，而且过渡也需要考虑网络业务、推动无限网络演进、核心网络演进、业务演进。在过渡中，采取分阶段方式进行，GSM-R承担传递列控信息与安全业务，LTE-R则承担非安全业务的任务。随着GSM-R生命周期的缩短，LTE-R的网络建设和运营经验也不断走向成熟，各种业务随之让LTE-R担任，最终实现LTE-R铁路通信业务全覆盖，提供多模基站，从而保证投入与产出比的平滑过度。
四、 LTE-R的安全缺陷
LTE-R虽然拥有GSM-R的更多优势，但是 LTE-R是技术，同样会受到许多攻击，同樣也有安全隐患。IMSI有泄露用户隐私的风险，IMSI是用户的唯一标志且归属网络的众多信息被它提供，攻击者可通过IMSI追踪用户，涉及用户的隐私安全；跟踪UE，攻击者可以跟踪用户之前的行为；强制性切换到安全性比较弱的传统网络，安全性得不到有效保证； LTE-R的安全机制给予私钥密码设置的，密码管理困难，扩展性差，不能防止通信抵赖行为，而且 LTE-R不能提供端到端的信息安全服务，很难满足高铁特殊业务的安全需求。
五、GSM-R向LTE-R不断演进需要时间
在建设LTE-R初期，宜采用松耦合的模式，独立建设LTE-R，减少对GSM-R的改动，待LTE-R成熟之时，两者再实现双网融合共存模式，实现两个系统的紧耦合。双网共存过程中，两者可进行分工负责制，例如电路域利用GSM-R网络承载，分组域利用LTE-R网络承载。而且迅速实现从GSM-R到LTE-R的过渡，对中国的铁路行业层面有些许困难，铁路行业追求稳定性，LTE-R的优势还没有被充分挖掘，而且GSM-R技术在长期的实践中已经证明了其可靠性，如果更换成LTE-R技术，则无异于“伤筋动骨”，并且产生的效果还未可知。GSM-R抗干扰性极强，连线响应速度快，对于铁路这类“求稳”的行业而言，对新技术的渴求并不十分强烈，就像美国航空业许多卫星处理器仍然是20年前的一样，因为对于这种行业来说，安全与稳妥永远是第一位的。未来的很长一段时间，两者将会共存，但随着国外LTE-R的普及，中国的铁路行业也尝试打破传统，从而推动铁路移动通信行业的进一步发展。
安全高效、方便快捷的服务是当今铁路行业的发展趋势，无线移动通信网络和智能终端急速发展的今天，对通信网络的质量提出了更高的要求。LTE-R技术将作为下一代铁路通信系统登上历史舞台，GSM-R向LTE-R的演进不是一朝一夕完成的，要认清和预防LTE-R的安全隐患，但LTE-R的诸多优势则注定使其取代GSM-R成为新一代铁路通讯系统，将在未来通信中大放光彩。
参考文献
[1]李鹏. LTE-R技术应用研究[J]. 自动化与仪器仪表，2014（03）：11-12.
[2]赵翔. 简谈LTE-R网络在铁路无线通信系统的发展趋势[J]. 铁路通信信号工程技术，2016，13（06）：33-36.
关键词： GSM-R；LTE-R；铁路通信
【中图分类号】U285.2 【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2018）01-0201-01
被GSM—R作为基础技术的GSM已逐步从产品项峰向生命周期末期走下坡路，如今乘客和铁路运营商对视频和宽带的业务需求，以 LTE 技术为代表的新一代的铁路无线通信技术的应用使得铁路无线通信能力的提高成为可能，LTE技术将有着更为广阔的技术应用前景。本文将对GSM-R向LTE-R不断演进的缘由、可行性、演进条件、演进时间层面探索LTE-R无线铁路通信技术的发展。
一、GSM-R向LTE-R不断演进的缘由
GSM-R通讯系统面临挑战，在越来越大的数据通信需求面前显得越来越力不从心，暴漏出一些技术上的局限性，承载数据较弱，难以承载重载铁路货运指挥调度对多种需求承载的追求，不能满足用户“看的见”的需求，只能是语音信息的传递。因为自身容量的限制，不能实现乘客在长途旅行中的无限通信服务，只对于铁路员工开放。GSM-R的生命周期即将结束，设备维护问题接连出现，GSM-R将被新的LTE-R技术所取代，LTE-R比GSM-R更加先进，如果大规模应用，将会为铁路的发展提供更为强大的助力。
二、GSM-R向LTE-R不断演进的可行性
LTE-R使用调制技术大大提升了网络速度和容量，无论是传输技术还是系统架构，都有很大的革新，不仅完全继承了现有铁路通信系统GSM-R全部业务，提升了铁路运营的安全性和高效性，而且可为用户提供多媒体集群调度、可视电话、实时视频监控、客运综合信息发布等功能，假若出现异常情况，运用LTE-R的视频监控功能就可以依据情况采取紧急措施，甚至地面维护中心可以通过LTE-R进行远程维护。还有LTE-R的语音解决方案，LTE-R能够进而提高安全性，能够为旅客提供更为丰富的数据体验，提供更多更准确的常规化的增值服务，能够提供更安全、更易运维、更高速的通信网络。LTE 技术是未来取代GSM-R技术新一代无线通信技术，它有着巨大的潜力能够挖掘，通信效率和速度将进一步提升，LTE的技术优秀特性让它将成为铁路无限通信技术的重要基础。
三、GSM-R向LTE-R不断演进的条件
韩国铁路通信已经应用4G，LTE-R正在走商用道路，GSM-R到LTE-R的过渡如何实现，需要实现跨越式演进，才能长久地满足铁路通信服务，LTE-R的大规模应用必须建立在成熟稳定的基础上，在商用的道路上规模扩大后，才能实现铁路领域的应用。GSM-R向LTE-R的演进必须是平滑过渡，因此两者将在相当长的时期内仍然处于长期共存的状态，而且过渡也需要考虑网络业务、推动无限网络演进、核心网络演进、业务演进。在过渡中，采取分阶段方式进行，GSM-R承担传递列控信息与安全业务，LTE-R则承担非安全业务的任务。随着GSM-R生命周期的缩短，LTE-R的网络建设和运营经验也不断走向成熟，各种业务随之让LTE-R担任，最终实现LTE-R铁路通信业务全覆盖，提供多模基站，从而保证投入与产出比的平滑过度。
四、 LTE-R的安全缺陷
LTE-R虽然拥有GSM-R的更多优势，但是 LTE-R是技术，同样会受到许多攻击，同樣也有安全隐患。IMSI有泄露用户隐私的风险，IMSI是用户的唯一标志且归属网络的众多信息被它提供，攻击者可通过IMSI追踪用户，涉及用户的隐私安全；跟踪UE，攻击者可以跟踪用户之前的行为；强制性切换到安全性比较弱的传统网络，安全性得不到有效保证； LTE-R的安全机制给予私钥密码设置的，密码管理困难，扩展性差，不能防止通信抵赖行为，而且 LTE-R不能提供端到端的信息安全服务，很难满足高铁特殊业务的安全需求。
五、GSM-R向LTE-R不断演进需要时间
在建设LTE-R初期，宜采用松耦合的模式，独立建设LTE-R，减少对GSM-R的改动，待LTE-R成熟之时，两者再实现双网融合共存模式，实现两个系统的紧耦合。双网共存过程中，两者可进行分工负责制，例如电路域利用GSM-R网络承载，分组域利用LTE-R网络承载。而且迅速实现从GSM-R到LTE-R的过渡，对中国的铁路行业层面有些许困难，铁路行业追求稳定性，LTE-R的优势还没有被充分挖掘，而且GSM-R技术在长期的实践中已经证明了其可靠性，如果更换成LTE-R技术，则无异于“伤筋动骨”，并且产生的效果还未可知。GSM-R抗干扰性极强，连线响应速度快，对于铁路这类“求稳”的行业而言，对新技术的渴求并不十分强烈，就像美国航空业许多卫星处理器仍然是20年前的一样，因为对于这种行业来说，安全与稳妥永远是第一位的。未来的很长一段时间，两者将会共存，但随着国外LTE-R的普及，中国的铁路行业也尝试打破传统，从而推动铁路移动通信行业的进一步发展。
安全高效、方便快捷的服务是当今铁路行业的发展趋势，无线移动通信网络和智能终端急速发展的今天，对通信网络的质量提出了更高的要求。LTE-R技术将作为下一代铁路通信系统登上历史舞台，GSM-R向LTE-R的演进不是一朝一夕完成的，要认清和预防LTE-R的安全隐患，但LTE-R的诸多优势则注定使其取代GSM-R成为新一代铁路通讯系统，将在未来通信中大放光彩。
参考文献
[1]李鹏. LTE-R技术应用研究[J]. 自动化与仪器仪表，2014（03）：11-12.
[2]赵翔. 简谈LTE-R网络在铁路无线通信系统的发展趋势[J]. 铁路通信信号工程技术，2016，13（06）：33-36.