Le GSM-R, ce système radio basé sur la technologie 2G qui assure le trafic vocal ferroviaire depuis deux décennies, arrive bientôt en fin de vie, et son successeur, le FRMCS, passe de la phase de spécification à celle des déploiements concrets, les premiers appels d’offres étant désormais lancés. À travers l’Europe, les chemins de fer se trouvent à des stades très différents de cette évolution : certains mènent déjà des essais et des démonstrations de faisabilité, tandis que d’autres continuent d’ étendre le réseau GSM-R. Combler cet écart sans perturber les opérations quotidiennes a fait l’ objet d’un webinaire Eviden avec Franck Lett, directeur commercial mondial , et de Mathieu Perrus, du département d’ingénierie des infrastructures de l’opérateur national luxembourgeois, la CFL.
Pourquoi la date butoir ne cesse-t-elle de changer ?
M. Lett a mis en avant quatre facteurs clés à l’origine de cette migration. Le GSM-R repose sur une technologie 2G vieillissante, pour laquelle le soutien des fournisseurs s’amenuise. Le FRMCS apporte ce dont le secteur ferroviaire a besoin pour la prochaine étape, à savoir la numérisation, le haut débit, une faible latence et une base pour l’automatisation. La cybersécurité est intégrée au FRMCS dès sa conception, plutôt que d’être ajoutée ultérieurement, ce qui est important alors que les attaques contre les chemins de fer se multiplient. Et l’orientation réglementaire est définie, le FRMCS étant reconnu comme la future norme européenne. M. Lett a également souligné son rôle dans la mise en œuvre de l’ETCS, en notant que le FRMCS peut accélérer le déploiement du niveau 2 en fournissant la couche de communication moderne nécessaire à une supervision continue.
Le calendrier a quelque peu évolué dans une direction positive. Il y a quelques années, le secteur prévoyait une date butoir fixée à 2035 ; les fournisseurs indiquent désormais que la prise en charge à long terme du GSM-R pourrait se prolonger jusqu’en 2040 au plus tard. Cette marge supplémentaire ne facilite pas pour autant la tâche, car la plupart des projets de migration européens sont des réaménagements de sites existants, et non des constructions neuves, et l’objectif est d’éviter une transition radicale en une seule fois.
Le rôle d'Eviden : la couche de services
Le FRMCS, contrairement au GSM-R monolithique, est structuré en une couche de transport (le réseau 5G) et une couche de services (les services de communication critiques qui s’y superposent). Eviden s’est concentré sur la couche de services, laissant la couche de transport 5G aux fournisseurs de télécommunications traditionnels. Son cœur de réseau MCX fournit des services critiques de « push-to-talk », de données et de vidéo. Celui-ci est complété par des clients MCX pour Android et iOS, un poste de régie accessible via un navigateur, ainsi qu’un système d’enregistrement capable de capturer et de rejouer la voix, la vidéo et les données. Parmi les autres composants figurent un système de gestion centralisé, un kit de développement logiciel (SDK) et des équipements embarqués, tels que la radio de cabine vocale et la TOBA (architecture de télécommunications embarquée), actuellement en cours de développement.Du point de vue de l’acquisition, l’architecture est entièrement virtualisée : tous les composants s’exécutent sous forme de machines virtuelles sur du matériel commercial standard (COTS), sans aucun appareil propriétaire. Un seul serveur peut héberger le serveur MCX, le centre de dispatching, l’enregistreur, la plateforme de gestion et la fonction d’interopérabilité, ce qui contribue à réduire les dépenses d’investissement et d’exploitation.
C'est la fonction d'interopérabilité qui se charge de la partie la plus difficile
La fonction d'interopérabilité (IWF) assure la passerelle entre l'univers MCX et les systèmes de communication historiques tels que GSM-R, TETRA, P25, DMR et PBX. Lors de la migration du GSM-R vers le FRMCS, elle dissocie les domaines GSM-R et MCX, permettant à chacun d’évoluer de manière indépendante tout en garantissant une interopérabilité transparente. L’IWF repose sur les normes ouvertes 3GPP et ETSI, garantissant ainsi l’interopérabilité et l’indépendance vis-à-vis des fournisseurs.
n En fonctionnement, l’IWF assure la traduction entre le domaine GSM-R existant et le domaine MCX sans modifier l’expérience utilisateur. Un numéro fonctionnel GSM-R est mappé à l’identité MCX correspondante, exprimée sous la forme d’un URI SIP. Un appel de groupe GSM-R devient un appel de groupe MCX. Un appel d’urgence ferroviaire (REC) est conservé lors du passage d’un domaine à l’autre, les informations supplémentaires requises étant mappées du côté MCX. Un SMS GSM-R arrive sous la forme d’un message de données MCX. Eviden a illustré ce fonctionnement à l’aide de captures d’écran anonymisées réalisées en laboratoire, notamment les tables de mappage qui associent les identités GSM-R et MCX de chaque utilisateur en une seule entité opérationnelle.
Comment la CFL met en œuvre la transition progressive jusqu'en 2027
M. Perrus a commencé par présenter le contexte opérationnel de la CFL. La CFL exploite environ 275 km de voies denses, très fréquentées et fortement interconnectées, avec un important trafic transfrontalier vers la Belgique, l’Allemagne et la France, et environ 1 000 mouvements de trains par jour. L'infrastructure repose aujourd’hui sur une centaine de cellules radio GSM-R, environ 80 postes de travail de régulateurs et quelque 250 radios de cabine, fonctionnant sous GSM-R Release 4 pour la voix à commutation de circuits avec un volume de données très limité.
Un facteur clé de cette transition réside dans le fait que la signalisation de la CFL repose entièrement sur l’ETCS niveau 1, qui utilise des Eurobalises plutôt qu’une communication radio continue, et qu’il n’est pas prévu de passer à l’ETCS niveau 2. Par conséquent, le FRMCS remplacera le GSM-R uniquement pour les communications opérationnelles, sans avoir d’incidence sur les systèmes de signalisation.La pression en faveur de ce changement provient plutôt de la fin de vie du GSM-R et du vieillissement des systèmes analogiques : les radios de manœuvre (analogiques au Luxembourg), les téléphones de voie et l’infrastructure en cuivre, ainsi que les systèmes de régulation qui doivent être adaptés ou remplacés pour le MCX.
La stratégie de CFL repose sur trois piliers : les services MCX, un réseau 5G couvrant le cœur de réseau et l’accès radio, ainsi qu’un spectre ferroviaire dédié dans les bandes n100 (900 MHz) et n101 (1 900 MHz). La première démonstration de faisabilité a consisté à mettre en place un système MCX complet « over the top » (c’est-à-dire sur un réseau 5G public), sans qualité de service négociée, afin de valider l’architecture et d’acquérir un savoir-faire opérationnel. M. Perrus a indiqué que cette phase s’était achevée avec succès. La deuxième démonstration de concept aborde un défi plus complexe : l’interopérabilité avec le GSM-R, parallèlement à l’interopérabilité avec le Wi-Fi de la CFL, une conception à haute disponibilité et une formation intensive du personnel. Si les essais sont concluants, un déploiement national en 2027 remplacera tous les anciens systèmes de régulation, et une mise à niveau complète du FRMCS suivra à partir de 2028 ou 2029, conformément à la première édition des spécifications et à la STI CCS, avec une migration progressive vers le réseau 5G propre à la CFL.
Ce que MORANE-2 est en train de valider
La fonction d’interopérabilité (IWF) d’Eviden joue également un rôle central dans le cadre du programme FP2-MORANE-2, qui vise à valider la spécification FRMCS actuelle, version 2.2, ainsi que certaines versions candidates de la version 3, afin de produire une version 3 stable qui deviendra la première édition destinée au déploiement commercial. MORANE-2 mène des essais en laboratoire sur trois sites et des essais sur le terrain sur cinq lignes dans quatre pays. Dans ce cadre, M. Lett a indiqué qu’Eviden est le seul fournisseur de fonctions d’interopérabilité GSM-R pour l’ensemble du programme, l’un des deux seuls fournisseurs de MCX et l’un des cinq fournisseurs de systèmes de régulation du trafic. Dans le cadre de l’installation sur le terrain en Allemagne, Eviden fournit le serveur d’applications MCX et l’IWF, qui se connectent à un sous-système de réseau GSM-R de Nokia et à un cœur de réseau 5G de Nokia, les essais sur le terrain devant débuter en janvier 2027.
Le problème qui reste à résoudre concerne la compatibilité avec les anciennes radios, et non le FRMCS lui-même.
Deux réponses données lors de la séance de questions-réponses se sont révélées plus éclairantes que les présentations PowerPoint. Concernant la cyber-résilience, M. Perrus a décrit une conception de « bulles » système isolées pouvant être déconnectées en cas d’attaque, afin que les trains continuent de circuler en mode dégradé, le système MCX ayant été renforcé grâce à des tests d’intrusion. Concernant l’intégration des systèmes radio existants, M. Lett a reconnu que des défis subsistaient. L’interopérabilité native du TETRA est définie par le 3GPP, mais sa mise en œuvre est inégale d’un fournisseur à l’autre et souvent liée à des licences, ce qui réintroduit la dépendance vis-à-vis d’un fournisseur que l’on censait avoir laissée derrière soi. Des solutions de contournement existent, telles que l’interface intersystème ISI, mais le secteur ne s’est pas encore mis d’accord sur une approche unique.
Voilà où en sont les choses, en toute honnêteté. La norme FRMCS elle-même évolue comme prévu grâce au MORANE-2 ; les difficultés résident dans les réalités des infrastructures existantes et dans la nécessité d’assurer une interconnexion propre entre TETRA et GSM-R. Le conseil de CFL aux autres opérateurs découle précisément de cela : commencer la planification et les essais dès que possible, car ce sont l’interopérabilité et le parc existant, et non la spécification, qui dictent le rythme.
