近日，三星與電信運營商SK Telecom及釜山運輸公司聯合開發的4G LTE-R進入正式運行中。
這是韓國首個4G鐵路無線管理系統，鐵路運營商在LTE-R（寬帶數字移動通信系統）的基礎上使用“多媒體群組通話/短信服務”，從而加強車站工作人員、工程師及控制中心的一對一語音通話服務。此外，在事故發生之時，可通過LTE-R在事故現場和控制中心之間實現實時視頻的傳輸。
以上屬鐵路移動通信範疇內的技術。鐵路移動通信技術是在保證行車安全、提升運輸效率、防止作業事故以及改善服務質量等方面不可或缺的通信手段。隨著移動數據網絡速度的提升，鐵路移動通信也被帶動，LTE-R的應用就是最好的證明。
LTE的產生是以已存在的網絡為基礎的，與傳統的GSM-R相比，LTE-R擁有更多優勢。如果LTE-R能在中國的鐵路移動通信行業得到大規模應用，將對鐵路的發展產生更大的助力。不過中國目前仍普遍運用GSM-R技術，想要過渡到LTE-R並非一朝一夕就能完成的。
一、LTE是實現4G的技術基礎，LTE-R比GMS-R更先進
LTE（Long Term Evolution）即長期演進技術，在商業宣傳中通常被稱為4G LTE。簡而言之，LTE技術就是3G技術的升級版本。該項目於2004年12月在多倫多3GPP TSG RAN#26會議上正式啟動。
開始，LTE的定位只是3G的加強版，然而其後期的發展遠遠超出了設計者的預期，本來只能被稱作3.9G的LTE憑著不斷的升級與改善達到了真正的4G水平，2010年12月6日，國際電信聯盟將LTE正式定義為4G。
從本質上來看，LTE建立在傳統的GSM/EDGE與UMTS/HSPA網絡技術之上，使用調製技術提升了網絡速度及容量。無論是傳輸技術還是系統架構，都有較大的革新，從而推進了通信行業的進一步發展，而LTE-R則代表著鐵路下一代移動通信系統。
目前，中國的鐵路通信系統主要分為列車調度無線通信系統、GSM-R數字移動通信系統以及LTE-R寬帶數字移動通信系統三種制式。
GSM，即我們常說的“全球通”。GSM-R就是基於這一標準設計而成，GSM-R系統分為交換中心、基站、基站控制器和終端四個部分，承擔著實施安全性數據、語音調度等重大責任。GSM-R在引入中國之前就已在歐洲完成了標準編制，以3GPP通信標準為基礎，在眾多廠商持續不斷的技術開發與協作之下，在商用方面取得了巨大成功。
比如華為在2012年提供GSM-R解決方案，並在2015年與西門子CVC合作，利用舊有的站點資源，為德國鐵路北區提供GSM-R解決方案。2016年，中興中標俄羅斯鐵路公司GSM-R通信系統項目，該項目涉及聖彼得堡-布洛夫斯科段的GSM-R系統及配套設備，合同總金額超過1億美金。
然而，隨著時代的發展，數據大幅增加，對通信技術的要求越來越高，GSM-R逐漸無法滿足與高速數據相關的列車日誌傳送、旅客服務及視頻監控等任務。無線技術處於不斷髮展之中，GSM已逐步從產品頂峰走向下坡路，而LTE-R的諸多優勢則註定使其取代GSM-R成為新一代鐵路通訊系統。
LTE包括頻分雙工（FDD，簡稱FD-LTE）與時分雙工（TDD,簡稱TD-LTE）兩種制式，目前這兩種制式均已在全球建設商用網絡，並推出商用服務。例如中國移動採用的就是TD-LTE，因為該制式能夠很好地與其自主研發的3G網絡相結合，聯通採用FD-LTE制式，而電信則將兩種制式相結合。
與GSM-R相比，LTE-R在各方面都存在優勢。
GSM-R與LTE-R技術參數比較
從傳輸時延方面來看，LTE-R可通過更小的端到端傳輸時延縮短列控傳輸時延，從而使列控安全性進一步提升。
從傳輸速率來看，作為4G基礎的LTE-R能夠為旅客提供更豐富的數據體驗。從發展前景來看，LTE-R代表著未來的技術方向，更易獲得相關企業的支持，保證產品的成熟度及產業鏈的完善，從而確保鐵路通信的穩定發展以及為鐵路通信提供長期服務。
目前，不少相關企業入局LTE-R市場，該技術已經逐漸走向商用。不過，從GSM-R到LTE-R的過渡需要具備許多演進條件，這一過程並非易事。尤其在中國，GSM-R標準應用已久，要轉換成LTE-R需要時間和經驗的累積。
二、GSM-R到LTE-R演進不易，實現大規模商用仍需時日
目前LTE-R已經開始進入商用。上文提到的韓國4G鐵路是在2015年結束招標的，其項目針對釜山地鐵1號線，當時許多知名企業均參與了競標，除了中標的幾家企業之外，SK電訊、ICONTROLS和LG U+的聯合體投標人、現代信息技術和華為的聯合體投標人均提交了投標書。
此項目之所以吸引到眾多知名企業投標，是因為LTE-R技術與韓國國家災難安全通信網規定使用的公共安全LTE技術有許多相同的必需條件，因此這一項目估值高達3萬億韓元（約摺合人民幣171億元），巨大的利潤成為了吸引企業的前提條件。
同樣是在2015年，中興在UIC TOKYO 2015 HIGHSPEED（東京第九屆世界高鐵大會）上向全球發佈了LTE-R產品及解決方案。這一方案除了繼承之前的GSM-R通信系統的全部業務之外，還能夠為用戶提供語音解決方案、可視電話、實時視頻監控以及客運綜合信息發佈等服務。
LTE-R已經開始走上商用道路，在這一過程中，GSM-R到LTE-R的過渡具體如何實現，是值得探究的問題。
GSM-R向LTE-R演進路徑圖
按照無線技術的演進線路來看，從GSM到UMTS再到LTE，只用了幾年時間就實現了產品的催熟與更新，並開始換代。值得注意的是，這種演進方式並不適合鐵路服務對“穩定”與“長期”的需求。
實質上，GSM-R的演進路線應是跨越式的，這樣能夠更長久地滿足鐵路通信服務。業界移動廠商的融合通信技術對這種演進方式起到了輔助作用。由上圖可知，從GSM-R直接過渡到LTE-R是業界的主流思路，融合通信技術是將GSM-R與LTE-R看作一個通信平臺上具備不同特性的軟件應用，從而實現演進過程中鐵路業務的延續性。
對於鐵路通信產品而言，第一要求是安全可靠，因此LTE產品的首要條件是穩定成熟。必須經過運營商網絡的大規模商用之後，LTE-R才能被應用到鐵路領域。從2014年起，LTE逐漸走入商用，成為了演進的最佳時機。
GSM-R向LTE-R演進過渡示意圖
GSM-R向LTE-R演進必須同時考慮到網絡與業務，並保證平滑過渡，其中包括無線網絡演進、核心網絡演進以及業務演進三部分。這一過程不可能一蹴而就，因此，二者在相當長的階段中必將處於長期共存的狀態，這有利於最大限度地保證鐵路業務的延續性及安全性。
除此之外，要實現從GSM-R到LTE-R的過渡，從中國的鐵路行業層面來看也存在很大阻力。
鐵路行業是一個慣性巨大而保守的行業，如果沒有特別的好處，在安全相關的部分，能不升級就不升級，何況鐵路行業對穩定性和安全性要求極高。即使新技術有許多優勢，但畢竟GSM-R技術在長期的實踐中已經證明了其可靠性，如果更換成LTE-R技術，則無異於“傷筋動骨”，並且產生的效果還未可知。
此外，GSM-R抗干擾性極強，連線響應速度快，對於鐵路這類“求穩”的行業而言，對新技術的渴求並不十分強烈，就像美國航空業許多衛星處理器仍然是20年前的一樣，因為對於這種行業來說，安全與穩妥永遠是第一位的。
當然，這並不是說鐵路行業只能一直抱著舊技術不放而回避新技術，實際上，改變已然發生。去年3月，朔黃鐵路率先採用了LTE-R 4G通信系統，確保了20000噸載重列車的順利運行。國外的鐵路通信已經開始陸續採用LTE-R，中國的鐵路行業也正在試圖打破傳統，嘗試新技術，從而推動鐵路移動通信行業的進一步發展。（本文首發鈦媒體）
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