На маршрутах трамвая «Чижик» в Красногвардейском районе Санкт-Петербурга проводятся испытания 10-гигабитной беспроводной подвижной связи для общественного транспорта, работающей в диапазоне 70-80 ГГц (71-76/81-86 ГГц). Цель испытаний — отработка технологий ультра-широкополосной связи на движущиеся транспортные средства (ТС), изучение характеристик беспроводного соединения, его надежности в зависимости от дистанции между трамваем и базовыми станциями, сбор статистики по трафику при различных погодных условиях.
Существующие системы подключения рельсового транспорта к Интернету в основном основаны на применении GSM-модемов. В отдельных, наиболее технологичных проектах используется сеть из придорожных точек доступа Wi-Fi. Обе применяемые технологии характеризуются невысокой скоростью соединения (10-100 Мбит/c) и задержками соединения при переключении с одной базовой станции на другую. Кроме того, характеристики соединения и для GSM-модема, и придорожной сети Wi-Fi заметно ухудшаются по мере роста скорости движения транспортного средства. Поэтому задача организации связи со скоростным транспортом на основе новых технологий является очень актуальной в отрасли.
Проект в Санкт-Петербурге выполняется в сотрудничестве компаний «ДОК» (связное оборудование) и Транспортной концессионной компании (ТКК) как оператора трамвайной линии. Ориентиром для проекта служит Государственная программа Российской Федерации «Развитие транспортной системы» (Постановление Правительства РФ №1596), нацеленная на повышение доступности качественных транспортных услуг для населения, улучшения комплексной безопасности и устойчивости транспортной системы.
По оценке специалистов «ДОК», проект является уникальным не только в России, но и за рубежом, поскольку к моменту начала испытаний нигде в мире не были реализованы такие высокие скорости передачи данных на движущиеся ТС городского общественного транспорта.
В мае 2022 года проект продолжает находиться на стадии основных испытаний, сетевые соединения настроены и работают без сбоев. Результаты тестирования подтверждают возможность передачи данных в диапазоне 70-80 ГГц между транспортным средством и сетью оператора трамвайной линии со скоростью до 15 Гбит/с. Соединение бортовой сети ТС с базовыми станциями осуществляется согласно концепции V2N (Vehicle to Network, ТС-к-Сети). Связь V2N является частным случаем более общей схемы соединения V2X (Vehicle to Everything, ТС-ко-Всему).
Циклический маршрут скоростного трамвая вдоль базовых станций удобен тем, что позволяет быстро набирать статистику соединения, отрабатывать технологии связи V2N на рельсовом транспорте в реальных условиях эксплуатации. Впоследствии эти технологии станут применимы для скоростных поездов на железных дорогах России, где задача гигабитного соединения с Интернетом еще более актуальна.
Для проведения испытаний один из трехсекционных трамваев модели Stadler 85600M «Чижик» (выпускается заводом ЗАО «Штадлер Минск») оборудован четырьмя комплектами приемопередатчиков 10 Гбит/с производства компании «ДОК», установленных на крыше ТС в голове и хвосте состава.
Под потолком внутри трамвая смонтирован специализированный контроллер, осуществляющий маршрутизацию и управление трафиком беспроводного соединения. Наличие двух параллельно работающих приемопередатчиков 10 Гбит/с в каждом направлении (вперед и назад по ходу ТС) дает возможность бесшовного переключения трафика при проезде трамвая вдоль базовых станций. Технологически это реализуется как беспроводная связь между трамваем и несколькими базовыми станциями одновременно — с ближайшей и последующей базовыми станциями как в направлении по ходу трамвая, так и в обратном направлении.
Испытания проводятся на маршрутах трамвая №59, 63 и 64 в пределах до 1 км от перекрестка проспекта Наставников и Ириновского проспекта. Среднее расстояние между базовыми станциями составляет 800 - 1000 метров.
На графике — пропускная способность соединения между трамваем и двумя ближайшими базовыми станциями во время одного из проездов. Регистрируется трафик в направлении вперед по ходу движения трамвая (зеленый цвет), трафик в обратном направлении (желтый) и суммарный трафик (черный). Для визуализации процесса передачи данных и подтверждения непрерывности соединения на трамвае постоянно работают две НD-камеры с перелачей видео о дорожной обстановке в направлениях вперед и назад по ходу трамвая в пультовую ТКК. Видеопотоки в качетсве НD передаются непрерывно.
Совместный пилотный проект ТКК и «ДОК» имеет большой потенциал для развития цифровой экосистемы на современном общественном транспорте. В рамках такой экосистемы обеспечиваются многочисленные цифровые сервисы — видеосвязь с водителем, видео наблюдение за дорожной ситуацией из кабины, контроль за работой водителя и обстановкой в салоне, телеметрия различных систем трамвая, предоставляться цифровые сервисы для пассажиров, включающие широкополосный доступ к Интернету, трансляцию видеопрограмм, продажу цифровых билетов и другие услуги.
По мнению специалистов ООО «ТКК», «надежная широкополосная связь с подвижным составом позволит повысить комфорт и безопасность пассажиров, обеспечить широкополосный Wi-Fi в салоне, возможность вовремя информировать пассажиров о важных городских новостях, задержках по пути следования, внедрить потоковое видеонаблюдение за дорожной ситуацией и работой водителя с диспетчерского пункта. Более того, 10-гигабитная подвижная связь открывает возможности для новых, все более требовательных к трафику сервисов, которые сейчас даже трудно предсказать».
«Тестирование показывает, что на оборудовании PPC-10G-Eможно достичь пропускной способности 10-15 Гбит/с на каждую единицу городского транспорта. Короткое время развертывания сети и надежность до 99,999% являются исключительно важными характеристиками для проектов в транспортной отрасли. Добавлю, что в России действует так называемый упрощенный порядок лицензирования для диапазона частот 71-76 и 81-86 ГГц. Лицензия Роскомнадзора выдается бесплатно и буквально за несколько дней. Платить за частотный ресурс не требуется», — прокомментировал проект Даниил Корнеев, генеральный директор компании «ДОК».