FRMCS (Future Railway Mobile Communication System)

Le Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) est la nouvelle norme mondiale de communication sans fil pour les chemins de fer, conçue pour remplacer l’ancien système GSM-R et servir de colonne vertébrale technologique à la prochaine génération d’opérations ferroviaires sûres, efficaces et numérisées. Il est développé sous l’égide de l’Union Internationale des Chemins de fer (UIC), en partenariat avec l’ETSI, le 3GPP et les parties prenantes de l’industrie mondiale.

Définition et aperçu

FRMCS est une plateforme de communication mobile ouverte, large bande et basée sur IP, conçue pour répondre aux exigences rigoureuses des chemins de fer modernes. Contrairement à l’architecture 2G à bande étroite et centrée sur la voix du GSM-R, le FRMCS exploite la 5G New Radio (NR) et des technologies télécoms avancées pour fournir des services critiques de voix, données haut débit, vidéo, IoT et automatisation via un système unifié, sécurisé et évolutif.

Caractéristiques clés :

• Services critiques (MCX) : Intègre le push-to-talk, la vidéo et les données tels que définis par les normes 3GPP, assurant une communication fiable et prioritaire pour le personnel ferroviaire et l’exploitation.
• Architecture radio-agnostique : Bien que la 5G NR soit privilégiée, le FRMCS peut fonctionner sur LTE, Wi-Fi, satellite ou d’autres technologies radio, permettant un déploiement flexible dans divers environnements.
• Normes ouvertes & interopérabilité : Utilise des normes internationales ouvertes pour garantir la neutralité des fournisseurs, l’applicabilité mondiale et des opérations transfrontalières sans couture.
• Sécurité & résilience : Met en œuvre une sécurité robuste et multicouche, un chiffrement de bout en bout et la géo-redondance pour se défendre contre les cybermenaces et assurer une haute disponibilité.
• Capacités d’intégration : S’interface avec la signalisation (par exemple, ETCS), l’automatisation, la surveillance des actifs et les systèmes passagers, permettant la transformation numérique et les concepts de chemin de fer intelligent.

Contexte historique : Du GSM-R au FRMCS

GSM-R est la colonne vertébrale des communications ferroviaires depuis la fin des années 1990, essentiel pour l’ERTMS (European Rail Traffic Management System) et l’ETCS (European Train Control System). Malgré son rôle dans l’harmonisation des opérations ferroviaires européennes et mondiales, la technologie 2G du GSM-R est aujourd’hui dépassée :

• Limité à la voix et à des données à très faible débit (9,6 kbps/canal).
• Risques d’obsolescence, fin du support prévue vers ~2035, et diminution du soutien des fournisseurs.
• Incapacité à prendre en charge les données en temps réel, la vidéo, l’IoT, l’automatisation.

FRMCS a été développé pour répondre à ces limites, permettant l’exploitation ferroviaire numérique, l’automatisation et l’intégration de nouvelles technologies et services essentiels à des chemins de fer sûrs, efficaces et compétitifs.

Objectifs du FRMCS

• Continuité : Garantir les communications critiques lors de la mise hors service du GSM-R.
• Transformation numérique : Permettre des données haut débit, à faible latence, l’analyse en temps réel et l’automatisation.
• Plateforme unifiée : Consolider la voix, les données, la vidéo et l’IoT sur une seule infrastructure évolutive.
• Pérennité : Conception radio-agnostique et modulaire, prête pour la 5G, la 6G et au-delà.
• Interopérabilité : Opérations transfrontalières et inter-fournisseurs sans rupture.
• Sécurité : Cyberdéfense complète et conformité réglementaire.

Caractéristiques techniques et architecture

Communications de nouvelle génération

• Basé sur la 5G NR (3GPP) : Ultra-faible latence, bande passante élevée, prise en charge de milliers d’appareils par cellule.
• Support multi-accès : 5G, LTE, Wi-Fi, satellite—assurant flexibilité opérationnelle et large couverture.
• Handover dynamique & multi-connectivité : Transitions transparentes même à très grande vitesse (>500 km/h).
• Services critiques (MCX) :
  • MCPTT (Push-to-talk)
  • MCVideo (Vidéo en temps réel)
  • MCData (Services de données)
• Slicing réseau & virtualisation : Réseaux logiques dédiés à la signalisation, l’exploitation ou les services passagers sur une infrastructure partagée.
• Edge computing : Traitement en temps réel à proximité des trains pour l’automatisation et l’analyse.

Spectre et bandes de fréquences

• Bandes principales européennes : 874,4–880,0 MHz / 919,4–925,0 MHz (appairées, 2x5,6 MHz) et 1900–1910 MHz (non appairée).
• Adaptabilité mondiale : Conçu pour un déploiement flexible dans différents environnements réglementaires et de spectre.
• Utilisation efficace du spectre : Partage dynamique, agrégation de porteuses, modulation adaptative.

Fiabilité et redondance

• Architecture géo-redondante : Composants cœur et radio du réseau dupliqués sur des sites séparés.
• Basculement automatisé : Reprise rapide et mise à l’échelle via la virtualisation et les technologies cloud natives.
• Haute disponibilité : Objectif de 99,9999 % de temps de fonctionnement, y compris la résilience aux catastrophes naturelles et pannes.

Sécurité et cyberdéfense

• Chiffrement de bout en bout : Protège à la fois la signalisation et les données utilisateur.
• Authentification robuste : Seuls les utilisateurs/appareils autorisés accèdent aux services critiques.
• Défense en profondeur : Contrôles multicouches incluant pare-feu, prévention des intrusions et surveillance continue.
• Conformité réglementaire : Alignement sur CENELEC, ISO/IEC 27001, IEC 62443 et la directive européenne NIS.

Migration et interopérabilité

• Transition fluide : Fonctionnement double mode pour une utilisation parallèle du GSM-R et du FRMCS pendant la migration.
• Réutilisation des infrastructures : Possibilité de réutiliser les sites, câblages et alimentations existants.
• Interfaces ouvertes : Intégration avec l’ETCS, la gestion du trafic et les systèmes de surveillance des actifs.
• Harmonisation internationale : Prend en charge les opérations ferroviaires transfrontalières et la diversité des fournisseurs.

Intégration à bord et au sol

• TOBA (Architecture Télécom Embarquée) : Standardise les modules radio, la terminaison réseau et les interfaces avec l’électronique train/sous-systèmes.
• Interfaces au sol : Protocoles standardisés pour les points d’accès radio, le cœur de réseau et l’intégration signalisation.
• Gestion des passages de frontières : Handover transparent entre réseaux nationaux.

Avantages clés pour les opérateurs ferroviaires et l’industrie

• Efficacité opérationnelle : La plateforme de communication unifiée réduit la complexité, les coûts, et favorise l’automatisation.
• Automatisation avancée : Permet l’ATO (Automatic Train Operation), la maintenance prédictive et l’analyse en temps réel.
• Sécurité et protection : Communication fiable et permanente pour la signalisation, le contrôle des trains et la gestion des incidents.
• Transformation numérique : Prend en charge l’IoT, l’IA et les jumeaux numériques pour des opérations ferroviaires intelligentes.
• Évolutivité et flexibilité : S’adapte aux besoins réglementaires et opérationnels locaux dans le monde entier.
• Neutralité fournisseur : Les standards ouverts favorisent la concurrence et l’innovation.

Applications concrètes

• Contrôle des trains et signalisation : Prend en charge l’ETCS, l’ATO et d’autres systèmes critiques pour la sécurité.
• Vidéo-surveillance : Diffusion en direct CCTV pour la sécurité et la surveillance opérationnelle.
• Surveillance des actifs : Connectivité IoT pour la maintenance prédictive et la gestion des infrastructures.
• Services aux passagers : Connectivité haut débit pour l’infodivertissement, la billetterie et les communications d’urgence.
• Exploitation autonome : Fondation pour les trains sans conducteur et les infrastructures intelligentes.

Mise en œuvre et déploiement

• Migration progressive : Prise en charge du déploiement graduel, coexistence avec le GSM-R et transitions gérées par les risques.
• Pilotes mondiaux : Premiers déploiements et pilotes en cours en Europe et en Asie, avec des déploiements complets prévus à mesure que le GSM-R arrive à terme.
• Développement de l’écosystème : Soutenu par les principaux fournisseurs, opérateurs et organismes de normalisation à l’échelle mondiale.

Perspectives d’avenir

Le FRMCS est plus qu’une simple mise à niveau technologique : c’est le catalyseur du futur numérique du secteur ferroviaire. À mesure que la 5G et les technologies suivantes mûrissent, et que les chemins de fer recherchent plus d’efficacité, de sécurité et d’automatisation, le FRMCS fournit la base de communication sécurisée, adaptable et performante indispensable à la transformation et à l’innovation partout dans le monde.

Pour aller plus loin

• Page officielle UIC FRMCS
• Normes ETSI FRMCS
• Services critiques 3GPP
• Décision de la Commission européenne 2021/1730 sur le spectre FRMCS
• Documentation architecture TOBA de l’UIC

Résumé

Le Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) est la norme de nouvelle génération conçue pour transformer les opérations ferroviaires grâce à une connectivité sécurisée, haut débit et critique. Il est le levier-clé pour l’automatisation, la numérisation et l’efficacité opérationnelle, soutenant les chemins de fer du monde entier dans leur évolution vers des transports plus intelligents, sûrs et durables.

Si vous préparez l’avenir de vos communications ferroviaires ou anticipez la fin du GSM-R, le FRMCS est la solution pour garantir que vos opérations restent sûres, efficaces et compétitives à l’ère numérique.