目前,在全球范圍內,德國、瑞士、荷蘭、意大利等國的鐵路均使用鐵路專用全球移動通信系統(GSM-R)。然而,隨著移動通信技術的快速發展,鐵路行業正在積極開發的未來鐵路移動通信系統(FRMCS)最快可能在2025年正式取代GSM-R。
5G作為新一代通信技術,具有超高速傳輸、超低延遲和多重同時連接等優勢,能夠為物聯網傳感、閉路電視監控、高清影像、機器間通信和高級列車控制系統提供通信渠道。因此,國際鐵路聯盟(UIC)和歐盟鐵路署(ERA)傾向于選擇5G作為FRMCS的基礎技術。
諾基亞參與鐵路行業移動通信系統的開發超過30年,在本次由GSM-R向FRMCS的升級過程中,其將與鐵路運營商合作,在5G環境下進行FRMCS概念驗證、試運行和實施階段的各種早期試驗。諾基亞目前正在開展的相關項目如下。
(1)與德國鐵路股份公司(DB)合作。雙方將在漢堡投運世界上首個獨立的5G列車自動運行系統,該系統屬于DB的自動化市郊鐵路(S-Bahn)項目,預計將于2021年投入使用。在概念驗證階段,將測試5G技術作為未來數字化鐵路運營的通信基礎是否足夠成熟;在試運行階段將在Bergedorf站附近區域通過5G網絡傳輸列車控制信息,實現完全無人駕駛情況下的空車調車作業。
(2)與法國國營鐵路公司(SNCF)合作。雙方正在搭建5G實驗室,研究一系列5G技術在鐵路和非鐵路場景的應用。在該項目中,SNCF將評估FRMCS在實驗室和現場的應用情況,并為從GSM-R過渡到FRMCS做好準備。負責信號傳輸的法國國營鐵路集團路網公司(SNCF Network)也將與SNCF創新研究部一同研究并分析5G的潛力。
(3)諾基亞與瑞士聯邦鐵路公司(SBB)于近日完成了一項概念驗證試驗,在弗里堡和納沙泰爾進行了1 900 MHz頻段時分雙工(TDD)無線頻率測試。作為SBB智能鐵路(SmartRail)4.0計劃的核心,FRMCS將幫助SBB提高現有軌道的運輸能力,實現更高水平的生產率和服務效率。
諾基亞還積極參加第三代合作伙伴計劃(3GPP)、歐洲電信標準化協會(ETSI)、ERA等標準機構的活動。3GPP作為推動5G規范確立的統籌機構,會按照計劃發布一系列最新版本的規范,為開發人員提供一個穩定的平臺。3GPP第16版5G規范因新冠疫情的影響而推遲發布,它將針對公共安全、民防領域的關鍵通信任務提出一系列技術標準規范,在鐵路領域將提出FRMCS環境下的鐵路技術標準規范。
此外,考慮到對GSM-R的支持將于2030年停止,未來幾年基于5G的FRMCS將與GSM-R一同運行,這將產生一系列問題。一方面,車載設備需要適應GSM-R和FRMCS這2種系統;另一方面,2種系統間的遷移面臨眾多技術難題。為實現GSM-R向FRMCS的順利過渡,諾基亞還將繼續與鐵路運營商共同實施各種新計劃,并開發一系列具有創新性的應用場景。
(世界鐵路動態信息)