到底什么是5G-R?
不管是高铁,还是普速列车(绿皮车),不管是客运列车,还是货运列车,都需要随时保持与车站的紧密联系,这是铁路安全运行的基本前提。
(CTCS/ETCS)、重载组合列车的机车同步控制和调度通信、列车进路预告、调度命令信息等。
这些都关系到列车的正常运行,对安全性和可靠性要求极高,偏uRLLC(高可靠低时延通信)场景。
因为列车高速行驶(尤其是高铁),所以通信系统也必须具备高速适应性,时速350km也能够保证一定的通信能力。
大家可能潜意识会认为铁路专网会有极高的时延需求,但实际上,像列车运行控制系统,铁路规范给出的要求只有150ms,并不难实现。
铁路客运车站、货运编组站、机务段、车辆段、动车所等区域,也是通信需求较为密集的场所,属于热点覆盖区域。
主要业务包括:平面调车、调车监控、编组站自动化、客站服务、车载数据下载、站场物联网、站场维护作业等。
这里的人员、车辆和设备较多,对通信带宽和容量有一定的要求(终端的空间移动速率较低,没有高速适应性要求),偏eMBB(增强移动宽带)场景。
这几年,铁路沿线洪水、山体滑坡等自然灾害频发。为了监测灾害,铁路部门设置了很多监测物联网节点,也有通信需求。
列车内外的监测系统比较多,例如6A(机车车载安全防护系统,包含:机车的制动系统、防火、高压绝缘、列车供电、走行部、视频)和6C(供电安全检测监测系统)。它们是掌握列车运行状态的重要手段。
其它铁路通信会用到的场景还包括:事故救援(话音和多媒体集群)、移动运维(数据、话音和多媒体集群)、LBS(基于位置的服务,如人员定位和列车定位等)和高铁Wi-Fi。
旅客对高铁上网的需求比较大。公网运营商信号覆盖有好有坏,国铁集团也在研究和部署高铁Wi-Fi等,寻找商业机会。国铁集团还联合吉利、腾讯专门成立了国铁吉讯,推动高铁Wi-Fi平台的建设。
顾名思义,GSM-R是基于GSM技术,专门为铁路行业设计的无线年代初,GSM标准刚刚确立的时候,西门子公司就开始酝酿和起草GSM-R技术标准。
铁路专用的无线MHz频段,用于列车无线调度通信、站场平面调车、客货运输及养护维修等对讲通信业务。
为满足高速铁路发展CTCS-3级列车运行控制系统的需要,铁道部正式采用GSM-R标准,作为我国新一代铁路无线通信国家标准。
从2008年起,新(改)建铁路几乎全部采用GSM-R作为专用无线年起,工信部停止核准基于450MHz频段的
在那之后,厦深高铁、广深港高铁、青藏线、大秦线、胶济线、武广线、郑西线、石太线、合宁线、合武线、京津城际线、京沪高铁等国内重要铁路线路,都采用了GSM-R技术,
GSM-R以语音业务为主,频率效率低,窄带数据带宽最多只有100多KB,难以承载铁路数字化改造后的通信大带宽需求。
几年前,国内曾经提出基于LTE-R(4G)建设铁路无线专网,但测试了一段时间后,没有大规模商用。
除了传统公网5G所包含的控制面网元(AMF、SMF、UDM等)和媒体面网元(UPF)之外,我们可以看到一些5G-R专用设备,例如铁路宽带集群通信(MCX,Mission Critical X-Service,关键业务)设备、5G智能网(5G-IN)、5G设备识别寄存器(5G-EIR)等。
通过它,5G-R可以与其他通信系统互联,提供有线无线融合的调度通信业务。还可以实现与铁路固定电话网互联互通,满足公务通信需求。
“加强5G通信网络、大数据、区块链、物联网等新型基础设施的建设和应用,丰富应用场景,延伸产业链条,统筹推进铁路新一代移动通信专网建设,构建泛在先进、安全高效的现代铁路信息基础设施体系”。
后来,国铁集团先后印发《国铁集团关于加快推进5G技术铁路应用发展的实施意见》、《铁路5G技术应用科技攻关三年行动计划》,积极部署5G-R应用,以及技术研究。
根据行业的初步预测,2025年将实现5G-R和GSM-R的并行发展。2030年实现5G-R对GSM-R的替代。基于900MHz频段的5G-R研究,也已经在启动推进之中。
确定了频谱,产业界进行技术研究就有了目标,对于这项技术,也会更有信心。这有利于产业链的迅速成熟,也有利于激发科技自主创新。
有了试验频率,国铁集团可以进一步推动相关科研课题和现场试验,验证5G-R频率方案的可行性,以及与邻频段相关系统的兼容共存。
结合去年工信部给中国商飞颁发第一张企业5G专网频率的新闻,我们也可以看出,国家对专网通信的支持力度在加大。
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