FRMCS/5G-Teststrecke im “Digitalen Testfeld Bahn” im Erzgebirge
Auf Basis von 5G erprobt die Digitale Schiene Deutschland den hochautomatisierten Bahnverkehr der Zukunft und die Einführung innovativer Technologien.
Im „Digitalen Testfeld Bahn“ im Erzgebirge hat das Zeitalter des digitalen Bahnbetriebs schon begonnen – in Annaberg-Buchholz werden Weichen und Signale für die Erzgebirgsbahn bereits seit 2018 mit dem seinerzeit ersten Digitalen Stellwerk zuverlässig gestellt. Seit dem Sommer 2020 ergänzt das neu aufgebaute FRMCS/5G-Testnetz entlang des Streckenabschnitts Markersbach – Schlettau das Testfeld.
Die Praxiserprobung verschiedener neuer Technologien für den digitalen Bahnbetrieb ist seitdem in vollem Gange. Der Bund unterstützt den Bau einer Forschungsplattform sowie die dafür notwendigen Anschaffungen mit bis zu 15 Millionen Euro. Die Digitale Schiene Deutschland setzt die Mittel wie folgt ein:
- Errichtung von acht DB-betriebenen Funkmasten für 5G/FRMCS entlang der Strecke, von versorgenden Medien und weiteren erforderlichen Feldelementen. Das so entstandene 5-G Testnetz wurde 2021 für Entwicklungsprojekte eröffnet.
- Modernisierung und Ausbau bestehender Gebäude und deren Ausrüstung zu einer Laborzentrale.
- Anschaffung und Umbau von Testzügen.
Derzeit gibt es keinen regulären Zugverkehr auf der 5G-Teststrecke – ein Vorteil, um ausgiebig forschen zu können.
Erprobung des zukünftigen Bahnfunkstandard FRMCS auf Basis von 5G im neuen 5G Testnetz und weiterem Feld- und Labor-Equipment im Erzgebirge
Der moderne Mobilfunkstandard 5G gilt mit seinen hohen Datenraten und einer verbesserten Netzqualität als Basistechnologie des zukünftigen Bahnfunksystems FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), dem Nachfolger des heutigen GSM-R Funksystems für die Zugkommunikation. 5G wird den Datenaustausch zwischen Zug und Infrastruktur in Echtzeit ermöglichen und damit die Grundlage für das digitale und zunehmend automatisierte Bahnsystem schaffen (mehr dazu hier).
Neben Sprach- und Zugsicherungsinformationen sollen künftig datenintensive Funktionen wie z.B. die Übertragung von Video- und Sensorikinformationen des Zugumfeldes über das 5G-basierte FRMCS realisiert werden.
Auf der 5G-Teststrecke werden hierfür innovative Technologien erprobt, mit dem Ziel, langfristig die Kapazität, Zuverlässigkeit und Effizienz im System Bahn zu steigern. Ein Partner der Digitalen Schiene Deutschland ist hier das TecLab des DB Technikressorts, welches den Versuchszug „advanced TrainLab“ (aTL) – das fahrende ICE-Labor für die Erprobung von Zukunftstechnologien – mit in das Projekt einbringt.
Diese Entwicklungstests wurden im Digitalen Testfeld Bahn durchgeführt:
- Feldstudie zu innovativen Antennensystemen für FRMCS bei 1.9 GHz
Die beiden aTL Mittelwagen verfügen über eine Onboard-Funktestinfrastruktur (u.a. Ethernet- u. Koxialkabelverbindung) mit flexibler Dachträgerkonstruktion für das Positionieren und Vermessen von Antennentechnik. Damit können verschiedene Strategien für die Platzierung von Fahrzeugantennen für FRMCS bewertet werden. Die Erkenntnisse aus der Praxiserprobung sollen dazu beitragen, die FRMCS-Funkbereitstellung auf die spezifischen Anforderungen des digitalen Bahnsystems der Zukunft zuzuschneiden. Zudem werden die Erkenntnisse aus der Erprobung eine wichtige Basis für die Dimensionierung des Flächenrollouts von FRMCS/5G darstellen. Die bisherigen Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Signal + Draht im November 2022 veröffentlicht.
- FRMCS Tests unter Nutzung eines 5G Standalone Netzes und „Mission-Critical Service (MCX)“ Funktionalitäten
Das Bahnfunksystem FRMCS setzt sich technisch aus dem sogenannten „Transport Stratum“ und dem „Service Stratum“ zusammen. Das Transport Stratum wird über 5G realisiert und bildet die Übertragungsebene für das Service Stratum, welches mit dem sog. 3GPP Mission Critical Services (MCx) Framework umgesetzt wird. Dieses Framework bietet Funktionalitäten, z. B. zur Authentifizierung, Gruppenkommunikation und Videoübertragung, welche heutige, wie auch zukünftige Bahnapplikationen benötigen, so z. B. für das automatisierte Fahren oder für ein zukünftig KI-basiertes Verkehrsmanagement
Unser Ziel ist es, das Potenzial sowie das volle Leistungsvermögen der neuen Technologien in den kommenden Jahren umfassend auszuschöpfen, um nach Ende der Testphase mit ausgereifter Technik in den deutschlandweiten Rollout starten zu können.
Erfahren Sie hier mehr über den advanced TrainLab - das schnellste Labor auf Schienen.
