5G-RACOM - Ein deutsch-französisches Innovationsprojekt zu privaten 5G-Netzen für den Bahnbetrieb der Zukunft
Die 10 Partner des Innovationsprojekts „5G for Resilient and Green Rail Communications (5G-RACOM)“ haben sich in Frankfurt getroffen, um den Weg für eine erfolgreiche deutsch-französische Zusammenarbeit zu ebnen, bei der die effiziente Nutzung des Mobilfunkspektrums des Bahnsektors und robuste 5G-Lösungen für das Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) – den Nachfolger des heutigen GSM-R-Systems – untersucht werden.
Durch die Einführung neuer digitaler Technologien wird zukünftig der Datenverkehr im Bahnsystem deutlich steigen. Sensoren und Kameras an Zügen, in Bahnhöfen und der Bahninfrastruktur sammeln mehr Informationen, die in Echtzeit übertragen, verarbeitet und analysiert werden müssen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, braucht der Bahnsektor einen Sprung hin zu einem leistungsfähigem Mobilfunknetz, dass die erforderliche Konnektivität zur Verfügung stellt. Das Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) als neuer Bahnfunkstandard ist die Antwort auf diese Herausforderung. Basierend auf 5G-Technologie wird FRMCS der Nachfolger des heutigen Funksystems GSM-R. Das System wird die drahtlose Kommunikation zwischen Zügen und der Infrastruktur auf ein neues Niveau heben und ist eine wichtige Plattformtechnologie für die Digitalisierung des Bahnbetriebs. Es ermöglicht die Integration technologischer Innovationen der Digitalen Schiene Deutschland und ist daher eine Voraussetzung, die Kapazität im Schienenverkehr zu steigern und die Bahn als wichtigsten Akteur der klimafreundlichen Verkehrswende zu stärken. Derzeit wird die erste Version der FRMCS-Spezifikationen fertiggestellt und mit dem kommenden TSI als Standard veröffentlicht. Parallel dazu werden die FRMCS-Funktionen für bahnkritische Anwendungen validiert und durch frühe Proof-of-Concept-Tests (PoC) weiter verbessert.
Das deutsch-französische Innovationsprojekt "5G for Resilient and Green Rail Communications (5G-RACOM)" wird einen wesentlichen Beitrag zum FRMCS-Standard leisten und Prototypen für das FRMCS-Ökosystem bereitstellen. 5G-RACOM untersucht die effiziente Nutzung des den Bahnen zugewiesenen Spektrums und robuste 5G-Lösungen für FRMCS. Die 10 Kooperationspartner des Projekts verfolgen drei Ziele auf dem Weg zu einem belastbaren und robusten FRMCS-System und Netzdesign:
- Eine detaillierte Analyse der Funkausbreitungsbedingungen bei 900 MHz und 1900 MHz, um die Funkplanung für FRMCS zu verbessern und den Aufbau der Infrastruktur mit hocheffizienter Nutzung beider Frequenzbänder zu optimieren
- Eine Studie für den Parallelbetrieb von GSM-R und FRMCS in 900 MHz und die Erstellung von Prototypen für Technologiekoexistenz in diesem Frequenzband sowie schnelle Technologiemigration
- Eine Studie zu Realisierungsoptionen für hybride FRMCS-Netze, die private 5G-Konnektivität der Bahnen mit mobiler Konnektivität von öffentlichen Mobilfunk-Betreibern kombinieren, z. B. als Rückfallebene oder als Kapazitätsergänzung. Entscheidend ist dabei die Auswahl sogenannter „Multipath“-Protokolle, die den jeweils besten Übertragungsweg in Bahn- und öffentlichen Mobilfunknetzen auswählen sollen, um so einen nahtlosen Betrieb zwischen den Netzen zu ermöglichen und die hohe Zuverlässigkeit der bahnkritischen Anwendungen zu garantieren - und damit FRMCS insgesamt robuster zu machen.
Das Projekt 5G-RACOM läuft über 3 Jahre bis November 2025. Es wird, im Rahmen der Sektorinitiative Digitale Schiene Deutschland, gemeinsam von der DB Netz AG und der SNCF Réseau koordiniert und bringt führende Unternehmen und Hochschulen aus dem Bereich der Bahnkommunikation zusammen. Neben DB Netz und SNCF Réseau sind Kontron Transportation, Funkwerk, IMT Alantique, Siradel, Railenium, Université Gustave Eiffel, TU Chemnitz und TU Ilmenau Teil des Projektkonsortiums.
Die Testaktivitäten des Projekts werden sowohl in französischen als auch in deutschen Testumgebungen durchgeführt. Für die Validierung von 5G-Multipath-Lösungen wird das Digitale Testfeld Bahn der DB im Erzgebirge genutzt. Hier wurde bereits eine erste FRMCS-Umgebung für verschiedene Tests und Projekte eingerichtet - darunter neben 5G-RACOM auch das Projekt 5GRail (Teil des EU-Programms Horizon 2020), das darauf abzielt, bestimmte Aspekte der ersten Version des FRMCS-Standards auf europäischer Ebene zu validieren.
Mit dem Projekt 5G-RACOM setzen die DB Netz AG und SNCF Réseau gemeinsam mit den Projektpartnern ihr Engagement fort, FRMCS nicht nur theoretisch in Design und Architektur, sondern auch praktisch in Prototypen und Demonstration voranzutreiben. Das Projekt wird vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und dem französischen Ministerium für Wirtschaft, Finanzen und industrielle und digitale Souveränität gefördert.
