5G正在改變?nèi)藗兊蔫F路出行體驗，預(yù)計到2030年代初，列車數(shù)據(jù)傳輸速率將躍升至每秒5千兆比特，遠(yuǎn)超當(dāng)前。但如何確保“信號滿格”，將是鐵路通信未來需要直面的挑戰(zhàn)。

01打造“千兆”鐵路

由德國鐵路、愛立信、運(yùn)營商O2 Telefónica 和無線電天線桅桿運(yùn)營商Vantage Towers合作開展的一項打造列車千兆移動與數(shù)據(jù)連接項目獲得了里程碑式成就。

雖然O2 Telefónica提供的3.6千兆赫頻率和“千兆創(chuàng)新軌道”項目使用的工業(yè)頻譜，可以實現(xiàn)高速移動數(shù)據(jù)傳輸。但由于無線電天線桅桿的覆蓋半徑約為一公里，其傳輸距離短于目前4G移動通信所使用的較低頻率。

“千兆創(chuàng)新軌道（GINT）”項目于2023年5月啟動，并獲得了德國聯(lián)邦數(shù)字化和交通部約640萬歐元的資助

02安裝兩萬根創(chuàng)新桅桿

因此，“千兆創(chuàng)新軌道”正在通過軌道沿線特殊的無線電天線桅桿測試5G移動無線覆蓋范圍。未來的5G鐵路無線系統(tǒng)，即未來“鐵路移動通信系統(tǒng)（FRMCS）”也需要這樣的桅桿。

未來幾年，德國鐵路沿線將需要約兩萬根用于“鐵路移動通信系統(tǒng)”的新桅桿。這些桅桿將為鐵路乘客提供高性能移動無線信號與數(shù)據(jù)連接奠定基礎(chǔ)。

群策群力，項目中期成果顯著

Vantage Towers在該項目中開發(fā)的創(chuàng)新無線電天線桅桿由標(biāo)準(zhǔn)化金屬結(jié)構(gòu)件制成，可以低成本批量生產(chǎn)并在地面上預(yù)先組裝；無需為每根桅桿設(shè)立施工現(xiàn)場。

標(biāo)準(zhǔn)化底座可補(bǔ)償斜坡傾斜度等；將底座固定在地面上以節(jié)省時間。

一個施工隊每天最多可安裝三個底座和三根桅桿。只需一臺軌道挖掘機(jī)，就能在準(zhǔn)備好的基架上架設(shè)包含天線的桅桿。也可以從陸地上或通過直升機(jī)架設(shè)。

礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商Regio Infra Nordost (RIN)、地方政府和出資方BMDV之間的密切合作和相互信任，梅克倫堡-西波美拉尼亞州約12公里長的測試軌道從項目啟動到投入使用，只用了不到八個月的時間。

鐵路沿線5G走廊既高效節(jié)資

新型桅桿固定在地面上，因此無需澆筑昂貴的地基，這樣可以節(jié)省混凝土并減少二氧化碳排放。

約15米高的沿軌移動無線走廊桅桿與周圍景觀融為一體。在許多地方甚至不需要冗長的審批程序

這些桅桿可同時用于移動無線系統(tǒng)和未來的鐵路移動通信系統(tǒng)，可在鐵路運(yùn)營數(shù)字化與乘客高速數(shù)據(jù)連接之間實現(xiàn)巨大的協(xié)同作用。

初步實測與前期工作

靠近軌道的超現(xiàn)代化天線將無線信號傳輸?shù)搅熊嚿虾土熊噧?nèi)。

理論上的網(wǎng)絡(luò)配置已在實際測試環(huán)境中成功實現(xiàn)。軌道上的數(shù)據(jù)傳輸初步測量結(jié)果為進(jìn)一步的詳細(xì)測試提供了樂觀的依據(jù)。

035G試運(yùn)行測試

在接下來的數(shù)月中，該項目計劃使用德國鐵路的實驗列車——先進(jìn)列車實驗室（aTL）進(jìn)行時速高達(dá)140公里的試運(yùn)行，以便深入了解高速網(wǎng)絡(luò)在高速行駛過程中的運(yùn)行情況。

此外，項目還將研究手機(jī)透明面板的效果：在先進(jìn)列車實驗室（aTL）的部分車廂中，透明面板已采用了創(chuàng)新的激光工藝進(jìn)行處理，使手機(jī)信號能夠更好地通過。

此外，項目還對多輸入多輸出（MIMO）天線技術(shù)和波束賦形進(jìn)行了測試。測試中，移動無線信號被引導(dǎo)至行駛中的列車上，并隨列車一路前行。該方法可以優(yōu)化無線信號，實現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。為了展示如何減少無線小區(qū)之間的切換，從而實現(xiàn)更加穩(wěn)定的連接（尤其是在高速行駛時），項目將多個無線小區(qū)連接成一個小區(qū)（即“復(fù)合式無線產(chǎn)品”）進(jìn)行測試。

隨著5G技術(shù)發(fā)展，旅客對數(shù)據(jù)傳輸速度的需求將顯著增長，列車運(yùn)營將更加數(shù)字化

攜手啟動千兆創(chuàng)新軌道項目

推動鐵路通信升級與數(shù)字化出行

BMDV議會國務(wù)秘書 Daniela Kluckert表示：“前人栽樹后人乘涼，是政府肩負(fù)的一項重要使命。當(dāng)前，我們尤其不能放松移動通信的發(fā)展，畢竟在可預(yù)見的未來，旅客對數(shù)據(jù)傳輸速度的需求將顯著增長。更重要的是，未來的列車運(yùn)營將更加數(shù)字化，數(shù)據(jù)密度也會更高。而從該項目中獲得的洞察將幫助我們精準(zhǔn)把握發(fā)展方向，實現(xiàn)與下一代移動通信的無縫銜接。毫無疑問，我們必須付出巨大的努力才能消除人們多年來因大量信號盲區(qū)而帶來的失望與不滿，這種情況絕對不能再發(fā)生?！?/p>

德國鐵路負(fù)責(zé)數(shù)字化和技術(shù)的董事會成員Daniela Gerd tom Markotten表示：“我們的乘客已將一流的移動通信和數(shù)據(jù)連接視為理所當(dāng)然。因此，我們正在與‘千兆創(chuàng)新軌道’項目的合作伙伴為鐵路運(yùn)營的進(jìn)一步數(shù)字化和出色的乘客連接體驗奠定重要基礎(chǔ)。畢竟，為了讓乘客能夠在旅途中順利工作或瀏覽流媒體，所需的數(shù)據(jù)量越來越大，數(shù)據(jù)傳輸速度也必須跟上。而我們正在通過這種方式來鞏固鐵路作為未來環(huán)保出行方式的地位。”

O2 Telefónica法律和企業(yè)事務(wù)負(fù)責(zé)人Valentina Daiber表示：“‘千兆創(chuàng)新軌道’項目是O2 Telefónica聯(lián)合推動國家數(shù)字化進(jìn)程的成功范例之一。為了能在鐵路旅行中提供高速5G網(wǎng)絡(luò)，鐵路和移動通信公司及政府必須密切合作。迄今為止的合作表明，如果所有相關(guān)方都能專注于為德國人民和經(jīng)濟(jì)建設(shè)現(xiàn)代化高性能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施這一共同目標(biāo)，那么我們就能取得巨大的成就?！?/p>

愛立信德國有限公司執(zhí)行董事Daniel Leimbach表示：“我們創(chuàng)新的5G天線覆蓋方案，可以在鐵路沿線提供定制化的移動通信。這次，我們沒有像往常一樣覆蓋移動電話桅桿周圍區(qū)域，而是以長走廊的形式在整個鐵路沿線實現(xiàn)專門的信號發(fā)射和接收。我們通過多天線技術(shù)（MIMO）和波束賦形技術(shù)實現(xiàn)了這一點(diǎn)。”

Vantage Towers AG對外事務(wù)總監(jiān)Ralf Capito表示：“千兆創(chuàng)新軌道（GINT）是一個面向未來的跨行業(yè)項目，且淋漓盡致地體現(xiàn)了‘德國制造’的真正創(chuàng)新。通過共用軌道附近的桅桿，移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和鐵路在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方面實現(xiàn)了寶貴的協(xié)同增效作用。從長遠(yuǎn)看，這也讓鐵路旅行變得更具吸引力?！д讋?chuàng)新軌道’項目可以成為一個范式項目在全歐洲推廣?！?/p>