Was bedeutet 5G für den Zugverkehr?

Die Thales Group hat das Whitepaper „What does 5G mean for Railways” veröffentlicht. Das Whitepaper verfolgt das Ziel, die Herausforderungen bei der bestehenden Kommunikation darzustellen und mögliche Lösungen der 5G-Technologie aufzuzeigen. Zudem werden die Auswirkungen von 5G auf Fern- und Nahverkehrszüge betrachtet sowie wie Thales seine KundInnen im Fern- und Nahverkehr dabei unterstützt, ihre Ziele mit 5G zu erreichen.

Die AutorInnen prognostizieren drei Gruppen von Vorteilen für den Schienenverkehr durch 5G:

• Es wird neue Dienste ermöglichen, die die Leistung verändern und das Fahrgasterlebnis verbessern werden. Die Anwendungen reichen von vorausschauender Wartung bis hin zu fortschrittlichem Signal- und Verkehrsmanagement, um umweltfreundlichere Mobilität und autonomen Betrieb zu ermöglichen.
• 5G bietet die Möglichkeit, die Bereitstellung digitaler Dienste unter einem einzigen Netzwerkdach zu bündeln, um die Kosten und die Komplexität zu reduzieren. Außerdem wird es möglich sein, neue Dienste einfach bereitzustellen und zu skalieren.
• 5G wird dem Zugverkehr helfen, auf Augenhöhe mit anderen Verkehrsträgern zu konkurrieren, die mit verbesserter Konnektivität auch ihre eigene Attraktivität steigern. 5G wird auch eine bessere Integration zwischen allen Verkehrsträgern ermöglichen um eine intelligente Mobilität und multimodale Verkehrssysteme zu ermöglichen.

Für die AutorInnen hat 5G potenziell revolutionäre Auswirkungen auf den Schienenverkehr, wirft gleichzeitig aber eine Reihe von großen Fragen auf: Wie kann 5G ohne Unterbrechungen implementiert werden? Und angesichts der Tatsache, dass die Migration zu 5G wahrscheinlich einige Jahre dauern wird, wie können Züge für mehrere Funkstandards ausgerüstet werden?

Die bestehende Kommunikation im Schienenverkehr hat den Bahnbetrieb in den letzten Jahrzehnten revolutioniert, jedoch bringen neue Anforderungen die bestehende Technologie an ihre Grenzen. Die Herausforderungen bestehen darin, dass eine massive Diskrepanz zwischen der Lebensdauer von Zügen und den Mobilfunkfrequenzen besteht. Zudem sehen sich Verkehrs- und Logistikunternehmen, durch die speziellen Ansprüche, mit hohen Gerätekosten konfrontiert. Zusätzlich ergeben sich Probleme durch die schlechte Verfügbarkeit eines zuverlässigen Funkzugangs durch die schlechte öffentliche Abdeckung in Verkehrsumgebungen und den Mangel an angepassten Standards. Darüber hinaus verlangen einige Anwendungsfälle, wie U- Bahnen proprietäre Funkzugangsnetze für unternehmenskritische Anwendungen wie die Signalisierung. Die Verwendung solcher proprietärer Funktechnologien ist nicht nur teuer, sondern birgt auch das Risiko staatlicher Frequenzumverteilungen.

Von der 5G-Technologie erwarten die AutorInnen, dass sie sowohl für U- als auch für Fernbahnen einen Leistungssprung bewirken wird, da die Technologie eine Reihe von technischen und kommerziellen Eigenschaften besitzt, welche sie für Bahnanwendungen attraktiv macht. Durch höhere Datenraten bis zu 10Gbps versprechen sich die AutorInnen die Möglichkeit einer Videoüberwachung in Echtzeit mit gleichzeitigem Zugriff auf mehrere streckenseitige und fahrzeugseitige Kamerabilder sowie die Möglichkeit der Streaming-Unterhaltung für Fahrgäste. Durch uRLLC besteht die Möglichkeit der Verbesserung der Signalisierung und der Zug-zu-Boden-Kommunikation (T2G). Zusätzlich wird der Einsatz von Time-Sensitive Networking (TSN) und uRLLC ein höheres Maß an an Synchronisation zwischen Bordsystemen und Steuerungselementen am Wegesrand ermöglichen, was jedoch aufgrund der fortschrittlichen Funktionen den Einsatz eines privaten oder hybriden 5G-Netzes erforderlich machen könnte. Zudem kann durch die Aufteilung des 5G-Netzes in virtuelle Netz-„Slices“, der Bedarf an verschiedensten Leistungen von Transportunternehmen effizient gedeckt werden. Weitere Technologien, wie Sidelink Radio, was angeschlossenen Geräten (z. B. Zügen) ermöglicht, über eine kurze Distanz direkt miteinander zu kommunizieren, stellen weitere Innovationsmöglichkeiten für Verkehrs- und Infrastrukturunternehmen dar, von den Vorteilen von 5G zu profitieren.

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