La rete mobile 5G è pubblicizzata come la panacea per tutti i tipi di problemi di backhaul, in particolare se sono wireless. Tuttavia, chiunque sia nel settore da un po’ di tempo ha familiarità con questa storia, che è spesso e meglio rappresentata dal ciclo di clamore di Gartner.
Di recente ho partecipato alla fiera e conferenza biennale del settore ferroviario globale, InnoTrans, che includeva un seminario sul 5G. Nella sessione di apertura, molte delle associazioni di categoria che sostengono l’industria ferroviaria hanno presentato brevi riassunti. La tedesca ZVEI, che rappresenta le sue industrie elettroniche (compreso il controllo di processo) e digitale, ha riferito di vedere tre tendenze che guidano il settore: demografia, decarbonizzazione e digitalizzazione.
Il presentatore ha suggerito una quarta, diversificazione (della filiera) come driver del perché abbiamo bisogno della connettività costante rappresentata dalla promessa del 5G.
Questi commenti chiave di apertura erano appropriati perché il seminario “5G in Mobility” riguardava il modo in cui i treni richiederanno più larghezza di banda di quanto sia possibile con lo standard GSM-R esistente degli anni ’90 per i servizi di telecomunicazione, in particolare poiché i treni autonomi diventeranno più comuni in futuro. Un elemento fondamentale all’interno del sistema europeo di gestione del traffico ferroviario (ERTMS), GSM-R ha una larghezza di banda limitata.
Con la crescente necessità di maggiori capacità di trasmissione, opzioni di impiego flessibili e ad alta capacità, l’Unione internazionale delle ferrovie (UIC) e l’Agenzia dell’Unione europea per le ferrovie (ERA) hanno avviato gruppi di lavoro e attività di specifica per definire il successore della radio GSM-R sistema di comunicazione distribuito su rotaie, chiamato Future Railway Mobile Communication System (FMRCS). L’ERA ha collaborato con l’UIC per incaricare 5GRail di sviluppare e pilotare i sistemi.
La visione dell’FRMCS è quella di coprire le comunicazioni ferroviarie mission-critical abilitando un sistema di comunicazione mobile a bordo per gli operatori ferroviari, comprese le comunicazioni ferroviarie critiche per l’ETCS e il funzionamento autonomo dei treni (ATO). Ha anche lo scopo di garantire comunicazioni vocali di emergenza tra conducente e segnalatore o altri gruppi, lo “strato di trasporto” e lo “strato di servizio”. Inoltre, ha lo scopo di fornire comunicazioni con prestazioni di larghezza di banda più elevate per supportare la telemetria sul treno, la manutenzione di infrastrutture non critiche, video in tempo reale non critici e applicazioni simili, nonché comunicazioni aziendali per abilitare applicazioni come le informazioni al collegamenti di comunicazione pubblica e passeggeri.
Lo strato di trasporto è realizzato tramite 5G e costituisce lo strato di trasmissione per lo strato di servizio, che si basa sull’attuale standard di comunicazione mobile 3GPP Release 16 e implementato tramite il framework 3GPP Mission Critical Services (MCx). È il framework MCx che fornisce funzioni aggiuntive come l’autenticazione, le chiamate di gruppo e la trasmissione video, necessarie per le applicazioni ferroviarie esistenti e future come la guida automatizzata o la gestione del traffico basata sull’intelligenza artificiale (AI).
Lo strato di servizio utilizza architetture di rete ibride in cui una rete mobile pubblica funge da livello di fallback o come complemento di capacità della rete mobile della ferrovia.
La Germania ha assegnato 100 MHz alla porzione a 1,9 GHz dello spettro 5G per i componenti critici di FRMCS. Il saldo e l’emergenza/sovraccarico verranno trasferiti senza problemi alla rete 5G degli operatori mobili. La Germania ha anche una legislazione per i vettori per fornire una larghezza di banda minima di 250 MB/s lungo tutte le rotte ferroviarie da cui i restanti requisiti possono attingere prioritariamente all’accesso alla rete passeggeri.
Il SER ha imposto l’aggiornamento delle specifiche tecniche per l’interoperabilità del controllo, comando e segnalamento (STI CCS) (FRMCS V1) entro la fine del 2022 con una descrizione completa del FRMCS per quanto riguarda le funzioni di interoperabilità. 5GRail ha recentemente testato una rete di comunicazione basata su 5G (FRMCS), dopo che una chiamata mission-critical push-to-talk (MCPTT) è stata effettuata con successo su una rete cellulare standalone 5G di nuova costruzione utilizzando gli spettri radio allocati a 1,9 GHz.