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1、什么是5G-R?5G-R的英文全称,是5G-Railway。Railway,是英文“铁路”的意思。在批复中，5G-R被称为“基于5G技术的铁路新一代移动通信系统”。其实，简单来说，5G-R就是用于铁路运输行业的5G技术。有的读者可能会问：5G-R是不是给铁路乘客上网用的？答案是：No05G-R属于专网(PrivateNetwork)通信系统。它是国铁集团的专用5G网络，专门用于满足铁路通信运营和管理需求，是铁路内部使用的。而乘客上网，连接的主要是移动、电信、联通等运营商的公网(PUbIiCNetwork)通信系统。这两种系统完全独立和隔离，终端也不能混用。正因为如此，5G-R才需要单独申请频谱
2、，进行网络建设。国内5G-R的工作频段是2100MHzo具体来说，上行19651975MHz,下行21552165MHz,各IOMHz,采用FDD制式。铁路专网通信，有哪些应用场景？铁路交通运输，是典型的移动通信场景，对无线通信技术的需求非常强烈。不管是高铁，还是普速列车（绿皮车），不管是客运列车，还是货运列车,都需要随时保持与车站的紧密联系，这是铁路安全运行的基本前提。高铁司机归纳来看，铁路专网无线通信包括以下几种应用场景:1、正线车地通信所有铁路正线经过的地方，都需要进行信号覆盖。这属于典型的广域覆盖场景。列车运行过程中，主要用到的通信系统和业务包括：列车运行控制系统（CTCS/ETCS）
3、重载组合列车的机车同步控制和调度通信、列车进路预告、调度命令信息等。这些都关系到列车的正常运行，对安全性和可靠性要求极高，偏URLLC（高可靠低时延通信）场景。因为列车高速行驶（尤其是高铁），所以通信系统也必须具备高速适应性，时速350km也能够保证一定的通信能力。大家可能潜意识会认为铁路专网会有极高的时延需求，但实际上，像列车运行控制系统，铁路规范给出的要求只有150ms,并不难实现。除了车地之外，现在车车（T2T）通信也有需求，主要应用于防撞系统。2、铁路站场、枢纽铁路客运车站、货运编组站、机务段、车辆段、动车所等区域，也是通信需求较为密集的场所，属于热点覆盖区域。主要业务包括：平面调车、
4、调车监控、编组站自动化、客站服务、车载数据下载、站场物联网、站场维护作业等。这里的人员、车辆和设备较多，对通信带宽和容量有一定的要求（终端的空间移动速率较低，没有高速适应性要求），偏eMBB（增强移动宽带）场景。3、铁路沿线基础设施除了列车之外，铁路沿线的基础设施，也有通信需求。例如，铁路沿线电务、工务等专业基础设施设备（桥梁、隧道、接触网、铁塔等，目前重要的线路信号等设备还是有线通信为主）。这几年，铁路沿线洪水、山体滑坡等自然灾害频发。为了监测灾害，铁路部门设置了很多监测物联网节点，也有通信需求。这些监测节点连接数量大，带宽要求小，偏mMTC（海量机器通信）场景。4、车辆内部通信场景主要指动
5、车组等高速客运车辆，业务包括：列车定位、自动驾驶、移动装备状态检测、智能诊断等。列车内外的监测系统比较多，例如6A（机车车载安全防护系统，包含：机车的制动系统、防火、高压绝缘、列车供电、走行部、视频）和6C（供电安全检测监测系统）。它们是掌握列车运行状态的重要手段。其它铁路通信会用到的场景还包括：事故救援（话音和多媒体集群）、移动运维（数据、话音和多媒体集群）、LBS（基于位置的服务，如人员定位和列车定位等）和高铁Wi-Fi。高铁Wi-Fi现在比较热门。数字时代，旅客对高铁上网的需求比较大。公网运营商信号覆盖有好有坏，国铁集团也在研究和部署高铁Wi-Fi等，寻找商业机会。国铁集团还联合吉利、腾
6、讯专门成立了国铁吉讯，推动高铁Wi-Fi平台的建设。什么是GSM-R?说到5G-R,就肯定会提到它的前任一一GSM-Ro顾名思义,GSM-R是基于GSM技术，专门为铁路行业设计的无线通信系统。上世纪90年代初，GSM标准刚刚确立的时候，西门子公司就开始酝酿和起草GSM-R技术标准。后来,国际铁路联盟(UIC,InternationalUnionofRailways)和欧洲电信标准协会(ETSD合作，针对欧洲铁路系统，共同推出了最终版的GSM-R标准。与传统GSM标准相比，GSM-R主要增加了铁路专用调度通信的相关功能。GSM-R应用语音类应用列车调度通信编组场调车通信货运调度通信牵引变电调度通
7、信施工养护通信站场调度通信道口调度通信应急语音通信数据类应用ETCS自动列车控制多机车牵引旅客信息服务调车机车信号传送监控信息传送调度命令传送车次号传送列尾信息传送功能寻址功能号码显示接入矩阵位置寻址铁路紧急呼叫GSM-R基本业务eMLPP广播VBS组呼VGCSCSDGPRS标准GSM业务目前我们国家主要使用的铁路专网通信技术，就包括GSM-R。新中国成立后，铁路系统开始使用列车无线调度电话和站内无线电话，采用工作频率为2MHz和40MHz的电子管设备。进入70年代，我们逐渐开始转向150MHz和450MHz频段的晶体管设备。再后来，铁路专用的无线电频率，就定在450MHZ频段，用于列车无线调
8、度通信、站场平面调车、客货运输及养护维修等对讲通信业务。无线列调90年代GSM-R在欧洲出现之后，我们国家也及时进行了学习和引进。2004年，为满足高速铁路发展CTCS-3级列车运行控制系统的需要，铁道部正式采用GSM-R标准，作为我国新一代铁路无线通信国家标准。值得一提的是,我国是亚洲第一个发展GSM-R的国家。国内第一条应用GSM-R的铁路，是著名的青藏铁路。国内的GSM-R,采用的是900MHZ“黄金频段”（从中国移动那边“要”来的），上行885-889MHz,下行930-934MHz,2X4MHZ带宽，最大覆盖距离可达69km。从2008年起，新（改）建铁路几乎全部采用GSM-R作为专
9、用无线通信系统。从2012年起，工信部停止核准基于450MHz频段的模拟制式无线列调系统。因为该系统抗干扰能力差、语音质量低、业务有限。在那之后，厦深高铁、广深港高铁、青藏线、大秦线、胶济线、武广线、郑西线、石太线、合宁线、合武线、京津城际线、京沪高铁等国内重要铁路线路,都采用了GSM-R技术，实现了数字化、网络化升级。截至2021年底，国内GSM-R覆盖线路里程（含在建）达到8.9万公里，用户数超过35万。有了GSM-R,为什么还要搞5G-R?当然是因为5G-R更先进。时至今日，基于2G技术构建的GSM-R标准，早己无法满足现代铁路的发展需求。GSM-R以语音业务为主，频率效率低，窄带数据带
10、宽最多只有100多KB,难以承载铁路数字化改造后的通信大带宽需求。几年前，国内曾经提出基于LTE-R(4G)建设铁路无线专网，但测试了一段时间后，没有大规模商用。如今看来，国家就是打算一步到位，跳过LTE-R,直接上5G-R。5G-R基于5G技术，具备超大带宽、超低时延、海量连接的特点，网络性能几乎碾压GSM-Ro在网络能力上，5G-R支持网络切片、边缘计算等业务，可以为铁路关键业务提供服务质量保障。在安全性和可靠性上，5G-R也有巨大的提升。这对铁路运输安全非常重要。5G-R和公网5G,有什么区别？5G-R和公网5G的工作原理基本上是一样。尤其是无线空口部分，基本上没有区别。5G-R的主要不
11、同，集中体现在业务类型、组网方式和性能要求上。业务类型前面已经介绍过了，铁路有自己很多的特殊业务。在组网方式方面，5G-R沿铁路线进行部署，无线接入网更多采用链状组网。核心网侧，需要与铁路部门的生产方式、组织方式相匹配，进行适当的组网改造。铁路5G专网系统MCX近爆横心网局集团公司全路共用 r*1.-.-J*BEiB4MU.-.J运誉与支撑网姥管理终送安全管控fi网络3GPP,启动了FRMCS（FutureRailwayMobileCommunicationSystem,未来铁路移动通信系统）项目。2016年，UIC将5G纳入FRMCS的研究范围。UlC的目标，是在2025年推出基于R17版本
12、的第1版FRMCS,在铁路试点应国内在5G-R标准体系方面也做了大量的工作。国铁集团在2015年成立了NGCR（下一代无线电通信工作组），设频谱、标准、服务、行业、测试5个分工作组。2020年8月，国铁集团发布新时代交通强国铁路先行规划纲要，明确提出：“加强5G通信网络、大数据、区块链、物联网等新型基础设施的建设和应用，丰富应用场景，延伸产业链条，统筹推进铁路新一代移动通信专网建设，构建泛在先进、安全高效的现代铁路信息基础设施体系”。后来，国铁集团先后印发国铁集团关于加快推进5G技术铁路应用发展的实施意见、铁路5G技术应用科技攻关三年行动计划，积极部署5G-R应用，以及技术研究。根据行业的初步
13、预测，2025年将实现5G-R和GSM-R的并行发展。2030年实现5G-R对GSM-R的替代。基于900MHZ频段的5G-R研窕，也已经在启动推进之中。这次批复试验频率，有什么意义？确定无线电工作频率，是发展一项无线通信技术的重要前提条件。确定了频谱，产业界进行技术研究就有了目标，对于这项技术，也会更有信心。这有利于产业链的迅速成熟，也有利于激发科技自主创新。有了试验频率，国铁集团可以进一步推动相关科研课题和现场试验，验证5G-R频率方案的可行性，以及与邻频段相关系统的兼容共存。在核心网、承载网和接入网设备方面，在终端和模组方面，相关工作也可以大跨步向前推进。结语高铁是我们的国家名片，5G也是。工信部适时批复试验频谱，显示出我们国家大力推动铁路数字化建设的决心。结合去年工信部给中国商飞颁发第一张企业5G专网频率的新闻，我们也可以看出，国家对专网通信的支持力度在加大。专网是支撑企业数字化转型的一个重要底座。授予专属频谱，对于专网发展极为有利。未来，国家是否会给专网通信划分更多频率资源，以此促进数字化转型的全面推进，让我们拭目以待！
