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Funkwerk AG
Die Zukunft der europäischen
Bahnkommunikation – made in Thüringen
Die Bahnkommunikation in Deutschland und Europa ist im Umbruch. Funkwerk gestaltet den zukünftigen 5G-basierten Zugfunk federführend mit und stellt bereits heute Komponenten zur Verfügung. Ein wichtiger Meilenstein wurde nun erreicht.
Foto: Funkwerk AG
Das europäische Kommunikationssystem für den Bahnverkehr steht vor einem großen digitalen Umbruch, der eine moderne, effiziente und sichere Bahnkommunikation europaweit und grenzüberschreitend weiter sicherstellen soll. Das Ziel ist die Ermöglichung der Digitalisierung und Automatisierung des Eisenbahnverkehrs durch wesentlich höhere Datenraten als bisher, geringere Latenzzeiten und eine verbesserte Zuverlässigkeit. Am Ende sollen ebenfalls Steigerungen in der Kapazität erreicht werden, weil deutlich mehr Fahrzeuge in kleinerem Abstand auf einem räumlich begrenzten Schienennetz unterwegs sein werden.
Funkwerk, als europäischer Technologieführer im Bereich der Entwicklung und Produktion von Kommunikationssystemen für die Bahn- und Verkehrsindustrie, ist stark involviert in der Ausgestaltung der Standards für die nächste Generation Zugfunk. Im deutschen und europäischen Bahnverkehr wird derzeit der seit mehr als 20 Jahren im Betrieb befindliche 2G-basierte GSM-R-Mobilfunk (Global System for Mobile Communications – Railway) verwendet. Er basiert auf dem bekannten GSM-Mobilfunkstandard aus den neunziger Jahren und wurde speziell für die Anforderungen von Eisenbahnen entwickelt.
Er bietet eine robuste und zuverlässige Sprach- und Datenkommunikation für Züge und hilft dabei, Signale über größere Entfernungen zu übertragen und verschiedene sicherheitsrelevante Funktionen im Zugverkehr zu koordinieren, wie etwa Notfallkommunikation und Zugbefehle. Angesichts der stark gestiegenen zukünftigen Anforderungen an Kommunikations- und Datenübertragungssysteme im Bahnverkehr bietet GSM-R allerdings nicht mehr die notwendigen Kapazitäten, ganz besonders eine begrenzte Datenkapazität und Flexibilität im Vergleich zu modernen 4G- und 5G-basierten Standards.
Daher wird ein neuer Standard notwendig, an dem ein internationales Gremium bestehend aus dem internationalen Eisenbahnverband (UIC), Bahnbetreibern und Unternehmen der Eisenbahnindustrie seit 2015 erfolgreich arbeitet. Das kommende 5G-basierte FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) wird, beginnend ab 2028 und innerhalb von 10 bis 15 Jahren, GSM-R schrittweise ablösen und damit die Bahnkommunikation für die Zukunft neu ausrichten. FRMCS ist per Definition skalierbar und in der Lage, zukünftige Entwicklungen mit zu berücksichtigen. Ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung von FRMCS stellt dabei die Entkopplung der Hardware von den bahnspezifischen Anwendungen dar. Dies soll die Kosteneffizienz gewährleisten und die Interoperabilität verschiedenster Komponenten ermöglichen.
Innerhalb einer europaweiten Migrationsphase wird es jedoch notwendig sein, Systeme zur Verfügung zu stellen, welche einen grenzüberschreitenden Verkehr nahtlos und effizient sicherstellen können. Nicht überall wird FRMCS durchgehend verfügbar sein. Der europaweite infrastrukturelle Umbau benötigt Zeit und ist zudem nicht überall wirtschaftlich. Daher wird GSM-R noch über einen langen Zeitraum im Einsatz bleiben. Zudem muss berücksichtigt werden, dass einige europäische Länder gerade erst den Wechsel von analoger Kommunikation auf digitales GSM-R vollziehen.
Funkwerk ist als Technologieführer maßgeblich an der Standardisierung beteiligt und stellt schon heute verschiedene Prototypen bereit. Bei Zugfunkanlagen und technischer Ausstattung von Lokomotiven und Zugfahrzeugen handelt es sich schließlich um Investitionsgüter mit jahrzehntelangem Einsatz. Diese müssen auch aus Kostengründen einem Technologie wechsel standhalten. Hier haben die flexiblen Systeme von Funkwerk durch das Prinzip „modularity by design“ einen weltweit einzigartigen Vorteil: Sie bieten durch ihre Modularität einen langfristigen und nachhaltigen Investitionsschutz, denn sie können individuell für jeden benötigen Einsatzzweck konfiguriert und/ oder angepasst werden. Funkwerk wird in der Lage sein, in einem einzigen System alle in Europa eingesetzten Zugfunk-Standards nahtlos abzudecken.
Im Zuge der Transformation zu FRMCS hat Funkwerk bereits eine ganze Reihe von Produkten entwickelt, die in verschiedenen Szenarien die Migration von Bestandsanlagen anderer Hersteller als auch die Einführung völlig neuer Ansätze der Kommunikation erlauben, die über den Einsatz in Bahnen hinaus gehen. Dazu gehören unter anderem Plug-In Module, um bestehende Anlagen 5G/FRMCS-fähig zu machen, sowie zusätzliche autarke 5G-Modems und Gateways. Das FRMCS Gateway von Funkwerk als zentrales Element in der FRMCSKommunikation wurde und wird weiter in einem groß angelegten Testprojekt (MORANE2) im Funkwerk-Labor sowie bei wichtigen Bahnpartnern in Deutschland und Belgien exklusiv getestet. Es konnte eine reibungslose Sprach-, Daten- und Steuerungskommunikation über verschiedene Funkstrecken und Systeme hinweg sicherstellen.
Das Funkwerk FRMCS-Gateway FGW-2 in einer Modulvariante
Funkwerk konnte hier auf dem Weg zur standardkonformen Implementierung von FRMCS in verschiedenen Laborumgebungen zeigen, dass seine Hardware in der Lage ist, mehrere 5G Netze gleichzeitig zu bedienen und den Datenstrom unterbrechungsfrei und interoperabel handhaben kann. Sogar für die virtuelle Kopplung von Güterzügen hat Funkwerk ebenfalls demonstriert, dass die gesicherte Übertragung von Steuerdaten zwischen mehreren Fahrzeugen funktioniert und erhielt die Zulassung für den erweiterten Testbetrieb. Ein wichtiger Meilenstein für die weitere Entwicklung der Mobilität und der digitalen Infrastruktur im Bahnbereich und den weiteren Tests im Echtbetrieb.
Modulare Zentraleinheit einer Zugfunkanlage MESA®26 von Funkwerk

Funkwerk AG
Im Funkwerk 5
99625 Kölleda
Webseite: www.funkwerk.com
