5G正在改變人們的鐵路出行體驗，預計到2030年代初，列車數據傳輸速率將躍升至每秒5千兆比特，遠超當前。但如何確保“信號滿格”，將是鐵路通信未來需要直面的挑戰。

01打造“千兆”鐵路

由德國鐵路、愛立信、運營商O2 Telefónica 和無線電天線桅桿運營商Vantage Towers合作開展的一項打造列車千兆移動與數據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“千兆創新軌道”項目使用的工業頻譜，可以實現高速移動數據傳輸。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。

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

02安裝兩萬根創新桅桿

因此，“千兆創新軌道”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，即未來“鐵路移動通信系統（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”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據連接奠定基礎。

群策群力，項目中期成果顯著

Vantage Towers在該項目中開發的創新無線電天線桅桿由標準化金屬結構件制成，可以低成本批量生產并在地面上預先組裝；無需為每根桅桿設立施工現場。

標準化底座可補償斜坡傾斜度等；將底座固定在地面上以節省時間。

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，就能在準備好的基架上架設包含天線的桅桿。也可以從陸地上或通過直升機架設。

礎設施運營商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和未來的鐵路移動通信系統，可在鐵路運營數字化與乘客高速數據連接之間實現巨大的協同作用。

初步實測與前期工作

靠近軌道的超現代化天線將無線信號傳輸到列車上和列車內。

理論上的網絡配置已在實際測試環境中成功實現。軌道上的數據傳輸初步測量結果為進一步的詳細測試提供了樂觀的依據。

035G試運行測試

在接下來的數月中，該項目計劃使用德國鐵路的實驗列車——先進列車實驗室（aTL）進行時速高達140公里的試運行，以便深入了解高速網絡在高速行駛過程中的運行情況。

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

此外，項目還對多輸入多輸出（MIMO）天線技術和波束賦形進行了測試。測試中，移動無線信號被引導至行駛中的列車上，并隨列車一路前行。該方法可以優化無線信號，實現傳輸系統的節能運行。為了展示如何減少無線小區之間的切換，從而實現更加穩定的連接（尤其是在高速行駛時），項目將多個無線小區連接成一個小區（即“復合式無線產品”）進行測試。

隨著5G技術發展，旅客對數據傳輸速度的需求將顯著增長，列車運營將更加數字化

攜手啟動千兆創新軌道項目

推動鐵路通信升級與數字化出行

BMDV議會國務秘書 Daniela Kluckert表示：“前人栽樹后人乘涼，是政府肩負的一項重要使命。當前，我們尤其不能放松移動通信的發展，畢竟在可預見的未來，旅客對數據傳輸速度的需求將顯著增長。更重要的是，未來的列車運營將更加數字化，數據密度也會更高。而從該項目中獲得的洞察將幫助我們精準把握發展方向，實現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而帶來的失望與不滿，這種情況絕對不能再發生。”

德國鐵路負責數字化和技術的董事會成員Daniela Gerd tom Markotten表示：“我們的乘客已將一流的移動通信和數據連接視為理所當然。因此，我們正在與‘千兆創新軌道’項目的合作伙伴為鐵路運營的進一步數字化和出色的乘客連接體驗奠定重要基礎。畢竟，為了讓乘客能夠在旅途中順利工作或瀏覽流媒體，所需的數據量越來越大，數據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保出行方式的地位。”

O2 Telefónica法律和企業事務負責人Valentina Daiber表示：“‘千兆創新軌道’項目是O2 Telefónica聯合推動國家數字化進程的成功范例之一。為了能在鐵路旅行中提供高速5G網絡，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，如果所有相關方都能專注于為德國人民和經濟建設現代化高性能網絡基礎設施這一共同目標，那么我們就能取得巨大的成就。”

愛立信德國有限公司執行董事Daniel Leimbach表示：“我們創新的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域，而是以長走廊的形式在整個鐵路沿線實現專門的信號發射和接收。我們通過多天線技術（MIMO）和波束賦形技術實現了這一點。”

Vantage Towers AG對外事務總監Ralf Capito表示：“千兆創新軌道（GINT）是一個面向未來的跨行業項目，且淋漓盡致地體現了‘德國制造’的真正創新。通過共用軌道附近的桅桿，移動網絡運營商和鐵路在網絡擴展方面實現了寶貴的協同增效作用。從長遠看，這也讓鐵路旅行變得更具吸引力。‘千兆創新軌道’項目可以成為一個范式項目在全歐洲推廣。”