到底什么是5G-R？

　　近日，工信部向中国国家铁路集团有限公司（以下简称“国铁集团”）批复5G-R试验频率的消息，引起了行业内的广泛关注。

　　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。

　　5G-R属于专网（Private Network）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（Public Network）通信系统。

　　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。

　　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）、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。

　　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、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。

　　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。

　　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。

　　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、腾讯专门成立了国铁吉讯，推动高铁Wi-Fi平台的建设。

　　顾名思义，GSM-R是基于GSM技术，专门为铁路行业设计的无线年代初，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，International Union of Railways）和欧洲电信标准协会（ETSI）合作，针对欧洲铁路系统，共同推出了最终版的GSM-R标准。

　　再后来，铁路专用的无线MHz频段，用于列车无线调度通信、站场平面调车、客货运输及养护维修等对讲通信业务。

　　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，是着名的青藏铁路。

　　从2008年起，新（改）建铁路几乎全部采用GSM-R作为专用无线年起，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。

　　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，早已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。

　　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-R。

　　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的主要不同，集中体现在

　　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。

　　这个MCX设备，通过它，5G-R可以与其他通信系统互联，提供有线无线融合的调度通信业务。还可以实现与铁路固定电话网互联互通，满足公务通信需求。

　　5G-R基于5G（IMT-2020），而5G的标准制定当然是大名鼎鼎的标准化组织——3GPP（第三代合作伙伴项目）负责。目前，5G已经经历了3GPP R15-R17阶段。R18也即将冻结，它将开启5G-Advanced（5.5G）时代。

　　国际上另外一个专门负责铁路通信标准研究的组织，是前面提到的，参与制定GSM-R标准的UIC（国际铁路联盟）。

　　UIC的目标，是在2025年推出基于R17版本的第1版FRMCS，在铁路试点应用。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。

　　“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研究，也已经在启动推进之中。

　　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。

　　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。