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。

　　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短途运输吨公里价格。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。

　　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，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杏彩体育登录入口，下行 930-934MHz，2×4MHz 带宽，最大覆盖距离可达 6～9km。

　　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短途运输吨公里价格。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，杏彩体育注册登录官网实现了数字化、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。

　　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。

　　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，杏彩体育注册登录官网网络性能几乎碾压 GSM-R。

　　除了传统公网 5G 所包含的控制面网元（AMF、SMF、UDM 等）和媒体面网元（UPF）之外，我们可以看到一些 5G-R 专用设备，例如铁路宽带集群通信（MCX，Mission Critical X-Service，关键业务）设备、5G 智能网（5G-IN）、5G 设备识别寄存器（5G-EIR）等。

　　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。

　　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）。

　　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。

　　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 频率方案的可行性杏彩体育登录入口，以及与邻频段相关系统的兼容共存。

　　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。

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