Versuch einer Versachlichung (Allgemeines Forum)

bigbug21, Samstag, 12.10.2024, 12:45 (vor 627 Tagen) @ Aphex Twin

Hallo zusammen,

für einen, der sich seit etlichen Jahren mit (Eisenbahn-)Mobilfunk (auch beruflich) beschäftigt, mutetet der Artikel und auch ein Teil der darauf aufbauend hier geführten Diskussion einigermaßen schräg an. Versuch einer schnellen Versachlichung:

• Der heutige Eisenbahn-Mobilfunk, GSM-R, ist absehbar am Ende. Während der zu Grunde liegende Standard (GSM, "2G") im öffentlichen Mobilfunk zwar von den nachfolgenden Techniken (3G, 4G, 5G) weitgehend verdrängt, aber durchaus noch in Benutzung ist (als eine Art Basisdienst), ist GSM-R mit seinen bahnspezifischen Funktionen im weltweiten Maßstab eine absolute Nischenanwendung.
  
• Das Nachfolgesystem FRMCS ist für den Bahnbetriebsfunk tatsächlich in einiger Hinsicht ein großer Schritt nach vorne. Die bislang bahnspezifischen Funktionen (wie Notruf, Priorisierung/Verdrängung, Gruppenruf u. a.) sind in dem zunächst (auch in Deutschland) zu Grunde liegenden Funksystem (5G) enthalten. FRMCS bedient sich sozusagen dem weltweit standardisierten und weit verbreiteten "Werkzeugkasten" von 5G.
  
• Der Nutzen für den Bahnbetrieb ist differenziert zu sehen: Selbst GSM-R (mit GSM) ermöglicht eine Echtzeitkommunikation, mit Ende-zu-Ende-Übertragungszeiten (Latenzen) von typischerweise einigen hundert Millisekunden. Anders wäre ein normales Telefongespräch darüber auch gar nicht möglich. FRMCS ermöglicht hier eine Verkürzung um ein paar hundert Millisekunden, lässt beispielsweise im ETCS-Betrieb eine Verkürzung von Zugfolgezeiten von etlichen Zehntelsekunden erwarten. Größer sind die erwarteten Effekte in weiteren Bereichen: Die Übertragung von Fahrplänen (EBuLa) kann beispielsweise in Sekundenbruchteilen statt halben oder ganzen Minuten erfolgen, somit können Züge in etlichen Fällen zügiger weiterfahren.
  
• GSM-R (selbst ohne dessen Erweiterung GPRS) bietet mit dem (u. a. in Deutschland nutzbaren) erweiterten Frequenzband ausreichend Kapazität, um auch große Knoten mit GSM-R zu betreiben, auch ohne GPRS. Sehr grob zusammengefasst stehen 34 "Frequenzen" mit jeweils acht Zeitschlitzen zur Verfügung. Von diesen können, grob, sechs für ETCS genutzt werden, je einer wird für Sprachfunk und Organisationsaufgaben des Mobilfunknetzes genutzt. Da jeder Zug in ETCS in der Regel einen solchen Zeitschlitz benötigt, können ungefähr 200 (34*6) Züge parallel mit ETCS fahren, bevor eine Frequenz (in einem gewissen Abstand zum vorigen "Sender") wiederverwendet wird. Es heißt, es brauche GPRS (mit dem die Zeitschlitze nicht fest zugeordnet, sondern alle paar Millisekunden dynamisch nach Bedarf zugewiesen werden), um größere Knoten komplett mit ETCS zu betreiben. Unter anderem der Digitale Knoten Stuttgart, dessen kapazitiv anspruchsvollste Funkversorgungsgebiet (Bad Cannstatt/Abstellbahnhof Untertürkheim) oberirdisch liegt, zeigt, dass das so nicht der Fall ist.
  
• Bei alledem darf aber auch nicht vergessen werden, dass GSM-R eine sterbende Technik ist. Es besteht die tatsächliche Gefahr, dass im Laufe der 2030er Jahre diese (im globalen Maßstab) absolute Nischenanwendung weder zu einigermaßen bezahlbaren Preisen angeboten wird, noch technische Unterstützung. Auch Fachleute für diese Technik gehen in Rente, neue kommen nach meinem Eindruck kaum nach. Wozu auch? Wer will sich als Berufseinsteiger heute schon mit der Technik aus (gefühlt) Großvaters Zeiten beschäftigen?
  
• Von daher ist die Umstellung von GSM-R auf FRMCS längerfristig ohne Alternative und muss vernünftig gestaltet werden. Hier kommt dann ein weiterer Faktor ins Spiel: Per se soll FRMCS in dem oberen der beiden europäischen Bahnfrequenzbänder (bei 1900 MHz) eingeführt werden, während GSM-R weiter im angestammten Bereich (bei 900 MHz) in Betrieb bleibt. Die ungefähre Verdoppelung der Frequenz führt dabei zu einer ungefähren Halbierung der Reichweite. Wird dann auch noch ein besonders hochwertiges Netz gefordert, um beispielsweise langfristig Videodaten für fahrerlose Züge zu übertragen, sinken die Reichweiten noch weiter ab. Dies führt dazu, dass aus heute etwa 4.500 "Masten" für GSM-R (die rund 30.000 km versorgen) zukünftig irgendetwas zwischen 15.000 und 20.000 "Masten" für FRMCS werden sollen (siehe obiger Wikipedia-Artikel zu FRMCS). Das soll (siehe ebenda) allein infrastrukturseitig sechs Milliarden Euro kosten.
  
• Der (auch im Artikel angesprochene) besonders breitbandige öffentliche Mobilfunk am Gleis soll bei noch höheren Frequenzen laufen (um die 3,6 GHz). Dies führt zu einer nochmals reduzierten Reichweite und einem nochmals größeren Bedarf an Masten.

Aus meiner Sicht kommen wir in Deutschland nicht umhin, die Migration des Bahnbetriebsfunks (zu FRMCS) wie auch die Versorgung mit öffentlichem Mobilfunk vernünftig zu gestalten. Der "Werkzeugkasten" von FRMCS bzw. 5G bietet dabei viele Möglichkeiten. Denkbar wäre beispielsweise, unter gewissen Randbedingungen FRMCS und GSM-R gemeinsam im 900-MHz-Band zu betreiben, mit somit deutlich höheren Reichweiten. Auch kann Bahnbetriebsfunk mit FRMCS auch über öffentliche Netze laufen, wie es besonders das Beispiel Finnland zeigt, das zukünftig ausschließlich auf diese Lösung setzt (der Funk läuft über die beiden beiden der drei nationalen Mobilfunknetze). Das verspricht per se eine deutlich einfachere und gleichzeitig deutlich robustere Lösung, da drei flächendeckende, hochgradig ausgebaute Netze beispielsweise auch sehr viel robuster gegenüber Störfällen oder gar Sabotage scheinen.

Ich hoffe, diese schnelle Zusammenstellung hilft zur Einordnung weiter.

Viele Grüße
Peter

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unterwegs für freie Eisenbahn-Geodaten