繼5G技術在民航領域廣泛應用後，如今在軌道交通領域也有了新的突破。爲深入貫徹落實黨關於加快建設交通強國、網絡強國的決策部署，工業和信息化部近日向中國國家鐵路集團有限公司批覆基於5G技術的鐵路新一代移動通信系統（5GR）試驗頻率，支持其開展5G-R系統外場技術試驗，持續推動鐵路通信事業高質量發展。
鐵路5G專網的落地，將給鐵路信息化發展和智慧化出行打開新的思路。那麼，5G-R究竟是什麼，使用人羣是誰，有哪些應用場景和新業務模型？作爲應用於鐵路運輸行業的5G技術，未來或將催生出更多的產業和全新能力，讓我們拭目以待。
5G-R爲鐵路出行再添新動力
鐵路5G-R來了！近日，工業和信息化部已向中國國家鐵路集團有限公司批覆基於5G技術的鐵路新一代移動通信系統（5G-R）試驗頻率，支持其開展5G-R系統外場技術試驗，標誌着中國鐵路將迎來5G新時代。
根據批覆文件所示，5G-R系統主要承載未來鐵路特別是高速鐵路列車控制、指揮調度通信等核心業務，是保障鐵路行車安全、順暢的關鍵性基礎設施。除了鐵路站場、樞紐等熱點覆蓋區域，鐵路沿線的基礎設施，以及每一處鐵路正線經過的地方都有通信需求。試驗頻率的批覆，有利於加快5G-R系統在鐵路行業的推廣應用，有效解決目前基於2G技術的鐵路無線通信系統（GSM-R）面臨的諸多現實困難和技術難題。
在5G-R問世前，GSM-R作爲鐵路無線通信系統，承擔了鐵路專用調度通信的相關功能，基於2G技術構建的GSM-R，以語音業務爲主，頻率效率低。隨着我國高速鐵路的發展及鐵路無線系統對物聯網、視頻監控等業務需求的增加，鐵路原有的移動通信系統GSM-R無法滿足未來鐵路現代化移動通信系統的發展和業務需求，亟須迭代更先進的通信技術以適應鐵路數字化轉型發展趨勢。從技術上看，5G-R比GSM-R更先進。
此外，5G-R在安全性能方面也有更大提升。基於5G技術，5G-R可以實現列車、信號設備等各類智能設備的互聯互通，從而實現數據共享、信息交流，提高鐵路運行的安全性和效率。同時，5G-R支持網絡切片、邊緣計算等業務，可以爲鐵路關鍵業務提供服務質量保障。5G-R語音調度系統屬於寬帶通信系統，基於IP交換技術，可實現調度通信功能。由此可見，從GSM-R到5G-R的轉變，是對鐵路調度通信一次巨大的技術變革，將帶動調度系統的技術升級。
高鐵和5G都是極具代表性的“國家名片”，那麼，5G-R和5G又有何區別呢？鐵路5G專網不同於運營商5G公網，是在標準5G裝備的基礎上結合鐵路需求的專業應用，在系統架構、行車安全信息承載、調度通信、優先級保障機制等方面均有其特殊需求和創新。簡單來說，5G-R是國鐵集團的專用5G網絡，專門用於滿足鐵路通信運營和管理需求，是給鐵路內部使用的。而5G連接的是運營商的公網通信系統，乘客在鐵路出行時使用的網絡正是5G，而非5G-R。
隨着5G技術的廣泛應用，5G網絡產業鏈已日趨成熟，爲鐵路專網升級奠定了穩定的數字底座。此次試驗頻率的批覆，有利於加快5G-R系統在鐵路行業的推廣應用，有效解決目前GSM-R面臨的諸多現實困難和技術難題，加快形成完整成熟的5G-R產業鏈，有利於進一步提升我國鐵路信息化、智能化水平，提高我國鐵路自主創新能力，併爲世界高速鐵路發展共享中國智慧，貢獻中國方案。期待在5G-R的助力下，開啓鐵路智慧出行的新篇章。
5G-R爲產業鏈發展提供新引擎
從2019年2月上海虹橋火車站啓動5G網絡建設，到2019年9月“5G+AI智慧機務系統”在西安機務段機車整備場上線運行，再到2020年1月實現5G信號覆蓋的廣深港高鐵正式投入春運，5G與鐵路的“碰撞”綻放出耀眼的“智慧”火花。隨着5G-R專網試驗頻率的正式批覆，圍繞5G-R的技術研發和應用落地即將進入高潮期，同時也意味着鐵路行業和相關產業發展迎來了新的機遇期。華爲技術有限公司副總裁、機場與軌道軍團CEO李俊風在接受採訪時表示：“5G-R試驗頻率的發放對於鐵路5G技術應用科研、5G-R系統方案構建、關鍵技術應用研究和關鍵裝備開發等方面都會產生積極的推進作用。”
網絡建設方面，5G-R的組網方式不同於人們日常使用的5G網絡，5G-R在覈心網側，需要與鐵路部門的生產方式、組織方式相匹配，進行適當的組網改造。另外，5G-R沿鐵路線進行部署，無線接入網更多采用鏈狀組網。網絡能力上，5G-R需要支持網絡切片、邊緣計算等業務；安全性和可靠性上，5G-R需要達到很高的標準以確保鐵路運輸安全平穩運行。在這些方面，電信運營商擁有雄厚的技術能力和長期的經驗積累，能夠在5G-R關鍵技術攻關、標準制定、裝備研發等環節提供技術和人才支持。政府部門主導、電信運營商等多方積極配合，5G-R建設吹響號角，對我國5G產業鏈、創新鏈、生態鏈的繁榮發展具有積極作用。
設備製造方面，5G-R是充分考慮鐵路用網需求和特點量身定製的專網通信系統，與之配套的應用在5G-R專業場景中的解決方案和終端設備，如指揮調度平臺、車載通信終端、手持終端等的開發、製造、升級，將成爲相關企業開展創新、加快發展的一片“新藍海”。李俊風表示，華爲將積極參與5G-R的產業構建和發展，配合工業和信息化部與中國國家鐵路集團有限公司加速5G-R產業進程及鐵路智能化發展。根據高新興科技集團近日在官方社交平臺公佈的消息，旗下子公司高新興創聯基於5G-R的新一代機車綜合無線通信設備（CIR）已按國鐵集團計劃要求完成樣機開發和相關測試。佳訊飛鴻在回覆投資者提問時透露，目前公司已完成了基於5G-R的指揮調度相關產品及解決方案的研發，並超前佈局行業智能化、數字化賦能的衆多核心產品與解決方案，爲5G-R時代的到來做好充足的準備。
專網是支撐行業數字化轉型的重要底座，授予專屬頻譜，對於鐵路專網發展具有極爲重要的意義。鐵路通信網絡從GSM-R到5G-R的邁進，承載着既有業務的升級和未來包括多媒體、視頻通信等新業務的創新。5G-R建設是一項大型的系統性工程，涉及核心網、無線網、通信設備、通信終端各個方面，在基礎設施建設和配套設備開發的過程中，鐵路、通信、設備製造等行業無疑將獲得可觀的發展紅利。
5G-R讓鐵路應用煥然一新
鐵路在我國經濟生活中佔有無可替代的位置。對於普通公民而言，無論是出行還是貨運，鐵路都在其中扮演了關鍵的角色。而無線電頻率是鐵路無線通信系統車地通信的唯一信息載體，是保障鐵路安全運行不可或缺的基礎性資源。
近日，工信部向中國國家鐵路集團有限公司批覆基於5G技術的鐵路新一代移動通信系統（5G-R）試驗頻率，支持其開展5G-R系統外場技術試驗，這對於支持交通強國、網絡強國建設具有重要意義。北京交通大學教授鍾章隊認爲，對於鐵路新一代移動通信技術演進和裝備研製是“送東風”之舉，將快速推動鐵路通信技術升級換代，將引領中國鐵路朝着高質量數智化發展。
鐵路交通信息通信系統因其線路長、地形複雜，對於通信的要求也特別高。所有鐵路線經過的地方都需要進行信號覆蓋。這屬於典型的廣域覆蓋場景。
在鐵路運行領域，列車運行控制系統（CTCS/ETCS）、重載組合列車的機車同步控制和調度通信、列車進路預告、調度命令信息等都需要與地面實時保持通信聯繫，且對安全性和可靠性要求極高。在高速行駛的列車上，通信系統也必須具備高速適應性。在這一領域，5G-R將大有可爲。
鐵路站場、樞紐也是5G-R的典型應用場景。鐵路客運車站、貨運編組站、機務段、車輛段、動車所等區域是通信需求較爲密集的場所，屬於熱點覆蓋區域。主要業務包括平面調車、調車監控、編組站自動化、客站服務、車載數據下載、站場物聯網、站場維護作業等。這裏的人員、車輛和設備較多，對通信帶寬和容量有一定的要求（終端的空間移動速率較低，沒有高速適應性要求）。在這一領域，5G-R相關應用將充分落地。
在鐵路沿線，基礎設施的通信需求也頗爲強烈。萬物互聯時代，增強鐵路沿線的安全性就必須掌握基礎設施的實時狀態，比如鐵路沿線電務、工務等專業基礎設施設備（橋樑、隧道、接觸網、鐵塔等，目前重要的線路信號等設備還是以有線通信爲主）。近幾年，鐵路沿線洪水、山體滑坡等自然災害頻發，爲了監測災害，鐵路部門設置了很多監測物聯網節點，這些監測節點連接數量大、帶寬要求小，5G-R恰好與這一應用場景不謀而合。
在高速行駛的列車裏，如何保證上網不卡頓、提升用戶感知也是鐵路通信系統未來發展的方向。此外，在列車定位、自動駕駛、移動裝備狀態檢測、智能診斷等領域，列車內外的監測系統，事故救援（話音和多媒體集羣）、移動運維（數據、話音和多媒體集羣）、LBS（基於位置的服務，如人員定位和列車定位等）和高鐵Wi-Fi等都將是5G-R未來發展的方向。
