Beamforming и радиопрозрачные стекла для немецких железных дорог

Железные дороги не меньше автомобильных нуждаются в качественной связи. В Китае, где без 5G не обходится ни одна новая стройка, про эту важную инфраструктуру не забывают. Мы недавно писали, что для более эффективного развертывания сетей на железной дороге там используют технология цифрового двойника. И тут вдруг Ericsson сообщил о прогрессе в реализации подобного проекта в Германии. Мы о нем рассказывали в начале декабря. Решили посмотреть, что изменилось за пять месяцев.

Напомним, что проект носит громкое название «Гигабитный инновационный путь» (Gigabit Innovation Track, GINT) и предполагает строительство коридоров мобильной радиосвязи 5G на железной дороге. В реализации участвуют O2 Telefónica, государственный ж/д оператор Deutsche Bahn, вендор Ericsson и башенная компания Vantage Towers (принадлежит Vodafone). Финансирование в объеме 6,4 млн евро обеспечивает Федеральное министерство цифровых технологий и транспорта.

Испытания наконец-то переведены из лаборатории в реальное тестовое окружение. Для достижения этой фазы проекта понадобилось всего восемь месяцев, чем его участники очень гордятся, судя по пресс-релизу. Мы же заметим, что протяженность этого пути всего около 12 км, а для покрытия нужно было возвести 13 вышек. В китайском проекте связь 5G обеспечивается на маршруте длиной 600 км по пересеченной местности – горы, обрывы, реки, леса. Но не будем придираться.

В прошлый раз мы рассказывали о немецких инновациях по строительству антенно-мачтовых сооружений в рамках проекта. Речь шла о специальных опорах, которые устанавливаются на земле, без необходимости заливки бетонного фундамента. К ним прикручиваются мачты сотовой связи. За день две бригады (одна отвечает за опоры, другая за вышки) могут возвести три таких сайта.

Радиомачты разработаны Vantage Towers. Они собираются из стандартных элементов, могут производиться серийно по низкой цене, и предварительно собираться на месте. То есть нет необходимости создавать строительную площадку для каждой мачты.

Раскрыты и другие подробности, интересные с точки зрения радиочасти. Ericsson сообщает, что в проекте будут тестироваться антенны MIMO с технологией формирования луча (beamforming), что позволяет направлять сигнал вдоль железнодорожного пути – можно сказать, прямо в поезд. Это оптимизирует работу сети и экономит энергию, так как перед базовыми станциями не стоит задача «светить» на 360 градусов.

А еще в рамках проекта планируют испытать в реальных условиях радиопрозрачные стекла в поездах. В последний раз про эти инновации мы читали в начале осени 2023 года. Если вкратце, то для теплоизоляции стекла в окнах поездов покрываются тончайшим слоем металла. Человек почти не замечает снижения прозрачности, а вот радиосигнал проходит плохо. Даже GSM в субгигагерцовом диапазоне. Вот и придумали прорезать лазером это металлическое напыление, что позволяет радиосигналу проникать через стекло беспрепятственно.

В ближайшие месяцы партнеры обещают пустить по 5G-коридору скоростной тестовый поезд Deutsche Bahn – Advanced Train Lab (aTL), который будет двигаться со скоростью до 140 км/ч (а в Китае 200-300 км/ч), чтобы оценить реальные характеристики этих новых услуг.

У нас, конечно, возникают вопросы к окупаемости таких проектов. Это больше социальная история, типа покрытия федеральных автомобильных трасс. Однако в таких проектах есть возможность получить софинансирование со стороны ж/д операторов. Дело в том, что мачты в этих коридорах могут использоваться также для установки оборудования для развертывания нового поколения железнодорожной связи – Future Rail Mobile Communication System (FRMCS), которая должна прийти на смену GSM-R. Массовый переход на этот стандарт ожидается к 2030 году. Так что бизнес-кейс по строительству таких коридоров может и сойтись.