La Deutsche Bahn (DB), le fournisseur d'équipements de réseau Ericsson, le fournisseur de télécommunications O2 Telefónica et l'opérateur de mât radio Vantage Towers ont franchi une étape importante dans leur effort de collaboration visant à établir des connexions mobiles et de données Gigabit dans les trains. Le projet « Gigabit Innovation Track » (GINT), financé par le ministère fédéral du Numérique et des Transports à hauteur d'environ 6,4 millions d'euros, a été lancé en mai 2023.

Grâce à la technologie mobile 5G, les voyageurs ferroviaires devraient pouvoir à l'avenir communiquer, travailler ou se détendre tout en regardant un film en déplacement, comme ils en ont l'habitude à la maison. Selon les experts, cela nécessitera des débits de données allant jusqu'à 5 gigabits par seconde par train d'ici le début des années 2030. C'est plusieurs fois supérieur aux débits de données possibles avec la technologie LTE actuelle.

Les lignes ferroviaires ont besoin d'une connexion 5G performante en plus de l'expansion générale de la 5G dans la région, car des débits de données élevés nécessitent de grandes bandes passantes de canal qui ne sont disponibles qu'à des fréquences plus élevées. Les fréquences de 3,6 gigahertz d'O2 Telefónica et le spectre industriel utilisé dans le projet GINT permettent une transmission de données mobiles particulièrement rapide, mais avec une portée plus courte que les fréquences inférieures actuellement utilisées pour les communications mobiles 4G, les mâts radio couvrant un rayon d'environ un kilomètre. .

Le projet GINT teste donc la couverture radio mobile 5G via des mâts radio spéciaux le long des voies. Le futur système radio ferroviaire basé sur la 5G, le Future Rail Mobile Communication System (FRMCS), aura également besoin de tels mâts. Environ 20 000 nouveaux mâts seront nécessaires pour les FRMCS le long des voies ferrées dans toute l'Allemagne dans les années à venir. Ils pourraient également constituer la base d’une connexion radio mobile et de données performante pour les voyageurs ferroviaires. Les résultats intermédiaires sont prometteurs :

Les corridors de radiocommunication mobile peuvent être réalisés rapidement et facilement si les parties concernées travaillent ensemble de manière ciblée.

– Les mâts radio innovants développés par Vantage Towers dans le cadre du projet, fabriqués à partir d'éléments de construction métalliques standardisés, peuvent être produits en série à faible coût et pré-assemblés au sol ; il n'est pas nécessaire d'établir un chantier de construction pour chaque mât.

– Les bases standardisées compensent les inclinaisons des pentes, etc. ; ils sont ancrés dans le sol pour gagner du temps.

– Une équipe de construction peut ériger jusqu'à trois bases par jour, et une équipe de construction peut également ériger jusqu'à trois mâts radio par jour. Seule une excavatrice ferroviaire est nécessaire pour ériger un mât comprenant des antennes sur le châssis de base préparé. Le montage depuis la terre ou par hélicoptère est également possible.

– Grâce à la coopération étroite et confiante entre les partenaires du projet, avec Regio Infra Nordost (RIN) comme opérateur d'infrastructure, les autorités locales et le BMDV comme organisme de financement, il a fallu moins de huit mois entre le lancement du projet et la mise en service. de la piste d'essai d'environ 12 km de long dans le Mecklembourg-Poméranie occidentale.

Les corridors de téléphonie mobile le long des voies ferrées sont efficaces et économes en ressources.

– Les mâts de nouveau type sont ancrés dans le sol, il n'est donc pas nécessaire de couler des fondations coûteuses. Cela permet d'économiser du béton et du CO2.

– D'une hauteur d'environ 15 mètres, les mâts des couloirs de téléphonie mobile le long des voies se fondent dans le paysage. Dans de nombreux endroits, les procédures d'autorisation, souvent longues, ne sont même pas nécessaires.

– Les mâts pourront être utilisés conjointement pour la radio mobile et la future radio ferroviaire FRMCS. Il existe des synergies considérables entre la numérisation des opérations ferroviaires et les connexions de données à haut débit pour les passagers.

Les premiers contrôles pratiques confirment les calculs et les travaux préliminaires.

– Les antennes ultramodernes proches de la voie transmettent le signal radio vers et dans le train.

– La configuration du réseau a été transférée avec succès de la théorie à l'environnement de test réel. Les premières mesures de la transmission des données sur la piste donnent des raisons d'être optimiste pour des tests plus détaillés.

Dans les mois à venir, des essais avec le train-laboratoire de la DB, l'advanced Train Lab (aTL), à des vitesses allant jusqu'à 140 km/h, sont prévus pour mieux comprendre l'Internet à haut débit dans le transport à grande vitesse. Les effets des vitres transparentes pour téléphones portables seront également étudiés : dans certains wagons de l'aTL, les vitres ont été traitées à l'aide d'un procédé laser innovant afin de mieux laisser passer les signaux des téléphones portables.

En outre, la technologie des antennes à entrées et sorties multiples (MIMO) et la formation de faisceaux sont testées, dans lesquelles les signaux radio mobiles sont dirigés vers le train en mouvement et transportés. Cela permet d'optimiser les signaux radio et d'exploiter les systèmes de transmission de manière économe en énergie. Les tests avec l'interconnexion de plusieurs cellules radio en une seule (appelée « radio combinée ») visent à montrer comment la commutation entre les cellules radio peut être réduite et ainsi – en particulier à des vitesses élevées – des connexions encore plus stables sont possibles.