 铁路通信网是实现行车和统一调度指挥的重要技术保障。不同于一般通信方式，铁路内部采用专用通信网络，用于组织及指挥铁路运输及生产。铁路专网一般不与公用通信网连接，因此铁路专网的英文简称一般加个“-R”。今天我们来了解铁路的各种“-R”，也就是人们常说的GSM-R、LTE-R和5G-R。  我国铁路通信系统采用GSM-R技术、区间通信系统以及逐步升级的LTE-R网络技术。根据要求，在时速超过300km的高铁线路上，通信系统需采用基于GSM-R技术的CTCS-3级列车控制系统。目前，我国大部分铁路线路仍使用窄带GSM-R技术，主要采用450MHz无线列调和900MHz GSM-R系统，仅有少数线路应用了LTE-R技术。 GSM-R 我国幅员辽阔，铁路线网遍布全国，是国民经济的重要基础设施。由于各地区气候与环境条件差异较大，铁路运行环境复杂。为满足行业通信需求，GSM-R系统在铁路领域得到广泛应用。  GSM-R中文为铁路综合数字移动通信系统，英文是Global System for Mobile Communications - Railway，意思是专用于铁路通信的国际无线通信标准。它基于GSM和EIRENE-MORANE技术架构构建，工作频段为上行885-889MHz、下行930-934MHz。  GSM-R支持最高500km/h移动速度下的稳定通信，由网络子系统、基站子系统、运行和业务支撑子系统及终端设备组成。GSM-R具备语音组呼VGCS、语音广播VBS和增强多优先级eMLPP等专用功能，应用于列车调度指挥、车地数据传输及应急通信等领域。  以大秦重载铁路为例，通过GSM-R技术，有效扩大了大秦铁路无线网络覆盖范围，提升了通信能力，推动重载铁路通信技术不断升级。部分路局采取频率优化、资源整合、容量提升等措施，较好解决了相关线路的通信质量问题，有效降低了频率干扰、掉话率及网络拥塞现象，实现了资源的高效配置。 LTE-R LTE-R网络是基于TD-LTE技术发展而来的专用通信系统，主要面向重载组合列车的特殊应用需求进行设计。相较于GSM-R这一第二代通信技术，LTE-R作为第四代宽带通信技术，具备系统容量大、传输速率高、网络结构平滑等显著优势。  为更好满足重载铁路对专用调度通信的需求，LTE-R系统集成了无线调度命令、集群调度通信、无线重联、无线车次号校核以及信息传送等多种业务功能。2015年1月，国能朔黄铁路发展有限责任公司正式开通全球首个商用LTE-R通信系统，体现了该技术的先进性与示范引领作用。  LTE-R吸收了以演进型通用陆地无线接入网为重点的移动通信网络，和以演进型分组核心网为重点的固定有线通信网络的优点，实现了有线和无线通信的互联互通，构建集列车控制、信息传输、调度通信于一体的高性能通信系统。在该系统下，移动用户需通过无线与有线两个传输环节，才能与其他固定或移动用户建立通信。 5G-R 国铁集团与工信部已就高铁5G建设达成共识，计划利用2.1GHz频段推动5G-R系统高质量部署，这意味着我国铁路通信正由GSM-R向5G-R稳步迈进。中国有望成为全球首个采用5G-R技术的国家。 国铁集团明确提出：“要加快推动大数据、5G等新一代信息技术在铁路领域的融合应用，提升铁路智能化、信息化水平，助力传统产业转型升级。”因此，随着国内三大运营商持续加快5G网络建设，我国铁路通信系统应该会跨越4G阶段，直接迈入5G时代。  所有铁路正线经过的地方，都需要进行信号覆盖，这属于典型的广域覆盖场景。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、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。  除正线外，铁路车站、机务段、车辆段、动车所等区域同样是通信需求较为集中的场所，属于热点覆盖区域，主要业务涵盖平面调车、调车监控、编组站自动化、客站服务、车载数据下载、站场物联网及站场维护作业等。这些区域人员、车辆、设备密集，对通信带宽与容量提出了一定要求。此外，铁路沿线基础设施（如重要线路、信号及视频监控设备）以及列车定位、自动驾驶等应用，也对通信能力提出了更高需求。 在此背景下，GSM-R主要承载语音业务，频谱效率较低，窄带数据带宽仅约百KB级别，难以满足铁路数字化升级后对通信带宽的需求。相比之下，5G-R基于5G技术构建，具备超大带宽、超低时延和海量连接等优势，网络性能显著优于GSM-R。在网络能力方面，5G-R支持网络切片和边缘计算等功能，可为铁路关键业务提供差异化的服务质量保障，同时，5G-R在安全性与可靠性方面也更高。 5G-R在未来的铁路正线通信方面，主要是解决全局或局内通信，关键在于地面与列车之间的信息交互。相关通信业务涵盖车上作业人员语音、行车安全数据、调度通信语音、行车信息数据以及调度通信多媒体等类型，对通信系统提出了更高要求。 随着新一代5G-R移动通信系统的加快建设以及GSM-R设备逐步退网，5G-R与GSM-R网络将迎来较长的共存阶段。因此，铁路调度通信业务在两种制式网络间平滑过渡和互联互通问题是下一步重点解决的方向。 |
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