由德國鐵路Deutsche Bahn（DB）、網路設備供應商愛立信、電信商O2 Telefónica和無線電天線杆營運商Vantage Towers合作展開的一項專案近日達成里程碑，該專案旨在火車上提供吉位元(Gigabit, GB) 行動網路連接，名為「GB創新軌道」（Gigabit Innovation Track, GINT），於2023年5月啟動，得到了德國聯邦數位和交通部約640萬歐元的資助。
在5G科技的助力下，未來的乘客將能享受如同居家使用的網路體驗，在旅途中觀看電影、進行交流、工作或休息放鬆。專家預測，到2030年代初，每列列車的數據傳輸速率將達到每秒5 GB，較目前的LTE技術所能達到的數據傳輸速率高出數倍。
這意味著行動通訊擴展的典範轉移：高傳輸速率需要較大的頻寬，這只有在較高頻率下才能實現。所以，除了在該地區展開一般5G擴展工程之外，鐵路線還需要高性能的5G連接。O2 Telefónica提供的3.6千兆赫茲頻率和GINT專案使用的工業頻譜可實現高速行動數據傳輸。但由於無線電天線杆的覆蓋半徑約為一公里，其傳輸距離短於目前4G所使用的較低頻率。
因此，GINT專案正通過軌道沿線特殊的無線電天線杆測試5G覆蓋範圍。未來的5G鐵路無線系統，即未來鐵路行動通訊系統（Future Rail Mobile Communication System, FRMCS）也需要這樣的桅杆。未來幾年，德國鐵路沿線將需要約20,000根用於FRMCS的新桅杆。這些桅杆將為乘客提供高性能行動無線訊號與數據連接奠定基礎。 該專案的中期成果令人振奮：
如果相關單位以目標導向齊心協力，就能快速、輕鬆地建立行動無線走廊。
- Vantage Towers在該專案中開發的創新無線電天線杆由標準化金屬結構製成，能夠以低成本批發生產並在地面上預先組裝；無需為每根桅杆單獨施工。
- 標準化底座可彌補斜坡的傾斜度等；將底座固定在地面上以節省時間。
- 一個施工團隊每天最多可安裝三個底座和三根桅杆。只需一台挖土機，就能在準備好的基架上架設包含天線的桅杆，也可以從陸地上或通過直升機架設。
- 由於合作夥伴，包括基礎設施營運商Regio Infra Nordost （RIN）、地方政府和出資方BMDV之間的密切合作，麥克倫堡-西波美拉尼亞州(Mecklenburg-Western Pomerania) 約12公里長的測試軌道從專案啟動到投入使用，只用了不到八個月的時間。
鐵路沿線的行動通訊走廊既高效又節省資源。
- 新型桅杆固定在地面上，因此無需建構昂貴的地基，可以節省混凝土並減少二氧化碳排放。
- 約15公尺高的沿軌行動無線走廊桅杆與周圍景觀融為一體，在許多地方甚至不需要冗長的授權程序
- 這些桅杆可同時用於行動無線系統和未來的鐵路無線系統FRMCS，可在鐵路營運數位化與乘客高速數據連接之間實現巨大的協同作用。
初步實測證實了計算和前期工作。
- 靠近軌道的超現代化天線將無線訊號傳輸到列車上和列車內。
- 網路配置已在實測環境中成功實現。軌道上的數據傳輸初步測量結果為進一步的詳細測試提供了正面信號。
在接下來的幾個月中，該項目計劃使用Deutsche Bahn （DB）的實驗列車——先進列車實驗室（advanced Train Lab, aTL）進行時速高達140公里的測試運行，以便深入瞭解高速網路在高速行駛過程中的運行情況。此外，專案還將研究手機透明面板的效果：在先進列車實驗室（aTL）的部分車廂中，透明面板已採用了創新的鐳射技術進行處理，使手機訊號能夠更好地通過。
此外，專案還對陣列天線（MIMO）技術和波束成形進行了測試。測試中，行動無線訊號被引導至行駛中的列車上，並隨列車一路前行。該方法可以優化無線訊號，實現傳輸系統的節能運行。為了展示如何減少無線細胞之間的切換，從而實現更加穩定的連接（尤其是在高速行駛時），專案將多個無線細胞連接成一個細胞（即「複合式無線產品」）進行測試。
BMDV議會國務秘書 Daniela Kluckert表示：「為明天的發展需求奠定基礎，是政府的重要使命。目前，我們不能鬆懈對於行動通訊的發展，畢竟在可預見的未來，旅客對數據傳輸速率的需求將顯著成長。更重要的是，未來的列車營運將更加數位化，數據密度也會更高。而從該專案中獲得的洞察將幫助我們精準把握發展方向，實現與下一代行動通訊的無縫銜接。毫無疑問，我們必須付出巨大的努力才能消除人們多年來因大量訊號盲區而帶來的失望與不滿，這種情況絕不能再發生。」
德國鐵路負責數位化和技術的董事會成員Daniela Gerd tom Markotten表示：「我們的乘客已經將一流的行動通訊和數據連接視為理所當然。因此，我們與GINT專案的合作夥伴展開合作，為鐵路營運進一步數位化及乘客連接體驗奠定重要基礎。畢竟，為了讓乘客能夠在旅途中順利工作或流覽串流媒體，所需的數據量越來越大，數據傳送速率也必須跟上。而我們正在通過這種方式來鞏固鐵路作為未來環保出行方式的地位。 」
O2 Telefónica法律和企業事務負責人Valentina Daiber表示：「GB創新軌道（GINT）專案是O2 Telefónica聯合推動國家數位化發展的成功案例之一。 為了能在鐵路旅行中提供高速5G網路，鐵路和行動通訊公司及政府必須密切合作。迄今為止的合作顯示，如果所有相關單位都能專注於為德國人民和經濟建設現代化高性能網路基礎設施這一共同目標，那我們就能取得巨大的成就。」
德國愛立信總經理Daniel Leimbach表示：「我們創新的5G天線覆蓋方案，可以在鐵路沿線提供客製化的行動通訊體驗。這次，我們沒有像往常一樣覆蓋行動電話桅杆周圍區域，而是以長走廊的形式在整個鐵路沿線實現專門的訊號發射和接收。我們通過陣列天線技術（MIMO）和波束成形技術實現了這一點。」
Vantage Towers AG外部事務總監Ralf Capito表示：「GB創新軌道（GINT）是一個面向未來的跨產業專案，且淋漓盡致地體現了『德國製造』的真正創新。通過共用軌道附近的桅杆，行動網路營運商和鐵路在網路擴展實現了寶貴的協同綜效。從長遠來看，這也讓鐵路旅行變得更具有吸引力。GINT專案可以成為一個能在全歐洲推廣的典範。」