GSM-R steht für „Global System for Mobile Communications – Railway“ und ist ein spezielles drahtloses Kommunikationssystem für den Bahnbetrieb. Es basiert auf dem GSM-Standard, verfügt jedoch über spezifische Funktionen, die auf die Anforderungen der Bahnindustrie zugeschnitten sind. Hier finden Sie eine detaillierte Erklärung zur Funktionsweise von GSM-R:
GSM-R-Komponenten und Architektur:
1. Mobilstationen (MS):
Im Kontext von GSM-R bezieht sich die Mobilstation auf das Kommunikationsgerät, das von Lokführern, Bahnpersonal und manchmal auch von Fahrgästen an Bord verwendet wird. Es umfasst ein GSM-R-kompatibles Funkgerät, eine Antenne und eine Benutzeroberfläche.
2. Basis-Transceiver-Station (BTS):
Das BTS ist für den Aufbau der Kommunikation mit Mobilstationen innerhalb seines Versorgungsbereichs verantwortlich. In GSM-R wird BTS oft als Basisstationssubsystem (BSS) bezeichnet.
3. Basisstationscontroller (BSC):
Das BSC verwaltet und steuert mehrere BTSs. Es ist für Aufgaben wie Übergaben, Frequenzsprung und Funkressourcenmanagement verantwortlich. Bei GSM-R sind BSC-Funktionalitäten häufig in ein Basisstationssystem (BSS) integriert.
4. Mobile Switching Center (MSC):
Der MSC ist eine zentrale Komponente im GSM-R-Netz. Es übernimmt die Anrufweiterleitung, den Anrufaufbau und die Übergabe zwischen verschiedenen Zellen. Das MSC ist auch mit externen Netzwerken verbunden, beispielsweise mit dem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) oder anderen GSM-Netzwerken.
5. Versand- und Kontrollzentren:
Bahnbetreiber verfügen über Kontrollzentren, die mit Dispatching-Systemen ausgestattet sind. Mithilfe dieser Systeme können Betreiber mit Lokführern kommunizieren und den Bahnbetrieb effizient verwalten.
Arbeitsmechanismus:
1. Kommunikationseinrichtung:
Wenn ein Zug in eine neue Zelle oder ein neues Versorgungsgebiet einfährt, stellt die GSM-R-Mobilstation eine Kommunikation mit dem BTS in diesem Gebiet her. Diese Verbindung gewährleistet eine kontinuierliche Kommunikation, während sich der Zug entlang der Strecke bewegt.
2. Zug-Boden-Kommunikation:
Lokführer und Bahnpersonal nutzen GSM-R-Mobilstationen zur Kommunikation mit den Dispositions- und Leitstellen. Diese Kommunikation umfasst Sprachanrufe, Datenaustausch und Signalisierungsinformationen im Zusammenhang mit Zugbewegungen und -vorgängen.
3. Gruppenanrufe und Übertragungen:
GSM-R unterstützt Gruppenanrufe und ermöglicht so die gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Benutzern, was für den Bahnbetrieb von entscheidender Bedeutung ist. Broadcast-Nachrichten können auch an alle Mobilstationen innerhalb eines bestimmten Gebiets gesendet werden.
4. Priorisierungs- und Sicherheitsfunktionen:
GSM-R verfügt über Funktionen, die eine priorisierte Kommunikation für sicherheitskritische Szenarien gewährleisten. Notrufe und sicherheitsrelevante Meldungen erhalten eine höhere Priorität, um kritische Situationen zeitnah zu beheben.
5. Frequenzbänder und Roaming:
GSM-R arbeitet in speziellen Frequenzbändern, die für die Bahnkommunikation reserviert sind. Dadurch ist eine störungsfreie Kommunikation im Bahnumfeld gewährleistet. Zwischen verschiedenen Bahnbetreibern können Roaming-Vereinbarungen bestehen, um eine reibungslose Kommunikation bei grenzüberschreitenden Reisen zu ermöglichen.
Vorteile von GSM-R:
1. Sicherheitskritische Kommunikation:
GSM-R bietet eine zuverlässige und sichere Kommunikationsplattform für den sicherheitskritischen Bahnbetrieb. Es stellt sicher, dass das Bahnpersonal effektiv kommunizieren kann, um Zugbewegungen zu verwalten und auf Notfälle zu reagieren.
2. Nahtlose Übergaben:
Während sich Züge über verschiedene Zellen bewegen, unterstützt GSM-R nahtlose Übergaben und sorgt so für eine unterbrechungsfreie Kommunikation während der Fahrt.
3. Dedizierte Frequenzbänder:
Die Verwendung dedizierter Frequenzbänder minimiert Interferenzen und erhöht die Zuverlässigkeit der Kommunikation innerhalb der Eisenbahnumgebung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass GSM-R ein dediziertes und sicheres Kommunikationssystem für den Bahnbetrieb bereitstellt. Es erleichtert die Sprach- und Datenkommunikation, priorisiert sicherheitskritische Nachrichten und gewährleistet eine nahtlose Konnektivität, wenn Züge durch verschiedene Versorgungsgebiete fahren.