Freie Fahrt für den 5G-Zug: Vodafone ebnet den Weg für die autonome Bahn der Zukunft

Wie von Geis­ter­hand fährt ein Zug im säch­sis­chen Erzge­birge über die Gleise ein­er Test­strecke. Das Fahrer:innenhaus ist men­schen­leer. Denn dieser Zug wird in Echtzeit aus der Ferne ges­teuert – mit 5G-Tech­nolo­gie von Voda­fone. In Zusam­me­nar­beit mit der TU Chem­nitz bringt der Düs­sel­dor­fer Net­z­pi­onier den ersten 5G-Zug auf die Gleise und ebnet den Weg für den Bah­n­verkehr der Zukunft. 

Stell Dir vor, Du fährst mit dem Zug von Ham­burg nach Berlin – und das kom­plett ohne Lokführer:in. Wie das funk­tion­ieren kann, erforscht und testet Voda­fone in Zusam­me­nar­beit mit der Tech­nis­chen Uni­ver­sität Chem­nitz. Mit 5G und dem Inter­net der Dinge möcht­en die bei­den Part­ner den Bah­n­verkehr nach­haltig dig­i­tal­isieren, um diesen sicher­er und effizien­ter zu machen.

Forschung am 5G-Zug: Vodafone baut Campusnetz für Teststrecke im Erzgebirge

Ein Zug ohne Fahrer:in – das klingt für die meis­ten Men­schen nach dem gefährlichen Höhep­unkt eines Action­films. Alles andere als gefahrvoll ist es jedoch, wenn 5G die Fern­s­teuerung und das autonome Fahren im Schienen­verkehr ermöglicht. Dafür hat Voda­fone im Auf­trag der TU Chem­nitz jet­zt ein Test­feld im Erzge­birge mit 5G Stand­alone-Tech­nolo­gie aus­ges­tat­tet. Gemein­sam wollen die bei­den Part­ner die Kom­mu­nika­tion und Automa­tisierung im Schienen­verkehr erforschen. Bis 2022 soll das Echtzeit-Netz auf dem Forschungs- und Test­gelände zwis­chen Annaberg-Buch­holz und Schwarzen­berg, dem soge­nan­nten Smart Rail Con­nec­tiv­i­ty Cam­pus (SRCC), fer­tig werden.

„Mit 5G Stand­alone brin­gen wir das mod­ern­ste Netz zu den mod­ern­sten Zügen. Mit unserem Echtzeit-Netz kann die Eisen­bahn aus der Ferne ges­teuert wer­den“, erk­lärt Voda­fone Deutsch­land CEO Hannes Ametsreiter.

Ein 5G-Mast am Bahn­hof Schlettau. 

Autonomer Zugverkehr: Mit 5G wird’s sicherer, pünktlicher und effizienter 

Mit dem 5G-Netz von Voda­fone sollen auf dem Smart Rail Con­nec­tiv­i­ty Cam­pus ver­schiedene Tech­nolo­gien entwick­elt und getestet wer­den. Durch die Fern­s­teuerung kön­nten zum Beispiel mehr Züge auf einem Streck­en­ab­schnitt fahren, was zu mehr Pünk­tlichkeit beitra­gen und den Energie­ver­brauch reduzieren kön­nte. Außer­dem kann das Echtzeit-Netz dabei helfen, unbeschrank­te Bah­nübergänge oder schw­er ein­se­hbare Streck­en­ab­schnitte zu überwachen, um Unfälle zu ver­mei­den. Ein Teil der neuen Infra­struk­tur wird ein eigen­ständi­ges 5G-Cam­pus­netz, das je nach Ein­satzz­weck und Bedarf angepasst wer­den kann. So lassen sich an der 25 Kilo­me­ter lan­gen Test­strecke ver­schiedene All­t­agssi­t­u­a­tio­nen simulieren, ohne dass Nutzer:innen im öffentlichen Mobil­funknetz beein­trächtigt werden.

Die Erforschung des Ein­satzes von 5G-Tech­nik im Zugverkehr nimmt Fahrt auf.

Weltpremiere im ersten 5G-Zug: Von der Fahrer:innenkabine ins Office

Schon im Sep­tem­ber 2019 fuhr der erste 5G-Zug ohne Fahrer:in in der Kabine die Test­strecke ent­lang. Damals aktivierte Voda­fone im erzge­bir­gis­chen Schlet­tau eine erste 5G-Sta­tion, um einen Zug aus der Ferne steuern zu kön­nen. Diese Welt­premiere war nicht nur für die Pro­jek­t­part­ner ein ganz beson­deres Erleb­nis. Als der Lok­führer Thomas Kayser an diesem Mor­gen auf der Arbeit erschien, nahm er aus­nahm­sweise nicht im Führer:innenstand seines Zuges Platz, son­dern hun­derte Meter ent­fer­nt an ein­er Steuerzen­trale des Smart Rail Con­nec­tiv­i­ty Cam­pus. Von seinem Schreibtisch aus kon­nte er den Thales-Zug mit ein paar Schaltknöpfen über die gut 400 Meter lange Test­strecke in der Region Chem­nitz steuern.

5G-Technologie ermöglicht Datenaustausch in Echtzeit

Vom gewohn­ten Zug­cock­pit war der neue Arbeit­splatz kaum zu unter­schei­den. Zwei Videokam­eras am Fen­ster der Kabine sende­ten Bilder über das 5G-Netz von Voda­fone in Echtzeit auf zwei Bild­schirme in Thomas Kay­sers Büro. Wäre plöt­zlich ein Gegen­stand auf der Fahrbahn aufge­taucht, hätte er genau wie in der echt­en Fahrer:innenkabine sekun­den­schnell reagieren kön­nen. Mit extrem hohen Band­bre­it­en von bis zu 1.000 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) und ein­er Verzögerung von weniger als zehn Mil­lisekun­den spielt 5G seine Vorteile für die Automa­tisierung und Fern­s­teuerung im Bah­n­verkehr voll aus. Verzögerungs­frei über­tra­gen und ver­ar­beit­et wur­den die Dat­en bei der ersten Test­fahrt in einem Rechen­zen­trum direkt in der Nähe der Mobil­funksta­tion, ein­er soge­nan­nten Mobile Edge Cloud (MEC).

Damit alles rei­bungs­los abläuft, kommt im 5G-Zug außer­dem eine spezielle Netz-Tech­nolo­gie zum Ein­satz: Beim soge­nan­nten Net­work Slic­ing teilen sich mehrere virtuelle Net­zw­erke die gemein­same Infra­struk­tur und bekom­men jed­erzeit genau die Leis­tung, die sie benötigen.

Nicht nur auf den Schienen: 5G für die Mobilität der Zukunft 

Unter der Leitung der TU Chem­nitz arbeit­en auf dem Smart Rail Con­nec­tiv­i­ty Cam­pus im Erzge­birge seit 2019 über 100 Part­ner aus der Wis­senschaft und Wirtschaft zusam­men. Bei ihrer Forschung an der automa­tisierten, umwelt­fre­undlichen Mobil­ität der Zukun­ft wer­den sie vom Förder­pro­gramm WIR! – Wan­del durch Inno­va­tion in der Region des Bun­desmin­is­teri­ums für Bil­dung und Forschung unterstützt.

Voda­fone engagiert sich aber nicht nur für den smarten, autonomen Schienen­verkehr: Neben der Fern­s­teuerung von Zügen arbeit­et der Net­z­pi­onier derzeit zum Beispiel mit HERE Tech­nolo­gies und Porsche im 5G Mobil­i­ty Lab am Straßen­verkehr der Zukun­ft.

Echtzeit-Mobilfunk für Deinen Alltag

Von dem Aus­bau des 5G-Net­zes ent­lang der 25 Kilo­me­ter lan­gen Test­strecke prof­i­tieren nicht nur die Forschungspart­ner. Auch pri­vate Mobilfunk-Kund:innen von Voda­fone wer­den hier kün­ftig höhere Band­bre­it­en und niedrigere Reak­tion­szeit­en bemerken. Im Inter­net sur­fen, Videos herun­ter­laden und Musik strea­men wird bei der Fahrt im 5G-Zug deut­lich schneller und ohne Verzögerung möglich sein.

Auch abseits der Gleise wächst das 5G-Netz von Voda­fone für Smart­phone-Nutzende Tag für Tag. Erst vor Kurzem hat Voda­fone seine Ziele für den 5G-Net­zaus­bau erneut nach oben kor­rigiert und die näch­ste Etappe der 5G-Offen­sive ges­tartet. Mit 5G-Stand­alone  möchte der Düs­sel­dor­fer Anbi­eter Echtzeit-Mobil­funk schon bald deutsch­landweit für 60 Mil­lio­nen Men­schen ver­füg­bar machen und das mod­ern­ste Giga­bit-Netz Europas bauen.

Was denkst Du, wie 5G Deinen All­t­ag verän­dern wird? Ver­rate uns Deine Ideen in den Kommentaren!