Was ist FRMCS? Verständlich für Entscheider und Techniker

FRMCS für Entscheider erklärt

Warum braucht die Bahn FRMCS?

Bahnunternehmen müssen Züge, Leitstellen und Mitarbeitende zuverlässig miteinander verbinden. Dafür nutzen viele Bahnen heute GSM-R, eine auf der Mobilfunkgeneration 2G basierende Technologie.

GSM-R kommt jedoch an seine langfristigen technologischen und wirtschaftlichen Grenzen. Die UIC erwartet das Ende der Herstellerunterstützung ungefähr um 2035. Gleichzeitig steigt der Bedarf, Daten zwischen Fahrzeugen und streckenseitigen Systemen auszutauschen. FRMCS soll die Kontinuität der betrieblichen Kommunikation sichern und die weitere Digitalisierung ermöglichen. 2035 ist dabei kein weltweit einheitlicher Abschalttermin. Die tatsächliche Umstellung muss je Netz und Fahrzeugflotte geplant werden. ^[1]

Was ermöglicht FRMCS?

FRMCS stellt Kommunikationsdienste für unterschiedliche Bahnanwendungen bereit. Dazu gehören Sprache, Daten und grundsätzlich auch Video. Die Architektur sieht vor, diese Anwendungen nach ihren jeweiligen Anforderungen an Übertragungsqualität und Priorität zu behandeln. Eine betriebswichtige Kommunikation benötigt andere Bedingungen als eine weniger zeitkritische Datenübertragung. ^[2]

Ein anschauliches Beispiel: Ein Zug überträgt betriebliche Daten, während der Triebfahrzeugführer mit der Leitstelle spricht. Kommt eine Notfallkommunikation hinzu, muss das Gesamtsystem deren besonderen Anforderungen berücksichtigen. Entscheidend sind deshalb neben der Funkabdeckung auch die richtigen Teilnehmer, Berechtigungen und Prioritäten. Solche Funktionen gehören zur Diensteebene von FRMCS. ^[2]

Was bedeutet die Einführung für ein Bahnunternehmen?

Aus Managementsicht sollte FRMCS als mehrjähriges Veränderungsprogramm für Infrastruktur, Fahrzeuge und Betrieb geplant werden. Diese Einordnung folgt aus dem Umfang der Migration: Sie betrifft unter anderem streckenseitige Netze, Fahrzeugausrüstung, Leitstellen, bestehende Anwendungen und deren Zusammenspiel. Auch die Koordination mit ETCS-Erneuerungen sowie Prüf- und Zulassungsverfahren gehört zur Einführungsplanung. ^[3]

Daraus ergeben sich vier zentrale Planungsfragen:

• Umfang: Welche Strecken, Fahrzeuge und Anwendungen werden in welcher Reihenfolge umgestellt?
• Übergang: Wie bleibt der Betrieb während der Koexistenz von GSM-R und FRMCS gewährleistet?
• Verantwortung: Wer verantwortet die Kommunikationsqualität über die gesamte Kette vom Fahrzeug bis zur Leitstelle?
• Investitionen: Wie werden Netzerneuerung, Fahrzeugumbauten und Anwendungsmodernisierung aufeinander abgestimmt?

Der wirtschaftliche Nutzen sollte entsprechend in zwei Teilen bewertet werden: die notwendige Ablösung alter Technik und der zusätzliche Nutzen neuer Anwendungen. Mehr Netzkapazität allein schafft noch keinen betrieblichen Mehrwert; dafür braucht es passende Anwendungen und Prozesse.

FRMCS für Techniker erklärt

Architektur: Anwendungen, Dienste und Transport

Das zentrale Architekturprinzip ist die Trennung von Kommunikationsdiensten und Datentransport. Dadurch sollen sich Netztechnik und Dienste möglichst unabhängig von den Bahnanwendungen weiterentwickeln können.

• Railway Application Stratum – führt die fachliche Bahnfunktion aus und nutzt FRMCS zur Kommunikation. Beispiele: Sprachapplikation, ETCS, ATO.
• Service Stratum – stellt Kommunikationsdienste und zugehörige Steuerungsfunktionen bereit. Beispiele: Mission-Critical-Dienste, Identitäten, Gruppen und Sitzungen.
• Transport Stratum – stellt die Datenverbindung und deren Übertragungsqualität bereit. Beispiele: 5G-Funkzugang, 5G Core, Mobilität und QoS.

Die Bahnanwendungen liegen gemäss ETSI ausserhalb der eigentlichen FRMCS-Systemarchitektur. FRMCS umfasst Transport und Dienste. ETCS nutzt die Kommunikationsleistung von FRMCS; seine Zugsicherungsfunktion bleibt eine eigenständige Anwendung. ^[2]

Transport Stratum: 5G als technische Grundlage

Der spezifizierte FRMCS-Funkzugang basiert auf 5G New Radio, ergänzt durch den 5G Core. Zu den wesentlichen Funktionen gehören:

• gNodeB: Funkzugang für die Endgeräte.
• AMF: Registrierung und Mobilitätsmanagement.
• SMF: Verwaltung der PDU-Sessions.
• UPF: Weiterleitung der Nutzdaten.
• PCF: Steuerung von Policies und Quality of Service.

Anwendungsdaten werden über PDU-Sessions und zugeordnete QoS-Flows transportiert. Dabei müssen die Anforderungen der Dienste auch im Funkzugang und im zugrunde liegenden IP-Netz berücksichtigt werden. Eine vorhandene 5G-Verbindung allein weist daher noch keine ausreichende Qualität für eine konkrete Bahnanwendung nach. ^[2]

Service Stratum: MCX und SIP/IMS

Die Diensteebene baut auf dem Mission-Critical-Framework von 3GPP, kurz MCX, auf. Zur Dienstefamilie gehören:

• MCPTT (Mission Critical Push To Talk): kritische Sprachkommunikation.
• MCData (Mission Critical Data): kritische Datenkommunikation.
• MCVideo (Mission Critical Video): kritische Videokommunikation.

Diese Dienstefamilie beschreibt den technischen Rahmen. Welche Funktionen in einer konkreten FRMCS-Version und Installation unterstützt werden, muss anhand der jeweiligen Spezifikation und Implementierung geprüft werden. Die Interoperabilität unterschiedlicher Hersteller wird unter anderem in den FRMCS-Plugtests von ETSI untersucht. ^[2]

Zum Service Stratum gehören ausserdem SIP/IMS-basierte Signalisierung, Identitäts- und Schlüsselverwaltung sowie Funktionen zur Verwaltung von Konfigurationen und funktionalen Aliasen. Ein funktionaler Alias ermöglicht die Adressierung über eine betriebliche Funktion – beispielsweise eine Zugfunktion – statt ausschliesslich über eine feste Geräteidentität.

5G Core und SIP/IMS Core erfüllen unterschiedliche Aufgaben: Der 5G Core organisiert Netzzugang und Transport; der SIP/IMS Core unterstützt die Signalisierung auf Diensteebene. ^[2]

Qualität muss über alle Ebenen zusammenpassen

Eine Priorität auf Anwendungsebene muss in die passenden Dienst- und Transportparameter umgesetzt werden. Dafür sieht FRMCS eine Kopplung der Diensteebene mit der Policy-Steuerung des 5G Core vor, unter anderem über N5 oder Rx.

Technisch sind dabei unterschiedliche Mechanismen zu unterscheiden: 5QI beschreibt QoS-Eigenschaften eines Flows; Allocation and Retention Priority, ARP, beeinflusst unter anderem die Zulassung und gegebenenfalls Verdrängung von Ressourcen. Für die Auslegung zählt deshalb das abgestimmte Verhalten der gesamten Verbindung unter Last und bei Mobilität. ^[2]

Migration: GSM-R und FRMCS müssen zusammenarbeiten

Während der Einführung werden beide Systeme zeitweise nebeneinander bestehen. Für ihre Zusammenarbeit spezifiziert ETSI Interworking Functions, IWF. Sie vermitteln zwischen unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen und unterstützen definierte systemübergreifende Abläufe.

Interworking ist damit eine eigenständige Integrationsaufgabe. Welche Sprach- und Betriebsfunktionen über die Systemgrenze hinweg funktionieren, muss konkret festgelegt und getestet werden; ein Gateway allein belegt keine vollständige Funktionsgleichheit. ^[2]

Wie weit ist FRMCS?

Stand: 2026-10-03. FRMCS wird schrittweise spezifiziert und validiert. Nach dem aktuellen redaktionellen Roadmap-Stand ist die vorläufige Ausgabe V3p für 2026-11 geplant ^[4]; die mit der ERA abgestimmte V3 „FRMCS 1st Edition“ ist als Ziel für 2027-12 genannt ^[4]. Die ERA plant ihre Empfehlung mit den FRMCS-Spezifikationen im Korridor 2027-12 bis 2028-09 ^[5]; die rechtliche Aufnahme in die CCS-TSI ist ein UIC-Ziel für 2028 ^[6]. Spezifikationsausgabe, ERA-Empfehlung, rechtliche Verankerung und nationale Einführung sind getrennte Schritte; alle genannten Termine sind Planungen, keine erreichten Meilensteine. MORANE-2 soll durch Labor- und Feldtests zur Validierung beitragen. Diese Planung darf nicht mit einer bereits abgeschlossenen flächendeckenden Einführung gleichgesetzt werden.

Für technische Projekte folgt daraus: Eine Anforderung wie „FRMCS-kompatibel“ ist zu unpräzise. Beschaffung und Abnahme sollten die konkreten Spezifikationsversionen, unterstützten Funktionen, Schnittstellen und nachzuweisenden Betriebsszenarien benennen.