Das „Future Railway Mobile Communication System“, kurz FRMCS (übersetzt: künftiges Mobilkommunikationssystem für Züge), ist ein für die Zukunft geplantes, 5G-basiertes Zugfunksystem. Es soll das bislang für die Kommunikation genutzte GSM-R (GSM for Railways) ablösen und neben Sprachfunk auch sicherheitskritische sowie datenintensive Bahnanwendungen unterstützen.

Dabei ist FRMCS aber nicht nur als Ersatz für GSM-R gedacht, sondern ein völlig neues Konzept, das auf flexibleren und moderneren Kommunikationsstandards basiert. Es soll als flexible Datenkommunikationsplattform für sicherheitskritische Bahnkommunikation sowie künftige, datenintensive Anwendungen dienen.

Großer Funktionsumfang geplant
Das künftige System soll eine Vielzahl von Funktionen bieten:

• Sprechfunk zwischen Triebfahrzeugführern, Fahrdienstleitern, Disponenten und Betriebsstellen
• Priorisierte Notfallkommunikation, sogenannte Railway Emergency Calls
• ETCS-Kommunikation, für die digitale Signal- und Zugsteuerung „European Train Control System“ (ETCS).
• Teilweise automatisierter Zugbetrieb (ATO, Automatic Train Operation).
• Sprach- und Daten-Kommunikation mit mobilen Einsatzkräften und anderen Zugführern (Rangierkommunikation).
• Datenanwendungen wie Zugsteuerung, Fahrgastinformation und perspektivisch datenintensive Anwendungen wie Videoübertragung, Ferndiagnose und Fernsteuerung.
• Ortung der Züge und Steuerung einzelner Komponenten über TCMS (Train Control and Management System)

Das zentrale Zugsteuerungs- und Zugmanagementsystem TCMS arbeitet bislang innerhalb des Zuges. Dort steuert und überwacht es unter anderem Antrieb, Bremsen, Türen, Klimaanlage und weitere Bordsysteme. Über FRMCS können TCMS-Daten wie Diagnosen, Alarme, Telemetrie und Konfigurationsinformationen zwischen dem Zug und streckenseitigen Systemen übertragen werden.

Mehr Kapazität und flexiblere Dienste als GSM-R
Anwendungsebene und Übertragungsweg sind im FRMCS-Standards bewusst getrennt. In der praktischen Umsetzung wird FRMCS absehbar als Funktechnik 5G nutzen, genauer gesagt dessen Übertragungsstandard 5G New Radio. Grundsätzlich ist das System aber offen für andere Zugangstechnologien, beispielsweise Satellitenkommunikation oder zukünftige Mobilfunkstandards wie 6G.

Dadurch soll es deutlich mehr Datenkapazität und flexiblere Dienste bieten als das auf 2G-Technik beruhende GSM-R. Wie schon GSM-R soll FRMCS exklusive Frequenzbereiche für die Zugkommunikation nutzen, die im Rahmen der internationalen Bahnkommunikation harmonisiert werden sollen. Vorgesehen sind spezielle Bahn-Bänder in den Frequenzbereichen 900 MHz und 1900 MHz, außerhalb der öffentlichen Mobilfunknetze.  Die exklusiven Bahnfrequenzen sorgen dafür, dass das Netz nicht mit anderem Funkverkehr geteilt werden muss. Zusammen mit Priorisierungs- und Qualitätssicherungsmechanismen sowie einer redundanten Netzplanung bilden sie die Grundlage für garantierte Dienstgüte und hohe Verfügbarkeit.

Als Basis der oben aufgeführten Funktionen soll FRMCS Qualitätssicherungs- und Priorisierungsmechanismen sowie Multi-Access bieten – also die parallele Nutzung mehrerer Kommunikationsverbindungen durch ein Endgerät, beispielsweise neben oder temporär als Ersatz für 5G-Mobilfunk auch Satellitenverbindungen. Zusätzlich können öffentliche Mobilfunknetze eingebunden werden, etwa um Versorgungslücken zu schließen, Kapazität zu ergänzen oder Redundanz zu schaffen. Die Spezifikation lässt dafür verschiedene Modelle offen, etwa Roaming oder die gemeinsame Nutzung von Funknetzen.

Zudem nutzt die Übertragung Sicherheitsmechanismen wie Verschlüsselung, Authentifizierung und dienst-, nutzer- und rollenbezogene Berechtigungssteuerung. Um die nötige Resilienz zu gewährleisten, soll eine Abhängigkeit von einzelnen Herstellern vermieden werden. Zu diesem Zweck sollen standardisierte Schnittstellen Interoperabilität sicherstellen.

Zunächst Test- und dann mehrjähriger Parallelbetrieb vorgesehen
Geplant ist kein harter Umstieg von GSM-R auf FRMCS, sondern eine längere Koexistenz- und Migrationsphase, in der beide Systeme parallel betrieben werden. Dazu benötigen die Züge Dual-Mode-Endgeräte, die beide Standards unterstützen.

Nach Labortests sind ab 2027 im Rahmen des EU-Projekts FP2-MORANE-2 erste Feldtests auf Bahnstrecken in Spanien, Deutschland, den Niederlanden und Schweden vorgesehen. Geprüft werden dabei unter anderem das Zusammenspiel von Komponenten verschiedener Hersteller, die Zusammenarbeit mit GSM-R und der Übergang zwischen Netzen an Ländergrenzen. Die Migration in Europa wird dann bis etwa 2035 erwartet und umfasst nicht zuletzt die Ausrüstung der gesamten Zugflotten mit den erforderlichen neuen Endgeräten.