Frequenzbereiche

Grundlage aller technischen Implementierungen sind die durch die UIC frühzeitig eingeleitete Reservierung von Funkfrequenzen. Es war das Ziel, in allen Ländern gegebenenfalls anderweitige Nutzungen des reservierten Bereiches zu beenden sowie optionale Bereiche nutzbar zu machen. Die tatsächliche Zuteilung der Frequenzbereiche erfolgt durch die nationalen Regulierungsbehörden. Roaming zwischen GSM-R und öffentlichen GSM-Netzen ist möglich.

Die in Deutschland zuständige Bundesnetzagentur reserviert das 4 MHz breite UIC-Frequenzband, welches derzeit für GSM-R genutzt wird:

• Uplink: 876–880 MHz
• Downlink: 921–925 MHz

Das UIC-Frequenzband wird durch 19 GSM-Kanäle mit einem Kanalabstand von 200 kHz aus dem R-GSM-Frequenzband genutzt.

Zusätzlich darf in Deutschland seit Ende 2009 (sowie u. a. auch in Liechtenstein, Österreich und der Schweiz) ein 3 MHz breites Frequenzband ('erweitertes' GSM-R, E-GSM-R oder ER-GSM) genutzt werden:

• Uplink: 873–876 MHz
• Downlink: 918–921 MHz

E-GSM-R ermöglicht die Nutzung von weiteren 15 GSM-Kanälen mit einem Kanalabstand von 200 kHz. Die Nutzung von E-GSM-R ist bisher stark eingeschränkt. Benachbarte Funkanwendungen wie

• der Uplink der öffentlichen Mobilfunkanbieter im E-GSM-Frequenzband (880–915 MHz) oder
• Short Range Devices (SRD) (863–870 MHz) und
• militärische Funkanwendungen (870–873 MHz und 915–918 MHz)

dürfen nicht gestört werden oder störten die zuverlässige Nutzung für die Bahnanwendung. Es ist aber eine Option für die parallele Einführung neuer leistungsfähigerer Funktechniken für Bahnanwendungen, die nach Abschaltung von GSM-R auch dessen Frequenzbereiche nutzen können.

Das erweiterte GSM-R-Frequenzband sollte in Deutschland ab 2015 genutzt werden. Tatsächliche Nutzungen wurden bislang nicht bekannt.

Infrabel beabsichtigt, einen Teil des erweiterten Bandes (Kanäle zwischen 919,6 bis 921,0 MHz) zu nutzen.

Nach einer ECC-Entscheidung von 2018 soll der untere Teil des E-GSM-R-Bandes (bis 919,4 MHz) für SRD-Anwendungen geöffnet werden. Daneben bestehen Bestrebungen, bei 919,9 MHz einen vierten RFID-Kanal einzuführen.

Mit Entscheidung vom 20. November 2020 beschloss das Electronic Communications Committee der CEPT, das gepaarte Frequenzband 874,4–880,0 und 919,4–925,0 MHz und das ungepaarte Frequenzband 1900–1910 MHz für Eisenbahnen in Europa als Railway Mobile Radio (RMR) bereitzustellen. RMR beinhaltet dabei GSM-R und Nachfolgesysteme wie FRMCS. Mit Beschluss vom 28. September 2021 verpflichtet die Europäische Kommission die Mitgliedsstaaten, bis zum 1. Januar 2022 die gepaarten Frequenzbänder 874,4–880,0 MHz und 919,4–925,0 MHz sowie, ab 1. Januar 2025, das ungepaarte Frequenzband von 1900 bis 1910 MHz für Bahnmobilfunk (GSM-R und FRMCS) auszuweisen. Damit steht ab 2022 mindestens ein Teil des erweiterten GSM-R-Frequenzbandes in den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union zur Verfügung.

In Deutschland ist das erweiterte GSM-R-Frequenzband auch über 2033 hinaus nicht für andere Zwecke verfügbar.

Gerätekategorie

GSM-R-Funkmodule werden nach Gerätekategorien unterteilt. Die Gerätekategorien tragen eine englischsprachige Bezeichnung und Abkürzung.

Die genauen Anforderungen an die einzelnen Gerätekategorieren sind in der EIRENE FRS definiert.

Für die Rangierkommunikation in Gleisbereichen ohne GSM-R-Mobilfunkversorgung wird analoger oder digitaler Betriebsfunk eingesetzt. Dieser Betriebsfunk erfolgt auf Funkfrequenzen außerhalb des ER-GSM-Frequenzband. Moderne Kommunikationslösungen für das Rangierpersonal sind neben einem GSM-R-Funkmodul auch mit einem Betriebsfunkmodul ausgerüstet. In Bereichen ohne GSM-R-Mobilfunkversorgung, wie zum Beispiel im Anschlussgleis, kommuniziert das Rangierpersonal über das Betriebsfunkmodul. Befindet sich das Rangierpersonal wieder im Bereich von GSM-R-Mobilfunkversorgung, zum Beispiel im Bahnhof, erfolgt die Rangierkommunikation über das GSM-R-Funkmodul.

Sendeleistungen

Bahnspezifische Funktionen

Anfänglich trennte man bei GSM-R die Funktion in zwei Betriebsmodi, je nachdem ob ein GSM-R-Netz verfügbar war oder nicht. Diese Modi unterschieden sich in wesentlichen Parametern voneinander. Der Direct-Modus für Kurzstreckenkommunikation ohne GSM-R-Netz sollte ähnlich dem Sprechfunk funktionieren. Er entfiel aber mit der überarbeiteten FRS Version 8. Somit unterstützt GSM-R nur die Kommunikation über festinstallierte Mobilfunkantennen. Jegliche Sprach- und Datenkommunikation wird über mindestens eine GSM-R-Mobilfunkantenne abgewickelt. Eine direkte Funk-Kommunikation zwischen zweier GSM-R-Funkmodule außerhalb der Reichweite einer GSM-R-Mobilfunkantenne ist nicht möglich.

Im GSM-Modus kommen nach dem GSM-Standard spezifizierte Betriebsparameter zur Anwendung. Ein GSM-R-Netz im GSM-Modus entspricht weitgehend einem öffentlich zugänglichen GSM-Netz, jedoch sind seitens der UIC zusätzliche Dienste gefordert, und einige Parameter aus Standard-GSM wurden enger spezifiziert. Um alle Applikationen des GSM-R-Netzes für die Fahrdienstleiter und Disponenten zu nutzen, kommen spezielle Fixed Terminal Systems (FTS) zum Einsatz. GSM-R kann nur mit speziellen GSM-R-fähigen Mobilfunkgeräten und speziellen GSM-R-tauglichen SIM-Karten genutzt werden. Die Unterschiede sind im Einzelnen:

• Die Unterstützung von Funktionsrufnummern für Sprach- und Datenanrufe ist erforderlich.
• Funktionsrufnummern müssen vom Netz aufgelöst und auf den Endgeräten in Textform dargestellt werden.
• Die Anrufzustellung abhängig vom Aufenthaltsort des Anrufenden muss möglich sein. Auf diese Art kann etwa, abhängig vom Aufenthaltsort, mit der gleichen Rufnummer immer der zuständige Fahrdienstleiter erreicht werden.
• Die Implementierung eines bahnspezifischen Notrufs ist erforderlich.
• Die Implementierung der Advanced Speech Call Items (ASCI) ist erforderlich.
• Die Implementierung des GSM-Dienstes Voice Broadcast Service (VBS) ist erforderlich. Hierbei handelt es sich um einen Sammelanruf für Einwegkommunikation, d. h. der Anrufende kann sprechen, alle Angerufenen können nur zuhören (Durchsagedienst).
• Die Implementierung des GSM-Dienstes Voice Group Call Service (VGCS) ist erforderlich. Hierbei handelt es sich um einen Sammelanruf, der zeitgleich an ganze Nutzergruppen zugestellt wird und in dem alle Teilnehmer sprechen können.
• Die Unterstützung von Funktionsrufnummern für VBS und VGCS ist erforderlich. Hierbei müssen Adressierungsmöglichkeiten wie etwa alle Züge oder gesamtes Zugpersonal unterstützt werden.
• Für Sprachverbindungen muss ein spezieller Rangiermodus implementiert werden. Dieser beinhaltet die Schaltung eines Verbindungskontrollsignals (link assurance signal), das allen Beteiligten regelmäßig das Bestehen einer Verbindung in Form eines Kontrolltons anzeigt.
• Die Implementierung von Enhanced Multi-Level Precedence And Pre-emption Service (eMLPP) ist erforderlich. Jedem Anruf muss eine Prioritätsstufe zugewiesen werden, das Netz muss die Verdrängung von Anrufen niedriger Priorität durch höher priorisierte Anrufe unterstützen, verdrängte Anrufe sollen beendet werden. Die folgenden Prioritätsstufen werden in GSM-R vergeben:
  • Prio 0: bahnspezifische Notrufe (railway emergency)
  • Prio 1: ETCS-Anwendungen
  • Prio 2: Notruf Strecke, Tunnelnotruf
  • Prio 3: betriebliche Verbindungen (Fahrdienstleiter zu Triebfahrzeugführer oder Fahrdienstleiter zu Fahrdienstleiter) und Rangiermodus (railway operation)
  • Prio 4: dispositive Verbindungen, sonstige Anrufe z. B. Triebfahrzeugführer-Triebfahrzeugführer-Kommunikation (railway information) und Gruppenanrufe von Instandhaltungspersonal (public emergency and group calls from Maintenance personnel in the same area)
• Ein spezifischer Datendienst für ETCS muss implementiert werden.
• In den verwendeten SIM-Karten müssen Datenfelder für GSM-R-spezifische Daten angelegt werden.
• Die Unterstützung von Endgeräten, die sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 km/h bewegen, muss sichergestellt werden.
• Ein Versorgungspegel von mindestens -98 dBm (entspricht 38,5 dBμV/m) mit einer Versorgungswahrscheinlichkeit von 95 % für Sprachverbindungen und nicht sicherheitskritische Anwendungen muss sichergestellt werden.
• Ein Versorgungspegel von mindestens -95 dBm (entspricht 41,5 dBμV/m) mit einer Versorgungswahrscheinlichkeit von 95 % für Strecken mit ETCS Level 2/3 bei Geschwindigkeiten von bis zu 220 km/h muss sichergestellt werden.
• Rufaufbauzeiten für bahnspezifische Notrufe müssen in mindestens 95 % der Fälle kleiner als zwei Sekunden sein.
• Rufaufbauzeiten für Gruppenrufe zwischen Teilnehmern eines Rufbereichs müssen in mindestens 95 % der Fälle kleiner als fünf Sekunden sein.
• Fest eingebaute Endgeräte müssen bei Ausfall der Stromversorgung mindestens eine Stunde weiter funktionieren, wobei das Gerät 15 Minuten benutzt werden kann.

Der GSM-Modus von GSM-R wurde für den gesamten R-GSM Frequenzbereich spezifiziert.

Herausforderungen

Deutschland (Deutsche Bahn)

Eigentümer und Betreiber des deutschen GSM-R-Netzes ist die DB Netz AG. Generalunternehmer und Hersteller des Mobilfunknetzes der Deutschen Bahn war die kanadische Firma Nortel, nach deren Auflösung der ehemalige europäische Vertreter Kapsch Carrier Com (KCC) das Geschäft fortgeführt hat. Seit Februar 2008 wurden auch Basisstationen von Nokia Siemens Networks (heute Nokia Solutions and Networks, NSN) aufgebaut. Die Dualmode-GSM-R-Terminals, welche neben dem GSM-R-Standard auch noch den analogen Zugfunk unterstützen, wurden von der Hörmann Funkwerk Kölleda GmbH über Nortel Networks an die Deutsche Bahn geliefert.

1998 entschied die Deutsche Bahn, den in den 1970er Jahren eingeführten analogen Zugfunk vollständig auf GSM-R umzustellen. Vorher wurden im Januar 1998 erste GSM-R-Funktests auf der Strecke zwischen Stuttgart und Bruchsal durchgeführt. Im Jahr 2001 wurde GSM-R auf einem 15 km langen Testabschnitt Gräfenhainichen–Bitterfeld der Strecke Berlin–Halle vollständig in Betrieb genommen.

Im Juli 1999 übernahm DB Telematik (vormals Arcor), im Auftrag von DB Netz, die Planung des deutschen GSM-R-Netzes. Danach wurde vorübergehend auch der Netzbetrieb übernommen. Die Deutsche Bahn stellte am 1. Oktober 1999 ihre Pläne für den Aufbau eines GSM-R-Netzwerks vor. Bis Ende 2002 sollten dabei 27.000 Streckenkilometer mit 2800 Basisstationen abgedeckt werden. Der Aufbau des Netzes sollte in fünf Phasen erfolgen. Nach Planung von 2001 sollten bis 2004 etwa 1,5 Milliarden Euro in die Streckeninfrastruktur und 250 Millionen Euro in die Zugterminals investiert werden. 2003 war ein Streckenpaket von etwa 24.500 km beauftragt. Die von Nortel Networks als Generalunternehmer gelieferte Systemtechnik sollte etwa 2700 Basisstationen, 60 BSC und sieben MSC umfassen. Darüber sollten etwa 150.000 mobile Endgeräte versorgt werden. Die erste nur auf digitalem Zugfunk (GSM-R) basierende Strecke war die Schnellfahrstrecke Köln–Rhein/Main, welche am 1. August 2002 in Betrieb ging.

Umstritten war, inwieweit private Eisenbahnverkehrsunternehmen zur Umstellung auf GSM-R gezwungen werden können. Kritiker bemängelten, dass das neue System den Unternehmen kaum Vorteile bringen, jedoch hohe Kosten aufbürden würde. Ende 2003 wurde dabei ein Kompromiss zwischen den Verkehrsunternehmen und DB Netz ausgehandelt. Bis Ende 2004 wurde die Grundstufe (Basisprojekt) des GSM-R-Systems mit rund 2600 Basisstationen, 63 BSC und 7 MSC abgeschlossen. Weitere BTS sollten im Rahmen eines Zusatzpaketes noch aufgebaut werden.

Bis Dezember 2009 wurde digitaler Rangierfunk in 1050 von 1350 Rangierbereichen in Betrieb genommen. Im April 2010 waren mehr als 25.000 Kilometer des Streckennetzes auf GSM-R-Zugfunk umgestellt. Im Jahr 2016 waren im Netz der Deutschen Bahn rund 29.000 von gut 33.000 Streckenkilometern mit GSM-R ausgerüstet. Auf den übrigen Strecken läuft die Kommunikation über analogen Zugfunk oder das öffentliche GSM-Netz. In Vorbereitung der Einführung von ETCS wurde entlang von Neu- und Ausbaustrecken im Umfang von 3444 km ein erhöhter Funkpegel von mindestens -95 dBm (gemäß EIRENE SRS) und eine erhöhte BTS-Verfügbarkeit realisiert. Über 9800 Fahrzeuge der Deutschen Bahn wurden bis 2007 für GSM-R umgerüstet. Das Netz umfasst etwa 7000 Standorte. Eigentümer und Betreiber des deutschen GSM-R-Netzes ist seit 1. Januar 2013 die DB Netz AG.

Die Kernkomponenten des GSM-R-Mobilfunknetzes (NSS) sollten bis Ende 2017 auf 3GPP-Release 4 aktualisiert und die bisherige Anzahl von sieben MSC reduziert werden. Zwischen September 2017 und März 2018 wurden die sieben MSC (Frankfurt am Main, Leipzig, München,, Berlin, Stuttgart, Hannover und Essen) auf das neue System umgestellt.

Im Juli 2015 vergab die Deutsche Bahn neue Aufträge zur Modernisierung des BSS-Teils des GSM-R-Netzes. Bis zum Jahr 2024 sollten bis zu 3300 Basisstationen (BTS), 38 Base Station Controller (BSC) und Transcoder (TRAU) ausgetauscht werden. Der Auftrag hat ein Gesamtvolumen von 200 Millionen Euro. Ein Los ging an Nokia, das zweite Los an ein Konsortium von Huawei und Siemens. Der Auftrag beinhaltet auch Wartung und Reparatur der neuen Netzkomponenten bis 2033.

Aufgrund eines GSM-R-Ausfalls in Folge einer Sabotage an Kabeln wurde der Zugverkehr der Deutschen Bahn in Niedersachsen, Bremen, Hamburg und Schleswig-Holstein am Morgen des 8. Oktober 2022 für rund drei Stunden eingestellt. Zuvor waren zeitversetzt zwei zueinander redundante Kabel bei Herne und Berlin-Karow durchtrennt worden.

Im GSM-R-Netz der Deutschen Bahn sollen laut Verzeichnis der Langsamfahrstellen mehr als tausend Stellen mit unzureichender Funkausleuchtung, von bis zu einem Kilometer Länge, bestehen. Laut Angaben von DB Netz sei die Funkversorgung auf etwa 250 Abschnitten mit schwankender Ausdehnung, zumeist wenigen Hektometern, eingeschränkt. Die Qualität der Funkversorgung werde zur Inbetriebnahme sowie im Rahmen regelmäßiger Messfahrten, spätestens alle 24 Monate, überprüft. Laut Angaben des Eisenbahn-Bundesamtes liegt die Verfügbarkeit auf dem Gesamtnetz der Deutschen Bahn bei 99 Prozent. Europaweit gefordert seien 95 Prozent.

Das GSM-R-Netz der Deutschen Bahn versorgt mit nahezu 4.000 Basisstationen ca. 30.000 Streckenkilometer (Stand: 2022). Mehr als 70.000 Mobilfunkteilnehmer sind registriert. 2018 waren es noch ca. 3800 Basisstationen für rund 29.500 Streckenkilometer. Für die Versorgung des gesamten Streckennetzes wären nach damaligen Angaben etwa weitere 800 zusätzliche Basisstationen erforderlich gewesen. Ende 2019 waren 29.751 von 33.291 Betriebskilometern mit GSM-R ausgerüstet. Die DB unterhält mit 13 europäischen GSM-R-Betreibern Roamingabkommen.

Seit 2016 müssen in Deutschland neu zugelassene Fahrzeuge mit so genannten „gehärteten GSM-R-Endgeräten“ ausgerüstet werden, die die zu GSM-R benachbarten Frequenzbänder des öffentlichen Mobilfunks besser trennen und somit Empfangsstörungen vermeiden können. Zuvor verbaute, ungehärtete Geräte, genießen Bestandsschutz. Die Härtung gilt als Voraussetzung, um eine kostengünstige Versorgung mit öffentlichem LTE-Mobilfunk an Bahnanlagen zu ermöglichen. Im Mai 2019 wurde eine Richtlinie zur Förderung des Austausches bestehender GSM-R-Funkmodule gegen störfeste Module bzw. zum Einsatz entsprechender Filter bekanntgemacht. Damit sollen bis zu 20.000 Triebfahrzeuge binnen vier Jahren umgerüstet werden. Der Zuschuss beträgt 50 % der zuwendungsfähigen Kosten bzw. Ausgaben, höchstens jedoch 3.000 Euro pro umgerüsteten GSM-R-Endgerät. Im Rahmen eines Konjunkturpakets wurde der Fördersatz 2020 auf einhundert Prozent erhöht. Der überwiegende Teil der wenigstens 16.500 Zugfunkanlagen bzw. rund 13.600 Fahrzeuge könne laut Industrieangaben mit niedrigen Kosten umgerüstet werden, rund 1000 Fahrzeuge benötigten einen Austausch der gesamten Zugfunkanlage zu Kosten von rund 25.000 Euro. Das Förderprogramm wurde im Juli 2021 bis Ende 2022 verlängert. Ende März 2022 wurde die Förderrichtlinie um Zugfunkgeräte erweitert, die zwar TSI-konform, jedoch trotzdem nicht störfest sind. Mit Beschluss vom 17. November 2021 genehmigte die Bundesnetzagentur grundsätzlich eine von der DB Netz AG mit Wirkung ab Dezember 2022 beabsichtigte Änderung der Netzzugangsbedingungen, wonach alle auf Strecken mit GSM-R-Zugfunk eingesetzten Fahrzeuge zwingend mit störfesten GSM-R-Funkmodule ausgerüstet sein müssen. Davon ausgenommen bleibt zunächst nur die Verbindung München–Lindau Grenze. Am 23. November 2022 beschloss die Bundesnetzagentur, die Pflicht auszusetzen, da noch mehr als 1000 Triebfahrzeuge noch nicht ausgerüstet seien. Nunmehr sollen Fahrzeugbetreiber bis 14. Dezember 2024 Zeit haben, die Anforderung umzusetzen. DB Netz beabsichtigt, die entsprechende Änderung der Netzzugangsbedingungen Netz (NBN) für die Netzfahrplanperioden ab 2025 wieder aufzunehmen.

Im Zuge des Digitalen Knotens Stuttgart ist für ETCS-Bereiche „ohne Signale“, erstmals in Deutschland, vorgesehen, ein voll redundantes Funknetz (einschließlich BTS und BSC) aufzubauen. Dabei ist auch eine alternierende Anbindung von Basisstationen an zwei BSCs vorgesehen, sodass der Ausfall eines beliebigen Netzelements ohne spürbare Folgen für den Bahnbetrieb bleiben soll. Das erweiterte Frequenzband soll genutzt, auf GPRS hingegen verzichtet und damit kürzere Latenzen und planbarere Handover erreicht werden. Beim Ausfall einer BTS oder einer BSC soll damit ein für den ETCS-Betrieb noch ausreichender Pegel von -98 dBm mit ausreichender Überlappung der verbliebenen Funkzellen gewährleistet werden. Durch die Unterstützung des erweiterten Frequenzbandes bei der ETCS-Nachrüstung von Fahrzeugen sollen zusätzliche Planungsspielräume für die GSM-R-Infrastruktur entstehen und deren Aufwand reduziert werden.

Schweiz (Schweizerische Bundesbahnen)

Anfang 1999 erteilten die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) erstmals den Auftrag zum Aufbau und Betrieb eines GSM-R-Netzes. Die SBB gaben dabei die Versorgung einer 36 km langen Pilotstrecke, zwischen Zofingen und Sempach, in Auftrag. Die ersten Versuchsfahrten waren für die zweite Jahreshälfte 1999 geplant. 2003 erteilte die SBB den Auftrag zum Aufbau und Betrieb eines GSM-R-Netzes entlang aller Hauptlinien und den wichtigsten Nebenlinien. Die SBB hatten die Hauptlinien für über 430 Millionen Schweizer Franken mit GSM-R ausgerüstet. Wegen vieler Einsprachen explodierten die Kosten und der Aufbau des GSM-R-Mobilfunknetzes auf zahlreichen Nebenlinien war vor 2015 noch nicht fertig gestellt. Das Netz umfasst inzwischen rund 1340 Antennenstandorten und wird weiter ausgebaut. Damit werden rund 2200 Kilometer Hauptstrecken versorgt. Der GSM-Rollout soll bis Ende 2023 abgeschlossen werden. Rund 1100 Kilometer Nebenstrecken werden über das öffentliche Netz eines Roaming-Partners versorgt.

Der fest installierte Teil des Mobilfunk-Netzwerks wurde von Nokia Siemens Networks geliefert und bis heute betrieben. Die SBB betreiben das Schweizer GSM-R-Mobilfunknetz auf dem 4 MHz breiten UIC-Frequenzband:

• Uplink: 876–880 MHz
• Downlink: 921–925 MHz

Das UIC-Frequenzband besteht aus 19 GSM-Kanälen mit einem Kanalabstand von 200 kHz:

Der digitale Zugfunk erfolgt über das GSM-R-Mobilfunknetz. Der Rangierdienst und Baudienst nutzt ebenfalls das GSM-R-Mobilfunknetz. Weiter wird das GSM-R-Mobilfunknetz für Zugfahrten mit ETCS Level 2 benötigt. Das Zugpersonal ist mit Mobiltelefonen ausgerüstet, welche das UIC-Frequenzband nicht unterstützen und somit das GSM-R Mobilfunksignal nicht empfangen und senden können. Die Mobiltelefone des Zugpersonal werden mit GSM-R-SIM-Karten betrieben und nutzen die Kernkomponenten des GSM-R-Mobilfunknetzes (z. B. HLR), damit über bahnspezifische Programme (z. B. App und/oder SIM-Toolkit) GSM-R-Spezialfunktionen wie die Funktionsrufnummern realisiert werden können. Die Mobiltelefone des Zugpersonals verwenden dank Roaming das Mobilfunksignal von öffentlichen Mobilfunkanbietern im In- und Ausland.

Auf Schweizer Eisenbahnstrecken ohne streckenseitige ETCS-Level-2-Ausrüstung ist das GSM-R-Netz nur teilweise mit einer redundanten Base Station Controller (BSC)-Mobilfunkinfrastruktur aufgebaut. Bei einem GSM-R-Ausfall (zum Beispiel Ausfall BSC) oder fehlenden GSM-R-Mobilfunkempfang kann der Triebfahrzeugführer dank Roaming ins öffentliche GSM-Mobilfunknetz (GSM-P/GSM-Public) den digitalen Zugfunk weiterhin nutzen. Die aktuelle GSM-R-Netzabdeckung ist in den Streckentabellen RADN ersichtlich. Der GSM-R-Rolloutplan bietet eine Übersicht über die GSM-R-Netzabdeckung auf den Normalspur-Eisenbahnstrecken der Schweizer Infrastrukturbetreiber. Die Angaben zur GSM-R-Netzabdeckung gelten auch für Eisenbahntunnel, dort wird die GSM-R-Mobilfunkversorgung über die Tunnelfunkanlage realisiert. Auf Normalspur-Streckenabschnitten mit fehlender GSM-R-Netzabdeckung kann die Tunnelfunkanlage fehlen. Deshalb kann bei fehlender GSM-R-Netzabdeckung insbesondere in kürzeren Normalspur-Eisenbahntunneln kein Mobilfunkempfang (GSM-R/GSM-P) vorhanden sein.

Für Zugfahrten unter der Sicherheitsverantwortung von ETCS L2 muss das GSM-R-Mobilfunknetz aus Sicherheitsgründen erhöhten Verfügbarkeits-Anforderungen genügen. Für ETCS L2 müssen alle Mobilfunkkomponenten des GSM-R-Mobilfunknetzes redundant aufgebaut sein. Die Lokomotive verfügt über zwei EDOR für den ETCS-Fahrzeugrechner (EVC). Die zentralen GSM-R-Mobilfunkinfrastrukturkomponenten des Network Switching Subsystem (NSS) sind redundant ausgelegt (z. B. MSC). Zwei BSC versorgen unabhängig voneinander den gleichen Bahnstreckenabschnitt mit GSM-R-Mobilfunkempfang.

Bei Außenversorgung von ETCS-Level-2-Strecken wird der gleiche Streckenabschnitt von mindestens einer am BSC A angeschlossenen Mobilfunkantennen (BTS) und von mindestens einer benachbarten, am BSC B angeschlossene Mobilfunkantenne (BTS) versorgt. Die am BSC A angeschlossenen Mobilfunkantennen sind unabhängig von den am BSC B angeschlossenen Mobilfunkantennen. Fällt eine Mobilfunkantenne (BTS) aus, übernehmen die benachbarten Mobilfunkantennen die Versorgung des vom Ausfall betroffenen Streckenabschnitts. Fällt ein BSC aus, stellt der zweite BSC mit seinen Mobilfunkantennen den GSM-R-Empfang auf dem gesamten Streckenabschnitt sicher. Selbst bei einem BTS- oder BSC-Ausfall muss auf ETCS L2-Strecken mit Führerstandssignalisierung bis 220 km/h ein minimaler GSM-R-Signalpegel von mindestens -95 dBm gewährleistet sein.

Bei Tunnelversorgung von ETCS L2-Strecken stellen in der Regel zwei voneinander völlig unabhängige Tunnelfunkanlagen die redundante GSM-R-Mobilfunkversorgung im Eisenbahntunnel sicher. In jedem Tunnelabschnitt sind jeweils zwei Strahlungskabel parallel installiert. Das erste Strahlungskabel ist an der Tunnelfunkanlage A angeschlossen. Das zweite Strahlungskabel ist an der Tunnelfunkanlage B angeschlossen. Fällt das Strahlungskabel der Tunnelfunkanlage A wegen eines technischen Defekts aus, übernimmt das Strahlungskabel der Tunnelfunkanlage B die GSM-R-Mobilfunkversorgung in diesem Tunnelabschnitt.

Um Kosten zu sparen, wurde von den europäischen Eisenbahninfrastrukturbetreibern nur eine minimale Mobilfunkinfrastruktur realisiert. Gemäß EIRENE SRS ist bei optischer Signalisierung ein minimaler GSM-R-Signalpegel von -98 dBm erforderlich. Erst mit dem Einsatz einer Aussenantenne am GSM-R-Mobilfunkgerät ist in Fahrzeugen oder Wagen eine störungsfreie und qualitativ hochstehende Sprach- und Datenkommunikation auch bei einem sehr schwachen Signalpegel von -98 dBm möglich. Die fest installierten Zugfunkgeräte (CAB-Radio) und die zwei EDOR für den EVC sind mit einer oder mehreren auf dem Wagendach installierten Aussenantenne(n) verbunden. Alle in der Schweiz eingesetzten In-Train-Repeater müssen über eine Bandsperre für das UIC-Frequenzband verfügen. Bedingt durch die Bandsperre ist mit einem GSM-R-Mobiltelefon in den damit ausgestatteten Personenwagen der Mobilfunkempfang von öffentlichen Mobilfunkanbietern (GSM-P) besser als mit GSM-R.

Die Swisscom wird Ende 2020 die Ausstrahlung des Mobilfunksignals der 2. Generation (GSM-P) einstellen. Alle öffentlichen Schweizer Mobilfunkanbieter haben ähnliche Pläne zur Abschaltung des Mobilfunknetz der 2. Generation (GSM). Deshalb wird GSM-R sehr wahrscheinlich ab 2021 das letzte in Betrieb stehende Schweizer GSM-Mobilfunknetz sein. Bis Ende 2020 müssen alle Schweizer Normalspur-Eisenbahnstrecken mit GSM-R-Mobilfunkversorgung ausgerüstet sein. Die digitalen Zugfunkgeräte unterstützen nur das Mobilfunksignal der 2. Generation (GSM). Bei fehlendem GSM-R-Mobilfunkempfang ist ab 2021 keine Kommunikation über den digitalen Zugfunk mehr möglich. Bis dahin kann bei fehlendem GSM-R-Mobilfunkempfang dank Roaming das öffentliche GSM-Mobilfunknetz für den digitalen Zugfunk genutzt werden. Das Zugpersonal ist mit Mobiltelefonen ausgerüstet, welche das Roaming in das öffentliche Mobilfunknetz der 3. Generation (UMTS) ermöglichen.

Frankreich (Réseau ferré de France)

Der damalige französische Netzbetreiber Réseau ferré de France (RFF) vergab im Frühjahr 2010 einen Vertrag zur GSM-R-Ausrüstung an das Konsortium Synerail. Bis 2015^[veraltet] sollten im Rahmen des mehr als eine Milliarde Euro umfassenden PPP-Projektes rund 14.000 Streckenkilometer mit GSM-R ausgerüstet werden. Eingeschlossen war dabei der Betrieb über 15 Jahre.

Weitere Anwender

Der niederländische Netzbetreiber ProRail beauftragte 1997 zunächst eine GSM-R-Machbarkeitsstudie. Ausschreibung und Vergabe folgen in den Jahren 1998 und 1999. Nach dem Aufbau des Systems war es ab Anfang 2004 einsatzfähig.

Die Schnellfahrstrecke Rom–Neapel bildete die Keimzelle für das italienische GSM-R-Netz. In Italien stand zunächst nur ein eingeschränktes Band (2×2 MHz) zur Verfügung, die übrigen Frequenzen waren zunächst noch durch andere Anwendungen belegt.

In Belgien wurde das GSM-R-Ausrüstungsprojekt 2003 begonnen.

Ebenfalls 2003 entschied die finnische Eisenbahnbehörde Ratahallintokekus (RHK), alle Hauptbahnen mit GSM-R auszustatten. 2015 entschied sich Finnland, das GSM-R-Netz bis 2018 durch VIRVE, ein TETRA-basiertes und bereits für Behördenfunk genutztes Kommunikationssystem, zu ersetzen. Als Motive werden sowohl Störungen des GSM-R-Netzes durch öffentliche GSM-Mobilfunkanbieter als auch die Schwächung des GSM-Mobilfunkempfangs in Zügen durch GSM-R genannt. Laut Angaben der finnischen Regierung seien die Kosten für den Weiterbetrieb des auszubauenden GSM-R-Netzes wesentlich höher als der Systemwechsel. Die erwarteten Kosten für den Weiterbetrieb von GSM-R seien bei mehr als 20 Millionen Euro pro Jahr gelegen, umgerechnet ungefähr 4000 Euro für jedes der 5000 Endgeräte. Die Kosten für die Nutzung des gemeinsamen TETRA-Netzwerks des öffentlichen Sicherheitssektors werden hingegen mit weniger als 5 Millionen Euro pro Jahr beziffert. Im Übrigen sollte eine EU-Entscheidung über den Nachfolger des GSM-R-Systems nicht abgewartet werden. Finnland erhielt dazu eine Genehmigung, von der europäischen GSM-R-Ausrüstungspflicht abzuweichen. Das TETRA-System sollte als Übergangslösung bis 2022 genutzt werden, bis FRMCS kommerziell verfügbar sein sollte. 2021 war geplant, ab 2025 FRMCS über öffentlichen 5G-Mobilfunk zu nutzen. Das TETRA-basierte Kommunikationssystem hat gegenüber GSM-R den Vorzug, durch Verwendung eines niedrigeren Frequenzbereiches eine höhere Reichweite der Basisstationen zu erzielen. Im benachbarten russischen Breitspurnetz wird das Zugbeeinflussungssystem KLUB-U eingesetzt, welches sowohl TETRA-basierten Bahnfunk benutzt als auch ERTMS-kompatibel ist, so dass sich bei gleicher Spurweite noch der Vorteil eines gemeinsamen Funkstandards ergibt.

In Zusammenarbeit mit der Firma Nortel hat Kapsch ein GSM-R-Netz in der Slowakischen Republik für die Bahn (ŽSR) aufgebaut und Anfang September 2006 in Betrieb genommen.

Auch in Slowenien baut Kapsch gemeinsam mit Iskratel bis 2015 ein GSM-R auf einer Strecke von 1200 Kilometern auf.

Nokia nahm in Schweden das weltweit erstes GSM-R-Netz in Betrieb.

In China war GSM-R im Jahr 2006 auf insgesamt 2100 km Streckenlänge in Betrieb oder im Aufbau. Auf der 1142 km langen Tibet-Linie kommen 300 Basisstationen zum Einsatz, auf bis zu 5200 m Höhe.

Anfang 2015 vergab der spanische Infrastrukturbetreiber ADIF einen bis 2024 laufenden 339-Millionen-Euro-Auftrag zum Betrieb, zur Instandhaltung und zur Modernisierung des GSM-R-Netzes entlang seiner Hochgeschwindigkeitsstrecken.

Im März 2016 wurde der Auftrag zum Aufbau eines GSM-R-Netzes in Luxemburg vergeben. Das Netz sollte Anfang 2017 aufgebaut sein. Letztlich war die Inbetriebnahme im Januar 2019 abgeschlossen.

In Ostafrika werden eine Reihe von Strecken erwogen bzw. geplant, die einheitlich GSM-R (mit ERTMS Regional) nutzen sollen. Die 19 erwogenen Strecken befinden sich in den Ländern Burundi, Kongo, Kenia, Ruanda, Südsudan, Tansania und Uganda.

Indian Railways plant, das GSM-R-Netz von 2.541 km (Stand: Januar 2018) auf 20.000 km auszubauen, um das gesamte Kernnetz damit abzudecken. Es wird als Mobile Train Radio Communication (MTRC) bezeichnet.