Managed oder Unmanaged – welcher Switch im ÖPNV?
17 Mai, 2021

Ethernet-Switches sind das Rückgrat der Digitalisierung von Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs. Sie verbinden alle Onboard-Geräte zu einem Netzwerk und sorgen dafür, dass Daten an die richtigen Stellen übertragen werden. Je nach Besonderheiten des Netzwerks können Managed- (verwaltete) oder Unmanaged (unverwaltete) Switches eingesetzt werden. In diesem Artikel beleuchten wir sinnvolle Einsatzmöglichkeiten in Bus und Bahn.

Was zeichnet Unmanaged Switches aus?

Allgemeine Eigenschaften

Unmanaged Switches erfüllen an Bord von Bussen und Bahnen grundsätzliche Funktionen von Vermittlern zwischen allen Geräten. Anhand der MAC-Adressen 🛈🛈 Die MAC-Adresse (Media-Access-Control-Address) ist die Hardware-Adresse eines Gerätes in einem Netz.der angeschlossenen Teilnehmer leitet der Ethernet Switch die Datenpakete innerhalb des Netzwerks weiter. Somit stellt er die Kommunikation zwischen den Teilnehmern sicher.

Unmanaged Switches sind im IP-Netzwerk weder sichtbar noch adressierbar. Als Plug & Play-Geräte zeichnen sie sich durch eine schnelle Installation, die keine Konfiguration erfordert und einen ebenfalls einfachen Gerätetausch aus.

Unmanaged Topologien

Um mehrere Unmanaged Switches in einem Netzwerk miteinander zu koppeln eignen sich Linien- oder Stern-Topologien. Eine Ring-Topologie führt bei unverwalteten Geräten zu einer Schleife und somit zu einem endlosen Doppeln von Datenpaketen. So ist die Kommunikation zwischen den Teilnehmern nicht gewährleistet.

Verwaltung des PoE-Budgets

Bei Unmanaged Switches mit Power over Ethernet-Funktion hängt die Zuweisung des PoE-Budgets 🛈🛈 Das PoE-Budget ist die PoE-Leistung, die der Switch insgesamt für alle Ports bereitstellen kann. von der jeweiligen PoE-Klasse des Endteilnehmers ab. Jeder Endteilnehmer besitzt eine eigene feste PoE-Klasse, die in einem unverwalteten Netzwerk den Leistungsbedarf pro Switch-Port bestimmt.

PoE Klassen gemäß IEEE 802.3at Leistungsanforderung am Switch-Port
0 15 W
1 4 W
2 8 W
3 15 W
4 30 W
Anwendungsgebiete

Unmanaged Switches finden Anwendung in kleinen, einfachen Onboard-Netzwerken, die sie um zusätzliche Ports erweitern. In solchen Netzwerken werden intelligente Management-Funktionen wie Datensteuerung und Diagnose von einem anderen geeigneten Netzwerkteilnehmer übernommen. Beispiel: In einem Netzwerk aus mehreren Kameras, das mittels Unmanaged Switches verbunden ist, übernimmt typischerweise der Videorecorder die Netzwerksteuerung.

Generell eignen sich unverwaltete Switches sehr gut für einfache Insellösungen in Linienfahrzeugen des ÖPNV. Subsysteme aus reinen Video-, Ticketing- oder Fahrgastzählgeräten gehören zu den möglichen Anwendungsgebieten. Unmanaged-Netzwerke kommen auch bei Retrofits 🛈🛈 Unter Retrofit versteht man die Modernisierung oder den Ausbau bestehender Anlagen bzw. Systeme. von Subsystemen zum Einsatz, soweit eine andere Onboard-Instanz (z.B. Router oder Boardrechner) das Netzwerk steuern kann.

Unmanaged Switches werden in Linienfahrzeugen zur Realisierung von einfachen Insellösungen eingesetzt. Die Netzwerkverwaltung übernimmt ein anderes geeignetes Gerät wie der Router.

Was zeichnet Managed Switches aus?

Allgemeine Eigenschaften

Neben ihren Grundfunktionen weisen Managed Switches eine Reihe von intelligenten Features auf. Wie der Name schon sagt, ermöglichen sie das Management – also die Verwaltung, Konfiguration und Überwachung des Netzwerks. Über eine eigene IP-Adresse ist jeder Switch als Netzwerkmitglied im Fahrzeug sichtbar und über eine Web-, JSON- oder USB-Schnittstelle adressier- und konfigurierbar.

Managed Switches ermöglichen moderne Netzwerkinfrastrukturen aus gemeinsam genutzten Netzwerken (Shared Networks). Dabei fließen sensible Daten aus allen Teilsystemen wie Fahrgast-WLAN, Ticketing, Videoüberwachung, Fahrgastinformation- und anderen Systemen durch dasselbe Netzwerk, ohne dass es zu Konflikten kommt. Die intelligenten Funktionalitäten von Managed Switches sorgen für die Trennung und Sicherheit der Daten.

Mit Managed Switches lassen sich auch anspruchsvolle Onboard-Netzwerke realisieren, da der Datenverkehr gezielt gesteuert und segmentiert werden kann. Solche IP-Netzwerke zeichnen sich durch eine hohe Ausfallsicherheit aus

 

Datentrennung mit virtuellen Netzwerken

Managed Switches besitzen eine VLAN-Funktion, die es ihnen ermöglicht, innerhalb eines Shared Network die Kommunikation zu segmentieren und unbefugten Zugriff zu verhindern. Das VLAN findet Anwendung, wenn sich im Fahrzeug unterschiedliche Subsysteme wie zum Beispiel Bezahl- und/oder Videoüberwachungs-Systeme befinden. In gemeinsam genutzten Netzwerken überwachen und steuern Managed Switches den gesamten Datenverkehr.

Weitere Vorteile

Mit dem Einsatz von Managed Switches in Fahrzeugen des ÖPNV eröffnen sich Möglichkeiten, die über die Grundfunktionen von Ethernet-Switches hinausgehen:

  • Individuelle Einstellung der Betriebsparameter der Netzwerkanschlüsse (IP-Adressen, PoE-Budget)
  • Konfigurationen im Betrieb anpassen
  • Realisierung eines ausfallsicheren, hoch verfügbaren Netzwerks mithilfe von Ringtopologien
  • Datenverkehrssteuerung und -priorisierung
  • Virtuelle Netzwerke (VLANs) zu Segmentierungszwecken erstellen
  • Diagnosedaten über den Zustand des Netzwerks ausgeben
  • Fehlersuche ermöglichen und beschleunigen
Managed Topologien

Neben einfachen Linien- und Stern-Topologien ermöglichen Managed Switches ebenfalls die Erstellung komplexer Ring-Topologien in Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs. Ringtopologien stellen eine hohe Ausfallsicherheit durch Netzwerkredundanz sicher.

Verwaltung des PoE-Budgets

Bei Managed Switches mit PoE ist für jeden einzelnen Port eine individuelle Einstellung der verfügbaren Leistung möglich. Dies gewährleistet eine optimale Ausschöpfung des verfügbaren PoE-Budgets.

Managed, Unmanaged oder eine Kombination aus beiden Switch-Typen für den Einsatz im ÖPNV?

Welcher Ethernet-Switch-Typ der richtige in Ihrem Fall ist, hängt voll und ganz von den Anforderungen Ihres Onboard-Netzwerks ab. Sind einfache Subsysteme und Insellösungen zu verbinden oder benötigen Sie eine komplexe Netzwerkinfrastruktur aus verschiedenen Systemen und Gerätetypen? Gibt es an Board ein Netzwerkteilnehmer, der selbst über Verwaltungsfähigkeiten verfügt und über ausreichend Kapazitäten verfügt, um das Netzwerk zu steuern? Ist eine Trennung der Datenströme erforderlich und spielt die (Ausfall-)Sicherheit des Netzwerks eine wichtige Rolle? Verfügt Ihr Team über die nötigen Kompetenzen und Ressourcen, um sich um die Switch-Konfiguration zu kümmern?

Bedenken Sie auch andere Aspekte wie mögliche veränderte Zukunftsanforderungen an das Onboard-Netzwerk oder die Leistungsfähigkeit Ihrer aktuellen Netzwerke.

Managed und Unmanaged Ethernet Switches sind ein Teil eines umfangreichen Kommunikationsnetzwerks und nicht als einzelne Komponenten zu betrachten. Daher sehen wir es von TRONTEQ als unsere Verpflichtung, Ihnen mit Entscheidungshilfen und Best Practices zur Seite zu stehen. Als Partner unterstützen wir Sie dabei, den Datenfluss im Onboard-Netzwerk zu optimieren und die Komplexität der Installation zu reduzieren. Wir sind bei allen Fragen zur Wahl des richtigen Switches für Sie da.

Welchen Switch-Typ benötigen Sie? Machen Sie den Test und finden Sie es heraus.

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