Anforderungen an Ethernet Switches für ÖPNV-Busse definieren

Wie entstehen Anforderungen an Ethernet-Switches für Busse des ÖPNV?

Im öffentlichen Verkehr gilt: Der Fahrgast ist König. Auch die Technik im Bus wird größtenteils durch die Fahrgäste bestimmt – genau genommen durch das Fahrgastaufkommen. So spielen zum Beispiel automatische Personenzählsysteme eine wichtige Rolle für die Disposition und Auswahl der Fahrzeuggröße (Solobus/Gelenkbus). Überwachungskameras sorgen für mehr Sicherheit und Ordnung.

Alle Geräte im Fahrzeug werden an ein gemeinsames Netzwerk angeschlossen. Die Anzahl der Geräte und die Architektur des Netzwerkes bestimmt über die Eigenschaften der zu verwendenden Switches, die eine Art „Vermittler“ darstellen.

Wie groß sind Flotte und Busse?

Kleine Verkehrsbetriebe müssen meist nur wenige Geräte wie Zählsensoren, Entwerter und Boardrechner in einem relativ einfachen Netzwerk verbinden. Die Anforderungen an Switches sind in solchen Fällen einfach: qualitativ, langlebig, einfach zu bedienen, kompakt, kostengünstig.

Für große Betriebe bzw. Buslinien mit überdurchschnittlich hoher Auslastung ist die Notwendigkeit, Maßnahmen zur Steigerung der Service-Qualität zu ergreifen stärker ausgeprägt. Hierbei bieten Daten über das Fahrgastaufkommen einen guten Anhaltspunkt für die Linienplanung und -ausstattung. Hoch ausgelastete Linien weisen in der Regel größere bzw. komplexere IP-Netzwerke auf und zeichnen sich entsprechend durch einen hohen Grad der Digitalisierung aus. Je anspruchsvoller die Architektur und die Kommunikationswege zwischen den Fahrzeuggeräten, desto höher sind auch die Anforderungen an Ethernet-Switches für Busse des ÖPNV.

Für welche Anwendungen soll der Switch eingesetzt werden?

Je komplexer das Netzwerk und je mehr Geräte angeschlossen werden müssen, desto höher die Anforderungen an Portanzahl sowie Funktionalitäten eines Switches.

Typischerweise verbinden Ethernet-Switches in Bussen des öffentlichen Nahverkehrs folgende Systeme zu einem Netzwerk: Fahrgastzählsystem, Informationssystem, Videoüberwachung, WLAN, Zahlungssysteme. Nichtsdestotrotz kann jede Anwendung unterschiedliche Anforderungen haben, wie sie angebunden werden soll. So zum Beispiel müssen analoge Kameras nicht an Switches angeschlossen werden. Digitale Geräte haben wiederum eigene Anforderungen, die bei der Switchauswahl zu berücksichtigen sind.

Zunächst gilt es, die benötigte Portanzahl eines Ethernet-Switches für den Einsatz in Linienbussen zu bestimmen. Sind fünf Kameras anzuschließen, wird dementsprechend ein Switch mit mindestens fünf Ports dafür benötigt. Für den Fall, dass die Adressen der IP-Teilnehmer portbasiert verteilt werden sollen, soll ein Switch mit dem DHCP-Feature verwendet werden.

Erfordern einige Geräte im Netzwerk eine Stromversorgung durch den Switch (Power over Ethernet, PoE), dann ist darauf zu achten, dass der Switch über ausreichend PoE-Ports und PoE-Budget verfügt.

In einem geteilten Netzwerk, das unterschiedliche Anwendungen umfasst, kann der Bedarf nach einer Trennung der Kommunikationskanäle entstehen. Daraus ergibt sich die Anforderung an Ethernet-Switches, VLAN (virtuelles LAN) zu unterstützen.

Zu guter Letzt sollten Sie beachten, dass Switches für den Einsatz im Bus die Standardspannung von 24V aufweisen sollen.

Wie hoch ist der Digitalisierungsgrad in Ihrem Betrieb?

Das Vorhandensein digitaler Geräte im Fahrzeug entscheidet über die Art der zu verwendenden Switches. Mit anderen Worten: Je digitalisierter ein Bus, desto anspruchsvoller sein IP-Netzwerk und entsprechend auch die Ethernet Switches. Dies sollte bereits in den frühen Phasen von Digitalisierungsprojekten berücksichtigt werden.

Welche Topologie hat das IP-Netzwerk?

Die häufigsten Topologien in Linienbussen sind die Stern- und Linientopologien. Bei komplexeren Netzwerken werden aber auch Ring-Topologien gebaut. Je nach Topologie soll der passende Switch ausgesucht werden. So zum Beispiel genügen bei Stern- und Linientopologien Unmanaged Switches, während Ring-Topologien Managed Switches benötigen.

Hat der Switch die erforderlichen Zulassungen?

Switches sowie andere Komponenten, die in Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs eingebaut werden, unterliegen speziellen Vorschriften. Für Straßenfahrzeuge, zu denen auch Busse gehören, gilt das ECE-Prüfzeichen (E-Mark), dessen Anforderungen in UN-Vorschriften spezifiziert sind. Je nach Land, das die Zulassung erteilt, erhält das E-Zeichen eine andere Nummer. Zum Beispiel steht E1 für Deutschland, E2 für Frankreich, E5 für Schweden. Für Ethernet Switches, die in Straßenfahrzeugen Einsatz finden, sind die UN ECE R10 (elektronmagnetische Verträglichkeit) sowie UN ECE R118 (Brandschutz) zwingende Voraussetzungen für den Einbau in Bussen.