Der Ethernet-Switch und seine Rolle in Bus und Bahn

Netzwerkinfrastrukturen in öffentlichen Verkehrsmitteln müssen sicher und stabil sein, um eine fehlerfreie Kommunikation der Bordgeräte zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang übernimmt der Ethernet-Switch die Funktion eines „Kontrollzentrums“ zur Verteilung und gegebenenfalls Kombination von Datenströmen. Basierend auf individuellen IP-Adressen können Ethernet-Switches unterscheiden, welche Geräte unter welcher Verbindung (Port) angeschlossen sind. Dies stellt die korrekte Weiterleitung von Daten oder Ethernet-Frames an den richtigen Empfänger sicher.

Switches für öffentliche Verkehrsmittel unterscheiden sich hinsichtlich externer Merkmale wie Design, Anzahl und Typ der Ethernet-Ports. Weitere signifikante qualitative Unterschiede ergeben sich in der Art der Stromversorgung und Konfigurationsoptionen.

Physikalische Besonderheiten von Ethernet-Switches für Bus und Bahn

Bauweise

Ethernet-Switches können in verschiedenen Bereichen gefunden werden, einschließlich Rechenzentren, Industrieanlagen und Heimnetzwerken. Obwohl sie dieselbe Funktion erfüllen, unterscheiden sich Switches erheblich in ihren physischen Eigenschaften. Insbesondere Ethernet-Switches, die speziell für den öffentlichen Verkehr entwickelt wurden, zeichnen sich durch ihr leichtes, kompaktes und gleichzeitig robustes Design aus. Diese Merkmale haben sich insbesondere aufgrund der beengten Platzverhältnisse und der erhöhten Vibrationen in öffentlichen Verkehrsmitteln als besonders vorteilhaft erwiesen.

Anschlussarten

Switches für den Einsatz in öffentlichen Verkehrsmitteln können weitere Arten von Anschlüssen aufweisen. Anstelle der gängigen RJ45-Stecker, die sich in vielen Netzwerken etabliert haben, setzen viele öffentliche Verkehrsunternehmen auf Ethernet-Switches mit M12-Buchsen. Letztere haben sich besser für die besonderen Bedingungen von Vibrationen, Stößen, extremen Temperaturen und Temperaturschwankungen in Bussen und Zügen bewährt. Eine stabile Verbindung sorgt für eine sichere und unterbrechungsfreie Verbindung zu anderen Geräten an Bord.

Stromversorgung von Fahrzeuggeräten mit Ethernet-Switches

Jedes Gerät in einem Bordnetzwerk muss mit Strom versorgt werden. Verkehrsbetriebe haben dafür zwei Optionen zur Auswahl:

1. Jedes Gerät individuell an eine Stromquelle anschließen.
2. Power over Ethernet (PoE) Technologie nutzen und Strom über den Switch liefern. Mit PoE können Endgeräte bis zu 30 W Leistung direkt über das Netzwerkkabel empfangen. Diese Methode der Stromversorgung ermöglicht eine gleichzeitige Datenübertragung und Stromversorgung ohne jegliche Störungen. Sie eliminiert den Bedarf an zusätzlichen Kabeln und erleichtert so die Installation und Wartung.

Ethernet-Switches mit PoE-Technologie sind entsprechend gekennzeichnet. Bei TRONTEQ sind alle Geräte mit oder ohne PoE erhältlich, um eine breite Palette von Anwendungen in Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs, einschließlich Bussen, Zügen und Straßenbahnen, zu ermöglichen.

Switches, die über die PoE-Technologie verfügen, sind als solche gekennzeichnet. Bei TRONTEQ sind alle Geräte sowohl mit als auch ohne PoE verfügbar.

Qualitative Merkmale von Ethernet-Switches für den ÖPNV

Verwaltungsmöglichkeiten

Managed Switches gehen über den einfachen Anschluss von Ethernet-Geräten hinaus und bieten zusätzliche Funktionen, um das IP-Bordnetz in Bussen und Bahnen besser im Griff zu haben. Diese Switches bieten intelligente Funktionen wie Verwaltung, Konfiguration, Überwachung und Fehlerbehebung bei Netzwerkproblemen, die alle per Fernzugriff über eine Webbrowser-Benutzeroberfläche oder API-Zugang erfolgen können. Die Verwendung von Managed Switches in der Topologie eines IP-Netzes gewährleistet eine bessere Kontrolle und Leistung.

Unmanaged Switches hingegen bieten keine Verwaltungsfunktionen und ermöglichen lediglich die Kommunikation der angeschlossenen Geräte untereinander. Sie stellen eine einfache Möglichkeit dar, dem Netzwerk zusätzliche Ports hinzuzufügen, und sind leicht einzurichten – man muss sie nur einstecken, und schon erfüllen sie ihre Funktionen. Unmanaged Switches sind ideal, wenn Fernwartung und -diagnose durch andere Netzwerkteilnehmer abgedeckt sind.

Übertragungsgeschwindigkeit

Ethernet-Verbindungen unterscheiden sich in ihrer Übertragungsgeschwindigkeit. Während Fast Ethernet-Switches bis zu 100 Mbit/s bieten, sind Gigabit Ethernet-Anschlüsse in der Lage, bis zu 1000 Mbit/s zu übertragen. Zur Veranschaulichung: Ein HD-Film kann mit einer Geschwindigkeit von 100 Mbit/s in etwa 9 Minuten heruntergeladen werden. Bei einer Übertragungsrate von 1000 Mbit/s dauert der Vorgang weniger als eine Minute. Die Bandbreite, die von den an Bord angeschlossenen Geräten in öffentlichen Verkehrsmitteln benötigt wird, ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl des richtigen Switches.

TRONTEQ bietet eine breite Palette von M12 Gigabit Ethernet Switches an, um den spezifischen Anforderungen der verschiedenen Arten von IP-Netzwerken in Bussen, Zügen und Straßenbahnen gerecht zu werden.

Was unterscheidet einen Ethernet Switch von einem Router?

Wie andere Geräte in Bussen und Bahnen sind Router auch Teilnehmer in einem Netzwerk, das von Switches verbunden ist. Sie werden verwendet, um das Fahrzeug mit der Außenwelt zu vernetzen, indem sie eine Internetverbindung herstellen und sicherstellen, dass alle an die Switches angeschlossenen Geräte angesprochen werden können. Router sind unverzichtbar, wenn es darum geht, Daten zwischen dem Fahrzeug und der Leitstelle oder anderen Fahrzeugen auszutauschen.

Was unterscheidet also einen Netzwerk-Switch von einem Router? Vereinfacht ausgedrückt arbeiten Switches auf der Datenverbindungsschicht des OSI-Modells (erfahren Sie hier mehr über die technologischen Voraussetzungen für die Digitalisierung im ÖPNV) und sind für die Weiterleitung von Datenpaketen innerhalb eines Netzwerks verantwortlich, während Router auf der Netzwerkschicht arbeiten und für das Routing von Daten zwischen verschiedenen Netzwerken verantwortlich sind. Diese grundlegende Unterschied in der Funktionalität macht Switches ideal für die Erstellung von lokalen Netzwerken (LANs) in öffentlichen Verkehrsmitteln, während Router für die Einrichtung von WANs (Wide Area Networks) erforderlich sind, die Fahrzeuge mit dem Internet oder anderen externen Netzwerken verbinden.

Auf einen Blick: Ethernet-Switches als Enabler der Digitalisierung in öffentlichen Verkehrsmitteln

Als Vermittler innerhalb von IP-Netzwerken erfüllen Ethernet-Switches wesentliche Funktionen für die Digitalisierung von öffentlichen Verkehrsmitteln. Switches, die speziell für den ÖPNV entwickelt wurden, sind in der Regel kompakter und robuster gestaltet und verfügen über stoßfeste M12-Anschlüsse. Fast Ethernet- und Gigabit-Ports ermöglichen die Erstellung von datenintensiven Netzwerkarchitekturen. Neben ihren reinen Konnektivitätsfunktionen können Switches angeschlossene Geräte über PoE mit Strom versorgen. Darüber hinaus bringt der Einsatz intelligenter Managed Switches praktische zusätzliche Funktionen wie die Fernsteuerung des gesamten Netzwerks.