High-Speed-Ethernet leicht nachgerüstet

Im ÖPNV des Ruhrgebiets tauscht ein Betreiber die Bordrechner seiner laufenden Straßenbahnen und Stadtbahnen. Im Zuge dessen steuert LÜTZE TRANSPORTATION eine Individuallösung bei, die den Datenfluss auf bestehenden Leitungen über die Kupplungen hinweg auf einfachem Wege möglich macht.

Auf der Schiene unterwegs im mittleren Ruhrgebiet ist die Bochum-Gelsenkirchener Straßenbahnen Aktiengesellschaft (BOGESTRA). Die BOGESTRA-Bahnen fahren in Bochum, Gelsenkirchen, Hattingen, Herne und Witten. Auf der CampusLinie U35, der Stadtbahnlinie der BOGESTRA, sind auf Regelspur 37 Fahrzeuge vom Typ B80 und Tango unterwegs. Bei den Straßenbahnlinien steigt man auf Meterspur in eine der 95 Variobahnen von Stadler ein. Diese adelt sogar ein Design Award, den der Hersteller seinerzeit mit dem Auftrag für die BOGESTRA erhielt. 

Gute Gestaltung ist zeitlos – die IT leider nicht. Die ursprünglich eingesetzten Bordrechner erreichen ihre Leistungsgrenze, weshalb sukzessive alle Fahrzeuge neue bekommen. Bei diesen nun für Bahnen und Busse einheitlichen Rechnern lässt sich der analoge IBIS-Wagenbus für fast alle Komponenten durch IBIS IP ersetzen. Zudem ist der bisherige Speicherplatz von maximal 50 Mb für die Kurierdaten leicht per Micro SD Karte erweiterbar. Und eine SIM-Karte im neuen Bordrechner macht bei der Verarbeitung und Weiterleitung der Daten die fremdbetriebenen WLAN-Strukturen obsolet – das Mobilfunknetz versorgt jetzt die Bordrechner. Soweit nur die ersten Innovationen, die man mit dem neuen Rechner plant. 

Zum Übertragen der Daten über bestehende Leitungen via Kupplung setzt man auf das Train Line Modem 10 (TLM-10) von LÜTZE TRANSPORTATION. Mit einer Rate von bis zu 950 Mbit/sec ist diese Lösung praktisch konkurrenzlos. Übertragen werden soll alles, was die Fahrgastinfos betrifft, etwa die Texte der Außen- und Innenanzeiger oder die Ansagen sowie Fahrerdurchsagen.
Im ersten Schritt hatten die BOGESTRA und Ingenieure von LÜTZE anhand von Einbaumustern vor Ort gemessen, wie flüssig der Informationsaustausch von Bordrechner zu Bordrechner klappt. 

Bei den Tango-Regelspurfahrzeugen mit nur einem Übergang von Kopf zu Kopf zeigten sich kaum Verluste. Und bei den mehrteiligen Meterspur-Variobahnen flossen die Daten trotz sieben Steckverbindern noch ausreichend gut. 
Laut Sebastian Röska, dem bei der BOGESTRA verantwortlichen Mitarbeiter, überträgt „das TLM-10 die Daten definitiv problemlos: bei unseren Regelspurfahrzeugen mit fast 1 Gbit, genauer gesagt 900 Mbit/s.“ Bei den Meterspurfahrzeugen sei die Übertragung der textlichen Informationen dann doch geringer, aber auf jeden Fall ausreichend – und dies auch über längere Strecken. „Eine einfache Lösung, um bestehende Leitungen ohne Eingriffe an der Kupplung zu nutzen“, bekräftigt er. Mittlerweile zieht die Nachrüstaktion wie geplant ihre Bahnen.

Datensicheres Gigabit-Ethernet in einem kompletten Zug über die Kupplung hinweg – mit dem Train Line Modem TLM-10 macht das LÜTZE TRANSPORTATION möglich. Es eignet sich für Neufahrzeuge wie für die Nachrüstung älterer Schienenfahrzeuge mit veralteten Verkabelungen. Anschließen an die existierende Fahrzeugverkabelung genügt. Automatisch sucht das TLM-10 nach dem passenden Partner und stellt eine 128-Bit-verschlüsselte Verbindung zwischen ihnen her. Dies auch, wenn durch die vorhandene Verkabelung bereits niederfrequente Anwendungen fließen. Den optimalen Datendurchsatz auch bei externen Störeinflüssen überwacht dies das TLM-10 mittels eines Digitalen Signal Prozessors (DSP). Wie das aus dem Privatbereich bekannte Powerline-Prinzip arbeitet es auf Basis des G.HN Trägerfrequenzverfahrens. 
 

Der Einsatz des TLM-10 bei der BOGESTRA betrifft die Fahrgastinfos. In anderen Anwendungen bewährt sich das Modem vielfach in Sachen WLAN, Videoüberwachung oder für GPS- und Mobilfunkanwendungen sowie für das Sitzplatzreservierungssystem. Möglich sind selbst mehrere nachträglich implementierte analoge Sprachverbindungen, wie Fahrerdurchsagen über die Kupplung. Hier werden die analogen Sprachdaten vor der Übermittlung aufbereitet und dann wieder entsprechend umgewandelt. 

Mit einem Weitspannungseingang mit DC 24 V bis 110 V lässt sich das TLM-10 weltweit in allen Bahnnetzen betreiben. Zu 100 Prozent bahntauglich erfüllt es alle Normen für Schwing- und Schockbelastungen, EMV-Sicherheit sowie Brandverhalten. Sein Dauerbetrieb ist im Bereich von -40 °C bis +70 °C möglich. Auch der Einbau geht einfach von der Hand: entweder mit Flansch oder im 19 Zoll Rack.

Das TLM-X bietet ein robustes Übertragungsverfahren, das sich ideal für Retrofit-Projekte mit älteren, ungeschirmten Verkabelungen eignet. Es bietet besonders in EMV-störanfälligen Umgebungen eine stabile High-Speed-Ethernet-Verbindung von bis zu 860 Mbps zwischen Zugteilen. Im Gegensatz dazu nutzt das TLM-10 ein Übertragungsverfahren, das seine Stärken bei hochwertigerer Infrastruktur entfaltet.

Autor: Leszek Szewczyk, Vertriebsingenieur Lütze Transportation GmbH