Zusammenwachsen von IT, OT und 5G Personenverkehr zukunftsfähig gestalten

Im Mittelpunkt des zukünftigen Personenverkehrs steht die Verbindung von Fahrzeugen und Infrastruktur mit dem Internet. War bisher ein einziges Gerät für die Fahrzeugvernetzung mit der Landseite ausreichend, lautet die Zukunft Konvergenz der Informationstechnologie und Betriebsdaten in Kombination mit dem Einsatz von 5G.

Längst vorbei ist die Zeit, als ein einziger Router ein Kommunikationsnetzwerk ermöglichte – zukünftig geht ohne IT-/OT-Konvergenz nichts mehr. Dabei handelt es sich um die Integration von Systemen der Informationstechnologie (IT) mit Systemen der Betriebstechnologie (Operational Technology, OT), die Ereignisse, Prozesse und Geräte überwacht und Anpassungen durchführt. Bisher nutzte der ÖPNV bereits vernetzte Technologien (4G), um Telemetriedaten, Videoüberwachungsdaten, Digital-Signage-Anzeigen oder GPS-Informationen aus Fahrzeugen zu übermitteln. Im Vergleich dazu eröffnet die 5G-Technologie neue Möglichkeiten und schafft ein riesiges Potenzial: So prognostiziert das Marktforschungsinstitut Researchandmarkets dem weltweiten Markt für Fahrgastinformationssysteme ein Wachstum von 29,3 Milliarden US-Dollar im vergangenen Jahr 2023 auf 52,6 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 12,4 Prozent [1]

Bedeutung von 5G für Vernetzung

Die 5G-Technologie ist mehr als nur eine inkrementelle Verbesserung der vorherigen Generation von Mobilfunknetzen. Als Funktechnologie für IT- und OT-Firmennetze (ehemals ‚Betriebsnetze‘) bietet sie eigene Frequenzen und hebt damit die Beschränkungen in Bezug auf Zugänglichkeit, Bandbreite, Geschwindigkeit und Latenzzeit für die weltweite Vernetzung auf. Zu den Vorteilen zählen u.a. die schlankere Anbindung von Sensor-Anwendungen, Reaktionszeiten im Bereich von Millisekunden und Echtzeit-Charakter für Autonome Transfer Vehicles (ATVs).

Voraussetzung sind funktionsfähige Geräte und Expertise bei der Implementierung, auch in großem Umfang. Hersteller von (5G)-Routern und weiterer Infrastruktur, die auf eine nachgewiesene Erfolgsbilanz in punkto Geräte, Roll-Out und eingeführten Ökosystemen verweisen können, gehören zu den Gewinnern. So wurden in einem Projekt von NetModule mit der Hamburger Hochbahn und OTN-Systems Netzwerke in einem Fiberglasring zusammengefasst, unter Integration von Hirschmann-Switches, die mittels Software die Verbindung zum Land (‚Landline‘) herstellen: In den Fahrzeugen sind Router als „fahrende Rechenzentren“ im Einsatz, die über getrennte Netzwerke einerseits IT-Daten (PWLAN, eTicketing, …) und andererseits OT-Daten (Telemetrie) mit einer Zentrale austauschen.

Es sind Projekte wie dieses, die die Wichtigkeit von Erfahrung im Umgang mit Technologien wie 5G verdeutlichen. Konkret eröffnet die Konvergenz von OT mit IT und 5G viele Vorteile für den Personenverkehr der Zukunft, unter anderem:

• Segmentierung des kritischen und unkritischen Datenverkehrs auf Frequenzebene

• Anbindung von Land- und Fahrzeug-gestützten Netzen und Campusnetzen

• Redundante Funkmodule für nahtlose Ausfallsicherung oder über verschiedene Netzbetreiber hinweg

• Exakte Standortbestimmung (Zeit und Ort) durch Dead Reckoning für das Globale Navigationssatellitensystem (GNSS)

• High-speed Passagier WLAN; Infotainment und digitale Beschilderung

• On-board Videoüberwachung in High Definition (4K)

• Automatisierte Fahrgastzählung

Das Netzwerk bildet die Grundlage für die Leistungssteigerung durch digitale Lösungen: Bestehend aus Wireless Gateways, Kabeln, Netzwerk-Switches und aktive I/O Boxen (Routern) ermöglicht es digitale Technologien wie On-Board CCTV-Kameras, vorausschauende Wartung und automatisiertes Ticketing. Die Vehicle-to-Vehicle- und Vehicle-to-Everything-Vernetzung (V2V bzw. V2X) hat das Potenzial, um die Straßen sicherer und umweltfreundlicher zu machen und den Personenverkehr zu verbessern.

Zusätzlich zur funktionierenden Infrastruktur gilt es auch das Thema Security einzubeziehen. Man stelle sich nur vor, dass der Techniker, der am Schaltschrank seine Buchse für den Laptop einsteckt, direkten Zugang zum Firmennetzwerk erhält. Damit das nicht passieren kann, müssen Sicherheits-Spezialisten mit ins Boot geholt werden.

Ökosystem im Blick

Unternehmen, die sich für den Personenverkehr der Zukunft rüsten wollen, sind gut beraten auf Anbieter zu setzen, die ein breites Portfolio und tiefes Verständnis von Netzwerken haben, Expertise für den Betrieb mitbringen, ein Ökosystem an Partnern für die gesamte Lösung pflegen und zukunftsfähige, skalierbare Netzwerklösungen umsetzen können. Auf eine bewährte Erfolgsbilanz kann etwa Belden verweisen, dessen Gesamtlösung sich aus dem hauseigenen Systemnetzwerk, Infrastruktur wie Switches von Hirschmann und Routern von NetModule zusammensetzt. Dazu unterstützt OTN Systems die Umsetzung und Implementierung unternehmenskritischer Netzwerke und macmon Network Access Control, für die Software-Sicherheit des Netzwerks. Der Aufbau des Netzwerks erfolgt nach kundenspezifischen Vorgaben, so dass es flexibel in bestehende Systeme integriert werden kann.  (se)

[1] https://www.researchandmarkets.com/report/passenger-information-system#product--toc

Digitalisierung nach Norm

Die EN 50716:2023 und die Bahn

Bahntechnik

S-Bahn Berlin erprobt neues System zur Erkennung von Hindernissen

(ID:50182683)