NMEA 2000-Netzwerkgeräte

Was ist NMEA 2000?

NMEA 2000 ist ein von der National Marine Electronics Association entwickelter Kommunikationsstandard, der für die Vernetzung von Sensoren und elektronischen Geräten an Bord von Schiffen konzipiert wurde.

NMEA 2000 ist ein offenes Standardprotokoll, das den Datenaustausch zwischen elektronischen Geräten auf See über ein einziges Kabel ermöglicht. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung des NMEA 0183-Standards, bietet jedoch schnellere Datenübertragungsraten, eine höhere Gerätekompatibilität und robustere Netzwerkfunktionen.

Das System arbeitet mit einem Controller Area Network (CAN-Bus), einer Zweidraht-Kommunikationsverbindung, die für die rauen Bedingungen in Meeresumgebungen ausgelegt ist. NMEA 2000 unterstützt den bidirektionalen Datenfluss und ermöglicht so eine effiziente Kommunikation zwischen mehreren Geräten im Netzwerk, wie z. B. GPS, Sonar, Autopilot, Radar und Motorüberwachungssystemen.

Wichtigste Merkmale des NMEA 2000-Protokolls

NMEA 2000 QNB-1 Netzwerkblock von Actisense

NMEA 2000 basiert auf dem elektrischen Standard CAN-Bus (Controller Area Network), wurde jedoch speziell für den Einsatz in maritimen Umgebungen angepasst und ermöglicht die Kommunikation und den Datenaustausch zwischen einer Vielzahl von Geräten verschiedener Hersteller. NMEA 2000-kompatible Geräte können miteinander kombiniert werden, um ein umfassendes, vollständig integriertes maritimes Elektroniksystem zu schaffen. Dazu gehören beispielsweise folgende Geräte:

• Instrumente wie Wind- und Wettersensoren, Kompasse, Echolote, Fischfinder, Sonare und Radargeräte
• Navigations- und Kommunikationssysteme wie GPS- und GNSS-Empfänger, AIS-Transponder (Automatic Identification System) und UKW-Funkgeräte
• Kartenplotter und Multifunktionsdisplays
• Überwachungssysteme, Messgeräte, Füllstandssensoren und Durchflussmesser an Motoren und Kraftstofftanks

Vorteile von NMEA 2000 gegenüber NMEA 0183
NMEA 2000 bietet gegenüber seinem Vorgängerstandard NMEA 0183 eine Reihe von Vorteilen. Die bedeutendste Änderung besteht darin, dass alle Geräte in einem NMEA 2000-Netzwerk gleichzeitig Daten senden und empfangen können. NMEA 0183 bot eine wesentlich eingeschränktere Kommunikationsfähigkeit, bei der jeweils nur ein Gerät senden konnte, während alle anderen empfingen.

NMEA 2000 bietet außerdem schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 250 kbps, verglichen mit maximal 38,4 kbps bei NMEA 0183. Es kann eine größere Anzahl von Geräten im Netzwerk unterstützen und verwendet außerdem robustere Kommunikationsprotokolle mit Fehlerkorrektur.

NMEA 2000-Netzwerkarchitektur

NMEA 2000 Gateway W2K-1 von Actisense

Das NMEA 2000-Netzwerk folgt einer einfachen, skalierbaren Architektur, die oft als „Backbone“ mit „Drop-Leitungen“ beschrieben wird. Der Backbone ist die Hauptdatenleitung, die über die gesamte Länge des Bootes verläuft, während Drop-Leitungen einzelne Geräte mit dem Backbone verbinden.

• Backbone-Kabel: Das Backbone ist das Herzstück des Netzwerks und besteht in der Regel aus einem abgeschirmten Twisted-Pair-Kabel, das Störungen durch elektrische Geräusche reduziert. Es bildet die Netzwerkinfrastruktur für die Daten- und Stromverteilung.
• Verteilerleitungen: Verteilerleitungen sind kürzere Kabel, die Geräte wie GPS-Empfänger, Fischfinder und Motorüberwachungssysteme mit dem Backbone verbinden. Diese Kabel ermöglichen eine flexible Platzierung der Geräte auf dem Schiff.
• Terminatoren: Beide Enden des NMEA 2000-Backbones müssen mit Widerständen terminiert werden, um eine ordnungsgemäße Netzwerkleistung zu gewährleisten. Ohne ordnungsgemäße Terminierung kann es zu Datenverlusten oder Kommunikationsfehlern im Netzwerk kommen.

NMEA 2000-Gateways

NMEA 0183-Geräte sind von Haus aus nicht mit NMEA 2000-Netzwerken kompatibel und umgekehrt, können jedoch über ein NMEA 2000-Gateway, das eine bidirektionale Datenkonvertierung durchführt, verbunden werden.

NMEA 2000-Gateways ermöglichen die Integration mit älteren NMEA 0183-Geräten oder anderen Systemen, die unterschiedliche Kommunikationsprotokolle verwenden. Diese Gateways übersetzen Daten zwischen verschiedenen Standards und gewährleisten so die Abwärtskompatibilität und Zukunftssicherheit des Netzwerks.

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