NMEA 0183 oder NMEA 2000 - Was wählen?

Bei der Planung eines neuen Plotters, Radars, Autopiloten, AIS-, VHF-Geräts oder Batteriemonitorings stellt sich die Frage NMEA 0183 oder NMEA 2000 nicht nur als Anschlussfrage. Vom gewählten Kommunikationsstandard hängt ab, welche Daten die Geräte austauschen, wie übersichtlich das System für Diagnosen ist und wie einfach es erweitert werden kann, ohne den Innenraum nachträglich zu demontieren oder zusätzliche Kabel zu verlegen.

Auf Schiffen an der Adria ist eine häufige Kombination ältere, völlig funktionstüchtige Elektronik und neuere Geräte. Solche Ausrüstung muss nicht automatisch ersetzt werden. Es ist jedoch wichtig, genau festzustellen, was jedes Gerät sendet, was es empfangen kann, und wie diese Kommunikation an das restliche System angepasst werden muss. Falsch durchgeführte Integration kann bedeuten, dass der Autopilot keine Kursdaten erhält, das VHF keine Position im Notruf sendet oder die Anzeige des Energieverbrauchs unvollständige Daten zeigt.

Unterschied zwischen NMEA 0183 und NMEA 2000

NMEA 0183 ist ein älterer serieller Kommunikationsstandard. Daten werden üblicherweise zwischen einem Sender und einem oder mehreren Empfängern über separate Leitungen übertragen. Zum Beispiel kann ein GPS Positionen an ein VHF-Gerät senden, ein Kompass Daten an den Autopiloten. In der Praxis erfordert diese Kommunikation sorgfältige Planung jeder einzelnen Verbindung.

NMEA 2000 ist ein Netzstandard, der auf CAN-Kommunikation basiert. Die Geräte werden an eine gemeinsame Hauptnetzleitung, den sogenannten Backbone, mit passenden T-Verbindungen, Abschlusswiderständen und Netzstromversorgung angeschlossen. Jedes kompatible Gerät kann Daten im Netzwerk veröffentlichen, andere Geräte nutzen diese, wenn sie unterstützt werden.

Dieser Unterschied beeinflusst die gesamte Systemplanung. Bei NMEA 0183 muss die Richtung jeder Verbindung, Drahtpaare, Übertragungsgeschwindigkeit und Satzformat beachtet werden. Bei NMEA 2000 ist die physische Installation oft übersichtlicher, erfordert aber eine korrekte Dimensionierung des Netzwerks, Überprüfung der Stromversorgung und Kontrolle der Gesamtlänge der Leitungen.

NMEA 0183: Wann es weiterhin sinnvoll ist

NMEA 0183 ist nicht veraltet in dem Sinne, dass es nicht mehr nutzbar wäre. Eine große Zahl qualitativ hochwertiger GPS-Empfänger, AIS-Geräte, VHF-Stationen, Windinstrumente, älterer Autopiloten und professioneller Navigationsgeräte nutzt es noch zuverlässig. Auf einem Schiff mit einer begrenzten Anzahl an Geräten kann es eine durchaus angemessene Lösung sein.

Häufige Schwierigkeiten entstehen bei der Erweiterung. Die Standardübertragung von NMEA 0183 arbeitet oft mit 4.800 Baud, während AIS Kommunikation in der Regel 38.400 Baud erfordert. Ein Gerät kann nur einen Eingang oder Ausgang haben, während Sie mehrere Quellen und Ziele verbinden möchten. Dann sind Multiplexer, Puffer, Converter oder sorgfältig gewählte Ports am Plotter erforderlich.

Wichtig ist auch, dass die Drahtbezeichnungen nicht universell sind. Ein Hersteller verwendet TX+ und TX-, ein anderer Talker+ und Talker-, und bei älteren Geräten finden sich verschiedene Farben oder ein gemeinsamer Minusleiter. Nach Farben zu verbinden, ohne technische Dokumentation und Messung, ist kein Verfahren, auf das man sich verlassen darf.

NMEA 2000 für integriertere Schiffsnetzwerke

NMEA 2000 ist besonders praktisch, wenn mehrere Systeme dieselben Daten teilen müssen. Position, Kurs, Tiefe, Geschwindigkeit, Windrichtung und -stärke, Motordaten, Tankfüllstände, Batteriestatus, Ladung, Verbrauch und Alarme können auf kompatiblen Displays, Plottern oder Überwachungsmodulen verfügbar sein.

Für den Besitzer oder die Besatzung ist der Vorteil nicht nur die größere Datenmenge auf dem Bildschirm. Ein gut konfiguriertes System erlaubt, dieselbe verlässliche Datenquelle von mehreren Geräten zu nutzen. Beispielsweise kann die GPS-Position dem Plotter, AIS, der VHF-Station mit DSC-Funktion und dem Schiffsüberwachungssystem dienen, ohne zahlreiche separate serielle Verbindungen.

NMEA 2000 ist jedoch keine Lösung, die sich darauf beschränkt, ein paar Werkskabel zu verbinden. Das Netzwerk muss zwei Abschlusswiderstände haben, einer an jedem Ende des Backbones. Die Stromversorgung wird an der vorgesehenen Stelle mit entsprechendem Sicherungsautomat und Leitungsquerschnitt angeschlossen. Die Längen des Hauptnetzes und der Abzweigleitungen müssen innerhalb vorgeschriebener Grenzen bleiben, und der Verbrauch jedes Geräts muss im Entwurf berücksichtigt werden.

Wird die Stromversorgung an der falschen Stelle angeschlossen, fehlt ein Terminator oder wird das Netzwerk mit improvisierten Verbindungen verlängert, sind die Folgen nicht immer sofort spürbar. Das System kann sporadisch funktionieren, dann Daten verlieren, wenn mehrere Geräte eingeschaltet werden, oder schwer reproduzierbare Fehler zeigen. Gerade solche Fehler sind in der Saison am teuersten zu diagnostizieren.

Kompatibilität ist nicht immer vollständig

NMEA 2000 definiert die Kommunikationsmethode, garantiert aber nicht, dass jedes Gerät jedes Netzwerkdatenfeld anzeigt oder verarbeitet. Hersteller können verschiedene PGN-Nachrichten unterstützen, und einzelne Geräte empfangen bestimmte Daten nur, können diese aber nicht weiterleiten oder für automatisierte Funktionen verwenden.

Dies ist besonders wichtig bei Autopiloten, Radar, Motor-Gateways, Batterieüberwachungssystemen und digitaler Schiffssteuerung. Vor dem Kauf sollte geprüft werden, ob ein NMEA 2000-Anschluss vorhanden ist, welche Nachrichten das Gerät sendet und empfängt, ob es die nötigen Motor- oder Tankinstanzen unterstützt und ob es korrekt mit bestehendem Plotter und Instrumenten integriert wird.

NMEA 0183 oder NMEA 2000 auf vorhandenem Schiff

Die Antwort hängt vom Zustand Ihrer Installation ab, nicht davon, welcher Standard neuer ist. Wenn das bestehende NMEA 0183-System zuverlässig mehrere Schlüsselgeräte verbindet und Sie keine große Erweiterung planen, kann gezielte Wartung oder ordentliche Erneuerung der Verbindungen eine vernünftige Entscheidung sein.

Planen Sie Batteriemonitoring, Solarladung, mehrere Navigationsdisplays, Motorintegration, fortschrittlichen Autopiloten, digitale Tanks oder Fernüberwachung, bietet NMEA 2000 meist eine sauberere Basis für die weitere Entwicklung. Dies gilt besonders bei einem Refit, bei dem bereits Paneele geöffnet, neue Kabel verlegt oder der Hauptteil der Elektroinstallation ersetzt wird.

In vielen Fällen ist die beste Lösung eine Hybridlösung. Das ältere Gerät bleibt über NMEA 0183 verbunden, während der Rest des neuen Systems über NMEA 2000 aufgebaut wird. Ein Konverter zwischen den Standards übersetzt dann nur wirklich benötigte Daten. Diese Herangehensweise kann die Lebensdauer der vorhandenen Ausrüstung verlängern, muss aber so geplant sein, dass keine doppelten Quellen von GPS, Kurs oder Tiefe im Netzwerk entstehen.

Was vor Installation und Integration zu prüfen ist

Vor der Auswahl der Ausrüstung ist eine Bestandsaufnahme aller vorhandenen Geräte, deren Modelle, verfügbaren Schnittstellen und tatsächlichen Funktionen auf dem Schiff erforderlich. Ebenso wichtig ist die Festlegung, welche Daten das System austauschen muss: GPS-Position, AIS-Ziele, Kurs, Winddaten, Tiefe, Energiezustand, Motordaten oder Alarme.

Anschließend erfolgt die Überprüfung der physischen Installation. Kabelwege, Zustand der Steckverbinder, Möglichkeit der Trennung von Signal- und Stromleitungen, Verfügbarkeit der Stromversorgung sowie Schutz gegen Feuchtigkeit, Vibrationen und mechanische Belastung werden geprüft. Ein eingebautes Spitzen-Gerät nützt wenig, wenn das Kabel keine Zugentlastung hat, die Verbindung hinter einem nassen Paneel liegt oder eine unbeschriftete Sammelschiene den Service erschwert und die Zuverlässigkeit mindert.

Auch bei Netzwerken muss die Hierarchie der Datenquellen definiert werden. Wenn GPS-Daten gleichzeitig von Plotter, AIS und VHF gesendet werden, können Geräte unterschiedliche Positionen anzeigen oder unnötige Alarme auslösen. Gibt es mehrere Kursquellen, muss der Autopilot die für seinen Betrieb vorgesehene verwenden. Die Konfiguration nach Anschluss ist kein Abschlussdetail, sondern integraler Bestandteil der Inbetriebnahme.

Professionelle Prüfung reduziert das Risiko teurer Änderungen

Eine hochwertige marinelektronische Integration umfasst die Begutachtung des Ist-Zustandes, die technische Prüfung der Kompatibilität, die Planung der Kommunikations- und Stromleitungen, Montage, Konfiguration sowie Funktionsprüfung unter realen Bedingungen. Nach der Inbetriebnahme ist die Übertragung der Schlüsseldaten an jedem Gerät, das Alarmverhalten und das Systemverhalten nach Abschaltung und Wiedereinschaltung der Stromversorgung zu bestätigen.

Bei UnLucky betrachten wir das Netzwerk als Teil des gesamten Schiffes, nicht als isolierten Steckverbinderverbund. Navigation, elektrische Anlage, Batterien, Ladegeräte, Solarsysteme und Verbrauchsüberwachung teilen oft Daten und sind auf korrektes Energie-Management angewiesen. Deshalb kann eine Empfehlung erst nach Einsicht in die bestehende Installation und den Nutzplan des Schiffes gegeben werden.

Planen Sie einen Refit, den Austausch der Navigationstechnik oder die Behebung von Kommunikationsproblemen zwischen vorhandenen Geräten, senden Sie gerne eine Anfrage mit Ausrüstungsliste, Anschlussfotos und einer kurzen Beschreibung des gewünschten Ergebnisses. Eine richtig gewählte Netzwerkarchitektur ist nicht sichtbar, wenn alles funktioniert, aber genau dann bestätigt sie ihren Wert. Because Luck Has Nothing to Do With It.