Das europäische Kommunikationssystem für den Bahnverkehr steht vor einem großen digitalen Umbruch, der eine moderne, effiziente und sichere Bahnkommunikation europaweit und grenzüberschreitend weiter sicherstellen soll. Das Ziel ist die Ermöglichung der Digitalisierung und Automatisierung des Eisenbahnverkehrs durch wesentlich höhere Datenraten als bisher, geringere Latenzzeiten und eine verbesserte Zuverlässigkeit. Am Ende sollen ebenfalls Steigerungen in der Kapazität erreicht werden, weil deutlich mehr Fahrzeuge in kleinerem Abstand auf einem räumlich begrenzten Schienennetz unterwegs sein werden.

Funkwerk, als europäischer Technologieführer im Bereich der Entwicklung und Produktion von Kommunikationssystemen für die Bahn- und Verkehrsindustrie, ist stark involviert in der Ausgestaltung der Standards für die nächste Generation Zugfunk. Im deutschen und europäischen Bahnverkehr wird derzeit der seit mehr als 20 Jahren im Betrieb befindliche 2G-basierte GSM-R-Mobilfunk (Global System for Mobile Communications – Railway) verwendet. Er basiert auf dem bekannten GSM-Mobilfunkstandard aus den neunziger Jahren und wurde speziell für die Anforderungen von Eisenbahnen entwickelt.

Er bietet eine robuste und zuverlässige Sprach- und Datenkommunikation für Züge und hilft dabei, Signale über größere Entfernungen zu übertragen und verschiedene sicherheitsrelevante Funktionen im Zugverkehr zu koordinieren, wie etwa Notfallkommunikation und Zugbefehle. Angesichts der stark gestiegenen zukünftigen Anforderungen an Kommunikations- und Datenübertragungssysteme im Bahnverkehr bietet GSM-R allerdings nicht mehr die notwendigen Kapazitäten, ganz besonders eine begrenzte Datenkapazität und Flexibilität im Vergleich zu modernen 4G- und 5G-basierten Standards.

Daher wird ein neuer Standard notwendig, an dem ein internationales Gremium bestehend aus dem internationalen Eisenbahnverband (UIC), Bahnbetreibern und Unternehmen der Eisenbahnindustrie seit 2015 erfolgreich arbeitet. Das kommende 5G-basierte FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) wird, beginnend ab 2028 und innerhalb von 10 bis 15 Jahren, GSM-R schrittweise ablösen und damit die Bahnkommunikation für die Zukunft neu ausrichten. FRMCS ist per Definition skalierbar und in der Lage, zukünftige Entwicklungen mit zu berücksichtigen. Ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung von FRMCS stellt dabei die Entkopplung der Hardware von den bahnspezifischen Anwendungen dar. Dies soll die Kosteneffizienz gewährleisten und die Interoperabilität verschiedenster Komponenten ermöglichen.

Innerhalb einer europaweiten Migrationsphase wird es jedoch notwendig sein, Systeme zur Verfügung zu stellen, welche einen grenzüberschreitenden Verkehr nahtlos und effizient sicherstellen können. Nicht überall wird FRMCS durchgehend verfügbar sein. Der europaweite infrastrukturelle Umbau benötigt Zeit und ist zudem nicht überall wirtschaftlich. Daher wird GSM-R noch über einen langen Zeitraum im Einsatz bleiben. Zudem muss berücksichtigt werden, dass einige europäische Länder gerade erst den Wechsel von analoger Kommunikation auf digitales GSM-R vollziehen.

Funkwerk ist als Technologieführer maßgeblich an der Standardisierung beteiligt und stellt schon heute verschiedene Prototypen bereit. Bei Zugfunkanlagen und technischer Ausstattung von Lokomotiven und Zugfahrzeugen handelt es sich schließlich um Investitionsgüter mit jahrzehntelangem Einsatz. Diese müssen auch aus Kostengründen einem Technologie wechsel standhalten. Hier haben die flexiblen Systeme von Funkwerk durch das Prinzip „modularity by design“ einen weltweit einzigartigen Vorteil: Sie bieten durch ihre Modularität einen langfristigen und nachhaltigen Investitionsschutz, denn sie können individuell für jeden benötigen Einsatzzweck konfiguriert und/ oder angepasst werden. Funkwerk wird in der Lage sein, in einem einzigen System alle in Europa eingesetzten Zugfunk-Standards nahtlos abzudecken.

Die europäische Bahnkommunikation steht vor einer Technologietransformation. Die Funkwerk AG aus Kölleda, als europäischer Marktführer für Kommunikations- und Informationssysteme im Bahnbereich, hat ihre Produktion vorausschauend und zukunftssicher neu aufgestellt.

Seit den neunziger Jahren entwickelt und produziert Funkwerk am Standort Kölleda modulare Kommunikationssysteme für Bahnunternehmen weltweit. Immer am Puls von Technologie und Herstellungsmethoden werden analoge und digitale Funksysteme in Kölleda produziert.

Die Anforderungen der Kunden aus über 40 Ländern unterscheiden sich stark. Von individuellen Sonderlösungen für kleinste Betreiber von Zügen und Triebfahrzeugen bis hin zu großen Systemlösungen national und international operierender Konzerne wie die Deutsche Bahn oder der spanische Bahnbetreiber Renfe liegen alle denkbaren Herausforderungen für den Entwicklungs- und Produktionsprozess auf dem Tisch.

Daher steht Funkwerk seit jeher mit seiner technologischen Kompetenz und seinem tiefen Verständnis für die Anforderungen des Marktes für eine flexible Produktion aus manueller Kleinserienproduktion sowie hohen Auflagen mittels vollautomatisierter Produktionssysteme. Um projektspezifischen Anforderungen der Kunden zu entsprechen, werden sogar Einzelkabel oder kundenspezifische Kabelbäume direkt im Haus konfektioniert.

Entwicklungsfördernde Strategie

Funkwerk hat schon immer Entwicklung, Zertifizierung, Produktion und Qualitätssicherung direkt vor Ort vollstufig und zu 100 Prozent inhouse verzahnt – ein großer Vorteil in Bezug auf Flexibilität und eigene Einflussnahme bei technischen Herausforderungen. Dazu werden über 10 Prozent des jährlichen Gesamtumsatzes in Forschung und Entwicklung investiert. Durch Entwicklungspartnerschaften mit Forschungsinstituten wie der TU Ilmenau wird die Konzeption und Realisierung eines Produktportfolios ermöglicht, das Zukunftstechnologien beinhaltet und die Anforderungen der Mobilität von morgen abdeckt.

Funkwerk versteht die Bedürfnisse seiner Kunden und einen Entwicklungs- und Produktionsprozess, der zuverlässig und wirtschaftlich ist. Durch die gegenseitigen internen Einblicke profitiert die gesamte Wertschöpfungskette und fördert Innovation und Wettbewerbsfähigkeit in Europa sowie weltweit.

Heute mehr denn je, denn ein technologischer Wandel findet zurzeit statt. Ein Wandel, den Funkwerk, maßgeblich in europäischer Gremienarbeit involviert, mit vorantreibt. Durch den bevorstehenden europaweiten Wechsel vom digitalen 2G-basierten Zugfunk GSM-R zum zukünftigen 5G-basierten Zugfunkstandard FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) erhöhen sich die Anforderungen an die verwendeten elektronischen Bauteile und Leiterplatten deutlich.

Durch die steigende Anzahl immer kleiner werdender Bauteile und stärkere Anforderungen an Geschwindigkeit, Präzision, Produktqualität und Flexibilität erfordert dieser Technologiewandel auch in der Bestückung von Leiterplatten eine Transformation hin zu einem noch höheren Automatisierungsgrad.

Der europäische Markt für Kommunikationssysteme im Bahnbereich wird in der nächsten Dekade von bis zu 15 Jahren auf eine neue Technologie wechseln. FRMCS wird GSM-R umfangreich ablösen. Neue Systeme werden über lange Zeit alle heute existenten Zugfunk-Standards abdecken können müssen. Bestandssysteme müssen – als langfristig gerechnete Investitionen – möglichst auf- oder nachgerüstet werden, denn der europäische grenzüberschreitende Bahnverkehr steht in einer symbiotischen Beziehung zur jeweils vorhandenen nationalen Infrastruktur und muss nahtlos funktionieren. Die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander spielt dabei eine entscheidende Rolle.

Funkwerk hat die hohen Anforderungen der Zukunft frühzeitig erkannt und in den letzten Jahren, parallel zur bisherigen Produktion, umfangreich in eine weitere modernste Leiterplattenbestückungslinie investiert und diese in Betrieb genommen.

Auf Erfolgskurs

Mehrere Linien mit Bestückungskapazitäten zwischen 25.000 und 35.000 Bauteilen je Stunde und Modul fertigen voll funktionsfähige Leiterplatten, welche durch mehrere integrierte und automatische Prüfverfahren direkt verbaut werden können.

Die Vorteile dieser Automatisierung als Reaktion auf einen hohen Bedarf liegen auf der Hand. Sie sorgt für eine präzise Bestückung der Leiterplatten mit kleinsten Bauteilen und liefert so einen starken Beitrag hinsichtlich Produktivität und Wirtschaftlichkeit. Auch sind komplexere Designs bei kleiner werdenden Bauformen konsequent möglich. Durch eine mehrstufige automatisierte Prüfung auf Basis bildgebender Verfahren wird eine durchgängig gleichbleibende und sehr hohe Produktionsqualität erreicht. Dabei wird eine niedrige Quote manuell nachzuprüfender Leiterplatten erreicht.

Die neu strukturierte Produktion bei Funkwerk bietet eine hohe Kapazität und Flexibilität. Sie ist damit auch für Unternehmen ohne eigene Fertigung eine Option, um Produktionsvolumen auszulagern. Funkwerk fertigt Leiterplatten im Auftrag und stellt dabei seine langjährige Erfahrung in der Fertigung als Dienstleistung zur Verfügung.