Digitalisierung der Regionalzüge: Innovative Bahnantennen aus Brandenburg sorgen für WLAN

Bahnantennen spielen eine elementare Rolle in der Digitalisierung der Bahninfrastruktur. Sie werden benötigt, um eine solide Verbindung zu den gängigen Funknetzen und -diensten wie LTE, UMTS, GPS oder Tetra herzustellen. In der Praxis bedeutet dies: Fehlen die Bahnantennen, gibt es auch kein Internet per WLAN im Zug. Genauso wenig gibt es eine stabile Echtzeitübertragung von Daten aus dem Zug auf die Rechner der Bahnbetreiber. Darum sind Bahnantennen – genauer gesagt Außen- und Innenantennen – ein integraler Bestandteil für Digitalisierungs-Produkte wie Colibri (Coach Link for Broadband Information Exchange).

Zusammen mit dem Verkehrsverbund Berlin-Brandenburg, den Ländern Berlin und Brandenburg und der DB Regio Nordost erprobt die DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH im Projekt „Digital im Regio“ seit Sommer 2017 den Einsatz einer integrierten, digitalen Plattform für Züge. Dahinter verbirgt sich die Vision von einer modernen, integrierten IT- und Telekommunikationslösung für Regionalzüge, die gleichermaßen den Komfort der Fahrgäste und die Wirtschaftlichkeit des Bahnbetriebes erhöhen soll. So können dank Colibri Fahrgäste schon per Auß enmonitor am Zug oder in der App sehen, wo Sitzplätze oder Fahrradstellflächen frei sind, noch bevor sie einsteigen. Am Sitzplatz wird allen Reisenden in einer neuen Mediathek Unterhaltung in Form von Musik, Filmen, Hörbüchern und Spielen geboten. Auch die Bahnbetreiber profitieren, denn Colibri ermöglicht durch die Echtzeitübertragung von Zustandsdaten einzelner Zugkomponenten eine wirtschaftlich lukrative und vorausschauende Instandhaltung – die sogenannte Predictive Maintenance. In Zukunft weiß die Instandhaltung dadurch schon vor dem nächsten Wartungsintervall, welche Komponenten in welcher Anzahl erneuert werden müssen und spart somit enorme Beschaffungs- und Lagerungskosten.

Die Ausschreibung für die Außen- und Innenantennen für das Projekt Colibri, die Mitte 2016 startete, hat der Hersteller Antonics-ICP GmbH aus dem brandenburgischen Velten gewonnen. Seit der Gründung 2007 ist das Unternehmen zu einem der wichtigsten Lieferanten auf dem nationalen und internationalen Bahnantennen-Markt aufgestiegen. So gehören die S-Bahn Berlin, die Hamburger Hochbahn und eine Vielzahl von Bahnunternehmen weltweit zur Kundschaft der Brandenburger.

Kosteneinsparung durch Innovation

Für die Außenantennen wurde in der Ausschreibung explizit eine „Kombi“-Lösung gesucht, die jeweils zwei LTE- und WLAN-MIMO-Antennen sowie eine GPS-Antenne in einem einzigen Modul zusammenfasste. Außerdem sollte der Aufwand für die Einrichtung und Inbetriebsetzung möglichst gering sein.

Antonics-ICP führte bereits ein passendes Produkt im Sortiment: die OmPlecs TOP 200 AMR MF 04 -5- MIMO. Wie alle Antennen aus der OmPlecs-Serie ist sie vollständig metallisch und kommt ohne Keramikelemente und Leiterplatte aus. Dies erhöht den Antennengewinn und die Langlebigkeit deutlich. Anders als die gängige n Breitbandantennen mit nur einem HF-Anschluss arbeitet sie zudem mit einer modernen Multibandtechnologie: Jede einzelne Antenne kann je nach Konfiguration bis zu acht HF-Anschlüsse für Frequenzbereiche zwischen 140 MHz und 6000 MHz enthalten. Jedes Band ist dabei bereits getrennt und einzeln abgestimmt. Auf diese Weise werden keine kostenintensiven Splitter oder Koppler benötigt, und die Anzahl der Antennen auf dem Dach kann signifikant verringert werden. Das ergibt zusätzliches Einsparungspotential. Auch sind die OmPlecs-Antennen von Haus aus so konzipiert, dass sie problemlos auf Kunststoff-Dächern untergebracht werden können – spezielle Metallhalterungen werden nicht benötigt, die strengen Vorgaben hinsichtlich Brandschutz werden dennoch erfüllt. Das senkt wiederum Kosten. Hinzu kommt eine sehr geringe Bauhöhe von maximal nur 60 mm, was die Anbringung auf dem Zugdach vereinfacht. Daneben sind sie sogar bei Extremtemperaturen von -60° bis +80° immer noch betriebsfähig. Damit liegen sie in Sachen Temperaturbeständigkeit deutlich über den Vorgaben der Bahnzulassungsrichtlinie DIN EN 50155.

Eigene Forschung, patentierte Antennen

Die Kombination aus fortschrittlicher Technik und hoher Wirtschaftlichkeit überzeugte die Ausschreiber schließlich davon, die OmPlecs TOP 200 AMR MF 04 -5- MIMO als Außenantenne für das Zugsystem Colibri auszuwählen. „Ich denke, dass Innovation und Kosteneffizienz die ausschlaggebenden Faktoren sind, durch die wir die Ausschreibung gewonnen haben“, so René Roeder, Chief Marketing Officer bei Antonics-ICP und Mitgründer des Unternehmens. „Unsere Produkte bieten von Hause aus beides, weil wir von Anfang an auf die Planarantennen-Technologie gesetzt und diese kontinuierlich weiterentwickelt haben. Diese Technologie kommt ursprünglich aus der Militärforschung und ermöglicht eine extrem kompakte, robuste Bauweise und die Unterbringung einer Vielzahl verschiedener Kommunikationssysteme auf einer einzigen Antenne. Dies hebt uns stark vom internationalen Wettbewerb ab, wo immer noch klassische Antennendesigns eingesetzt werden. Wir verfügen heute über mehr als ein Dutzend eigener Patente und Schutzrechte im Bereich der Planarantennen-Technologie.“

Mit Neuentwicklung gewonnen

Anders als im Falle der Außenantenne konnte Antonics-ICP sich bei der Innenantennen-Ausschreibung nicht mit einem fertigen Produkt bewerben. Innenantennen werden dafür benötigt, um das WLAN-Signal in den Innenbereich des Zugabteils abzuleiten. Es sind also die Innenantennen, die dem Fahrgast einen WLAN-Zugang ermöglichen – eine Grundprämisse für Colibri. Gesucht wurde eine dualbandfähige Innenantenne in einer 3×3- und 4×4-MIMO-Ausführung. Zum Zeitpunkt der Ausschreibun g hatte Antonics-ICP jedoch nur eine 2×2-Konfigutarion im Katalog. Wie auch schon bei den Außenantennen sollte die Einrichtung und Inbetriebsetzung außerdem möglichst unkompliziert ausfallen. „Wir wollten auch diese Ausschreibung unbedingt gewinnen, weil wir fest von unserer Technologie überzeugt sind. Im Endeffekt haben wir uns dazu entschieden, das passende Produkt einfach neu zu entwickeln. Viele Produkte in unserem Katalog sind so entstanden und werden bis heute nachgefragt“, sagt René Roeder.

Weil bei Antonics-ICP der gesamte Entwicklungsprozess im eigenen Hause abläuft, konnte innerhalb kürzester Zeit ein einsatzfähiger Prototyp produziert werden: „Man kann sich die Entwicklung einer Antenne bei uns so vorstellen: Oben sitzen unsere Ingenieure und Programmierer, die am Computer mittels CAD eine 3D-Zeichnung der Antenne anfertigen und mehrstufige Testszenarios fahren. Anhand dieser Zeichnungen produzieren unsere CNC-Fräser und Mechatroniker im Untergeschoss die einzelnen Bestandteile und setzen sie zu einer funktionsfähigen Antenne zusammen. Anschließend wird sie von unseren Prüfexperten umfassend und nach allen Regeln der Kunst getestet,“ erzählt René Roeder. So entstand schließlich die OmPlecs TOP 200 RAIL in der 3×3- und 4×4-MIMO-Ausführung. Durch die Planarantennen-Technologie fallen ihre Maße außerordentlich kompakt aus: Der Durchmesser beträgt 200 mm und die Bauhöhe sogar nur 40 mm. Im Zusammenspiel mit einer robusten und völlig flachen Bauweise ist sie so auch optimal gegen Vandalismus geschützt. Die Ausschreiber waren wieder überzeugt.

Zeichen stehen auf Expansion

Die Bahnantennen von Antonics-ICP sind bereits seit mehreren Monaten in den Colibri/‘Digital im Regio‘-Zügen der Linien RE3 und RE5 in Berlin und Brandenburg bzw. Mecklenburg -Vorpommern erfolgreich im Einsatz. Die brandenburgische Antennenmanufaktur ist damit Teil der Geschichte der Digitalisierung der Regionalbahnen – einer Geschichte, die im letzten Jahr mit Pilotprojekten wie Colibri/‘Digital im Regio‘ einen raketenartigen Start erfuhr.

Im Fahrtwind dieser und anderer Erfolge stehen bei Antonics-ICP die Zeichen klar auf internationaler Expansion, sagt René Roeder: „Kurz- und mittelfristig werden wir unsere Unternehmenszentrale deutlich vergrößern, um vor allem eine höhere Produktions- und Lagerungskapazität zu erreichen. Langfristig sind auch internationale Niederlassungen ein Thema, denn jeden Tag merken wir: Auf dem Weltmarkt gibt es nichts, was Qualitätsprodukte in puncto Fahrzeugantennen made in Germany ohne Weiteres ersetzen kann.“