NMEA2000
Das Rückgrat moderner Bordelektronik
Ein modernes NMEA2000-Netzwerk verbindet Kartenplotter, AIS, Autopiloten, Windgeber, Tiefensensoren und viele weitere Geräte verschiedener Hersteller. In diesem Ratgeber erfahren Sie, wie das System funktioniert, welche Komponenten benötigt werden und worauf Sie bei Planung und Installation achten sollten.
Moderne Boote verfügen heute über deutlich mehr elektronische Systeme als noch vor wenigen Jahren. Kartenplotter, AIS, Radar, Windinstrumente, Autopiloten, Motordatenanzeigen und Echolote arbeiten heute meist nicht mehr als einzelne Geräte, sondern kommunizieren permanent miteinander.
Damit dieser Datenaustausch zuverlässig funktioniert, hat sich NMEA2000 als internationaler Standard etabliert. Das Netzwerk ermöglicht es, Informationen verschiedener Sensoren und Geräte herstellerübergreifend auszutauschen und zentral auf einem oder mehreren Displays darzustellen.
Ob Segelyacht, Motorboot oder Fahrtenkatamaran – wer heute seine Bordelektronik modernisiert oder erweitert, kommt an NMEA2000 kaum noch vorbei.
Moderne Bordelektrik, die Sicherheit und Komfort garantiert.
Was ist NMEA2000?
NMEA2000 ist ein standardisiertes Kommunikationsprotokoll für die Bordelektronik auf Booten und Yachten. Entwickelt wurde es von der National Marine Electronics Association (NMEA) mit dem Ziel, Geräte unterschiedlicher Hersteller miteinander kompatibel zu machen.
Über dieses Netzwerk lassen sich zahlreiche Navigations- und Sensordaten austauschen, beispielsweise:
- GPS-Position
- Kurs
- Geschwindigkeit
- Windrichtung
- Windgeschwindigkeit
- Wassertiefe
- Logge
- AIS-Daten
- Motordaten
- Tankfüllstände
- Ruderlage
- Kompassdaten
- Batteriezustände
Dadurch greifen alle angeschlossenen Geräte auf dieselben Informationen zu. Ein Multifunktionsdisplay kann beispielsweise gleichzeitig GPS-Daten, Windinformationen und AIS-Ziele darstellen, obwohl diese Daten von unterschiedlichen Sensoren stammen.
Nicht übertragen werden dagegen besonders datenintensive Inhalte wie:
- Radarbilder
- Sonarbilder
- Fischfinderdarstellungen
- elektronische Seekarten
- Videostreams
Für diese Anwendungen kommen meist Ethernet-basierte Netzwerke zum Einsatz.
Von NMEA0183 zu NMEA2000 – Die Entwicklung
Bereits Anfang der 1980er Jahre entstand mit NMEA0180 der erste einheitliche Kommunikationsstandard für Marineelektronik.
Kurz darauf wurde dieser zum deutlich bekannteren NMEA0183 weiterentwickelt.
Viele ältere Boote nutzen dieses Protokoll bis heute.
Mit zunehmender Anzahl elektronischer Geräte zeigte sich jedoch schnell, dass NMEA0183 an seine Grenzen stößt.
Typische Einschränkungen waren:
- geringe Datenübertragungsrate
- aufwendige Verkabelung
- Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
- unterschiedliche Baudraten
- begrenzte Erweiterungsmöglichkeiten
Aus diesen Gründen wurde NMEA2000 entwickelt.
Heute basiert dieses Netzwerk auf dem robusten CAN-Bus-System, das auch in der Automobilindustrie eingesetzt wird.
Dadurch können zahlreiche Geräte gleichzeitig Daten senden und empfangen.
NMEA2000 T-Stücke, Mehrfachverteiler und Netzwerkkabel
-
RaymarineSeaTalkNG Spur Adapterkabel
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RaymarineBackbone T-Verbinder, SeaTalk - NG
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RaymarineSTNG Starter Kit
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NavicoNMEA 2000 T-connector
-
SimradSimNet - NMEA2000 Adapter Kit
Warum gilt NMEA2000 heute als Standard?
Im Vergleich zu älteren Netzwerken bietet NMEA2000 zahlreiche Vorteile.
Einfache Installation
Während NMEA0183 häufig noch mit offenen Kabelenden verbunden wurde, setzt NMEA2000 auf genormte Steckverbindungen.
Dadurch lassen sich Geräte nahezu per Plug-and-Play integrieren.
Herstellerübergreifende Kompatibilität
Einer der größten Vorteile ist die Zusammenarbeit verschiedener Hersteller.
So können beispielsweise Geräte von
- Garmin
- Raymarine
- Simrad
- Lowrance
- B&G
- Furuno
innerhalb desselben Netzwerks miteinander kommunizieren – vorausgesetzt, sie unterstützen den NMEA2000-Standard.
Einige Hersteller verwenden dabei eigene Bezeichnungen:
| Hersteller | Bezeichnung |
|---|---|
| Raymarine | SeaTalk NG |
| Simrad / Lowrance / B&G | SimNet (ältere Systeme) |
| Garmin | NMEA2000 |
Mit passenden Adapterkabeln lassen sich diese Systeme problemlos miteinander verbinden.
Hohe Zuverlässigkeit
Da sämtliche Daten über einen gemeinsamen Backbone verteilt werden, ist das Netzwerk äußerst stabil.
Neue Geräte können jederzeit ergänzt werden, ohne bestehende Installationen aufwendig umzubauen.
Zukunftssicherheit
NMEA2000 hat sich weltweit als Standard etabliert.
Nahezu alle modernen Geräte verfügen heute über entsprechende Schnittstellen.
Dadurch bleiben Erweiterungen auch in Zukunft problemlos möglich.
Welche Geräte können in einem NMEA2000-Netzwerk arbeiten?
Ein modernes Bordnetzwerk verbindet zahlreiche Komponenten miteinander.
Typische Teilnehmer sind:
Navigationssysteme
- Kartenplotter
- Multifunktionsdisplays
- GPS-Antennen
Sensoren
- Windgeber
- Tiefengeber
- Loggen
- Kompasssensoren
- Ruderlagesensoren
Sicherheitssysteme
- AIS-Transponder
- AIS-Empfänger
- DSC-Funkanlagen
- Mann-über-Bord-Systeme
Steuerung
- Autopiloten
- Motorsteuerungen
- Trimmklappen
- Tankanzeigen
Alle Geräte tauschen ihre Informationen automatisch über das Netzwerk aus.
Der Aufbau eines NMEA2000-Netzwerks
Obwohl ein NMEA2000-Netzwerk auf den ersten Blick komplex wirkt, basiert es auf einem einfachen Grundprinzip.
Es besteht im Wesentlichen aus sechs Bausteinen:
- Backbone (Stammleitung)
- Endwiderstände
- Dropkabel (Stichleitungen)
- Spannungsversorgung
- Anzeigen und Multifunktionsdisplays
- Sensoren und Geber
Jede dieser Komponenten erfüllt eine klar definierte Aufgabe.
1. Backbone – Das Rückgrat des Netzwerks
Das Backbone bildet die zentrale Datenleitung des gesamten Systems.
Es verläuft meist entlang der Längsachse des Bootes – vom Bug bis zum Heck – und verbindet sämtliche Netzwerkkomponenten miteinander.
Das Backbone kann aufgebaut werden aus:
- einzelnen T-Stücken
- Mehrfachverteilern
- Netzwerkkabeln
- einer Kombination aus allen Komponenten
Über diese Stammleitung werden sämtliche Daten im Netzwerk verteilt.
Je nach verwendetem Kabelsystem kann ein Backbone eine Gesamtlänge von bis zu 200 Metern erreichen.
2. Endwiderstände – Kleine Bauteile mit großer Wirkung
Damit die Datenübertragung fehlerfrei funktioniert, muss jedes NMEA2000-Netzwerk an beiden Enden mit einem sogenannten Endwiderstand (Terminator) abgeschlossen werden.
Diese Widerstände verhindern Signalreflexionen innerhalb des Netzwerks und sorgen für eine stabile Kommunikation.
Einige Sensoren besitzen bereits einen integrierten Abschlusswiderstand.
In diesem Fall genügt am gegenüberliegenden Ende ein zusätzlicher Terminator.
3. Dropkabel – Die Verbindung zu jedem Gerät
Die eigentlichen Geräte werden nicht direkt an das Backbone angeschlossen.
Stattdessen erfolgt die Verbindung über sogenannte Dropkabel, auch als Stichleitungen oder Spurkabel bezeichnet.
Sie verbinden beispielsweise:
- Windsensoren
- GPS-Antennen
- AIS-Geräte
- Instrumentendisplays
- Kartenplotter
mit dem zentralen Backbone.
Dadurch bleibt das Netzwerk übersichtlich und jederzeit erweiterbar.
Welche Komponenten gehören zu einem NMEA-2000-Netzwerk?
Ein NMEA-2000-Netzwerk besteht aus mehreren standardisierten Komponenten, die zusammen ein stabiles und erweiterbares Datennetzwerk bilden. Jede dieser Komponenten übernimmt eine klar definierte Aufgabe und sorgt dafür, dass Sensoren, Instrumente und Navigationsgeräte zuverlässig miteinander kommunizieren können.
1. Backbone (Stammleitung)
Das Backbone bildet das Rückgrat des gesamten Netzwerks. Es verläuft in der Regel entlang des Bootes und verbindet sämtliche Netzwerkkomponenten miteinander. Je nach Bootsgröße kann es aus Backbone-Kabeln, T-Stücken oder Mehrfachverteilern bestehen. Über diese Stammleitung werden sämtliche Daten zwischen den angeschlossenen Geräten übertragen.
2. Abschlusswiderstände (Terminatoren)
Damit das Netzwerk störungsfrei arbeitet, muss das Backbone an beiden Enden mit einem Abschlusswiderstand versehen werden. Diese sogenannten Terminatoren verhindern Signalreflexionen und sorgen für eine stabile Datenkommunikation. Fehlt einer der beiden Endwiderstände, kann dies zu Kommunikationsproblemen oder dem Ausfall einzelner Geräte führen.
3. Drop-Kabel (Stichleitungen)
Die einzelnen Geräte werden nicht direkt an das Backbone angeschlossen, sondern über sogenannte Drop-Kabel oder Stichleitungen. Diese verbinden beispielsweise GPS-Antennen, Windgeber, AIS-Transponder oder Multifunktionsdisplays mit dem Netzwerk. Nach den NMEA-2000-Richtlinien sollte eine Stichleitung eine Länge von maximal sechs Metern nicht überschreiten.
4. Spannungsversorgung
Ein NMEA-2000-Netzwerk benötigt eine eigene 12-Volt-Stromversorgung. Idealerweise wird diese möglichst mittig im Backbone eingespeist. Dadurch wird sichergestellt, dass alle angeschlossenen Geräte gleichmäßig mit Spannung versorgt werden und Spannungsverluste möglichst gering bleiben.
5. Sensoren und Geber
Sensoren liefern die eigentlichen Informationen in das Netzwerk. Dazu gehören beispielsweise:
- GPS-Antennen
- Windgeber
- Tiefengeber
- Loggeber
- Kompasssensoren
- AIS-Transponder
- Motor- und Tankgeber
Die erfassten Daten stehen anschließend allen angeschlossenen Anzeigen gleichzeitig zur Verfügung, sodass dieselben Informationen mehrfach genutzt werden können.
6. Displays und Multifunktionsgeräte
Instrumentendisplays und Kartenplotter empfangen die Daten aus dem Netzwerk und stellen sie übersichtlich dar. Je nach Ausstattung können gleichzeitig Navigation, Winddaten, Geschwindigkeit, Wassertiefe, Motordaten, Tankfüllstände oder AIS-Ziele angezeigt werden.
So planen Sie Ihr NMEA-2000-Netzwerk richtig
Eine sorgfältige Planung erleichtert die spätere Installation erheblich. Überlegen Sie bereits vor dem Einbau, welche Geräte in das Netzwerk integriert werden sollen und ob künftig weitere Komponenten hinzukommen könnten. Ein etwas großzügiger geplantes Backbone spart später Zeit und Aufwand.
Folgende Fragen helfen bei der Planung:
- Welche Geräte sollen miteinander kommunizieren?
- Wo soll das Backbone verlaufen?
- An welcher Stelle wird die Stromversorgung angeschlossen?
- Sind spätere Erweiterungen vorgesehen?
Wichtige Installationshinweise
Backbone sauber aufbauen
Das Backbone sollte möglichst geradlinig durch das Boot verlaufen. Abhängig vom verwendeten Kabeltyp kann die maximale Länge bis zu 200 Meter betragen.
Abschlusswiderstände montieren
An jedem Ende des Backbones muss ein Terminator montiert werden. Nur so ist eine zuverlässige Datenübertragung gewährleistet.
Stromversorgung möglichst mittig einspeisen
Eine mittig platzierte Spannungsversorgung sorgt für eine gleichmäßige Lastverteilung und reduziert Spannungsabfälle innerhalb des Netzwerks.
Drop-Kabel kurz halten
Die einzelnen Stichleitungen sollten möglichst kurz ausgeführt werden. Die maximale empfohlene Länge beträgt sechs Meter.
Der LEN-Wert – wichtig für die Stromversorgung
Bei größeren Netzwerken spielt der sogenannte LEN-Wert (Load Equivalency Number) eine wichtige Rolle. Er beschreibt den Strombedarf eines Geräts innerhalb des Netzwerks und hilft dabei, die Gesamtbelastung richtig zu planen.
Zur Orientierung gilt:
- 1 LEN entspricht 50 mA Stromaufnahme.
- Ein NMEA-2000-Netzwerk darf maximal 60 LEN beziehungsweise 3 Ampere aufnehmen.
Gerade bei umfangreichen Installationen mit vielen Sensoren und Instrumenten sollte dieser Wert berücksichtigt werden, um Spannungsabfälle oder Überlastungen zu vermeiden.
Vor der Installation: PGN-Kompatibilität prüfen
Nicht jedes Gerät unterstützt automatisch sämtliche Dateninformationen. Deshalb sollte vor dem Aufbau überprüft werden, welche sogenannten PGNs (Parameter Group Numbers) von den jeweiligen Geräten unterstützt werden.
PGNs definieren, welche Informationen – beispielsweise GPS-, Wind-, Tiefen- oder Motordaten – übertragen werden können. Nur wenn Sender und Empfänger dieselben PGNs unterstützen, ist ein vollständiger Datenaustausch möglich. Die entsprechenden Angaben finden sich in den technischen Daten oder Bedienungsanleitungen der jeweiligen Hersteller.
Ältere NMEA-0183-Geräte weiterhin nutzen
Auch ältere Geräte müssen bei einer Modernisierung nicht zwangsläufig ersetzt werden. Viele Systeme mit NMEA 0183 lassen sich mithilfe eines aktiven NMEA-0183-auf-NMEA-2000-Konverters problemlos in moderne Netzwerke integrieren.
Der Konverter übersetzt die Daten zwischen beiden Standards, sodass bestehende GPS-Empfänger, Funkgeräte oder Instrumente weiterhin verwendet werden können. Vor der Auswahl eines Konverters sollte jedoch geprüft werden, welche Baudrate und welche Datensätze unterstützt werden.
SeaTalk 1 auf SeaTalk NG umrüsten
Auch ältere Raymarine-Systeme können häufig weiter genutzt werden. Über entsprechende Konverter lassen sich SeaTalk-1-Instrumente in ein modernes SeaTalk-NG- beziehungsweise NMEA-2000-Netzwerk integrieren.
Dadurch können vorhandene Sensoren und Instrumente weiterhin genutzt werden, während gleichzeitig moderne Multifunktionsdisplays oder Kartenplotter eingebunden werden. Dies ist besonders interessant für Bootsbesitzer, die ihre Bordelektronik schrittweise modernisieren möchten.
Herstellerübergreifende Vernetzung
Ein großer Vorteil von NMEA 2000 besteht darin, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller miteinander kommunizieren können. Mit den passenden Adapterkabeln lassen sich bestehende Systeme häufig problemlos kombinieren, sodass vorhandene Komponenten nicht zwingend ersetzt werden müssen.
Dadurch lassen sich beispielsweise Kartenplotter, AIS-Systeme, Autopiloten oder Windinstrumente verschiedener Hersteller in einem gemeinsamen Netzwerk betreiben. Das spart Kosten und vereinfacht Modernisierungen erheblich.
NMEA 2000 hat sich als Standard für moderne Bordnetzwerke etabliert. Durch den strukturierten Aufbau, die einfache Erweiterbarkeit und die hohe Kompatibilität zwischen zahlreichen Herstellern lassen sich nahezu alle elektronischen Systeme an Bord effizient miteinander vernetzen.
Wer sein Boot modernisiert oder neue Instrumente installiert, schafft mit einem sauber geplanten NMEA-2000-Netzwerk die Grundlage für eine zuverlässige Navigation, mehr Sicherheit und höheren Komfort. Gleichzeitig bleibt das System flexibel, sodass zukünftige Erweiterungen jederzeit unkompliziert integriert werden können.
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