IT-Infrastruktur in Schiffen stellt hohe Ansprüche an die Sicherheit

Viele Schiffe nutzen mittlerweile mehr Informationstechnik als ein mittelständischer Betrieb. Um die Hardware auch bei starkem Seegang, hoher Luftfeuchtigkeit und beschränkten Platzverhältnissen sicher zu betreiben, sind robuste und zuverlässige Infrastrukturlösungen notwendig. Denn Seemannsromantik hat abseits der Hafenrundfahrt keinen Platz mehr in der modernen Schifffahrt: Kosten müssen gesenkt, Termine eingehalten und vor allem die Sicherheit von Mensch und Material gewährleistet werden. Immer häufiger ist die Informationstechnologie - neben dem Maschinenraum - das zweite Herzstück eines Schiffes. Längst kreuzen Rechenzentren über die Weltmeere, die einem ausgewachsenen Mittelständler auf dem Festland mehr als genug Leistung für seine Anwendungen und Dienste bieten würden.

Über den Umfang des IT-Bedarfs entscheidet der Schiffstyp. Viel IT-Bedarf haben beispielsweise Kreuzfahrtschiffe und Megayachten, denn hier sind Komfort und Luxus maßgeblich. Kabinen müssen mit Entertainment ausgestattet sein, Kassen- und Abrechnungssysteme sind über das ganze Schiff verteilt und auch in der Spielbank geht ohne IT nichts. Bis zu 6.000 Passagiere wollen schließlich in ihrer „schwimmenden Stadt" auf der Reise über die Weltmeere nicht nur gut versorgt, sondern auch bestens unterhalten sein.

Anders sieht es auf Schiffen aus, bei denen der persönliche Komfort hinter der Wirtschaftlichkeit zurücktritt. Containerschiffe, Massengutfrachter (sogenannte Schüttgutfrachter bzw. Bulker) und Tanker. Hier ist der Schiffsbetrieb unter ökonomischen Aspekten zu gestalten und stetig zu optimieren. Im Fokus steht nicht der Komfort der Passagiere, sondern die geschickte Ausnutzung der Schiffsfläche. Platz ist Geld - und wo viel Platz für Container, Erz, Zement oder Erdöl ist, kann der Reeder entsprechend viel transportieren. Er achtet also vorrangig auf die raumsparende Unterbringung von Gehäusesystemen. Beim Neubau eines Schiffes erfolgt dies auf der Werft mithilfe von CAD-Systemen.

Satellitenkommunikation spart Zeit und Geld

Allen Schiffstypen gemeinsam ist die moderne Satellitenkommunikation zur Datenübertragung ans Festland: sie ist in den vergangenen Jahren immer kostengünstiger geworden. Entscheidun gen des Flottenmanagements der Reedereien werden darum immer häufiger an Land getroffen und in Echtzeit an das Schiff übermittelt. Durch diese engere Vernetzung lassen sich Zeit und Geld sparen. Nähert sich etwa ein Schiff dem Zielhafen, müssen Lotsen, Festmacher, Zoll und Wasserschutzpolizei rechtzeitig Bescheid wissen. Entlade-Terminal und Hafenaufsicht benötigen Informationen über das Schiff selbst, seine Besatzung sowie die Ladung. IT-Systeme unterstützen diese Prozesse durch rasche Datenübermittlung

Das „schwimmende Rechenzentrum"

Das Rechenzentrum an Bord eines Schiffes sieht auf den ersten Blick genauso aus wie das eines mittelständischen Unternehmens an Land. Die Infrastruktur umfasst Racks zur Unterbringung von Servern und Netzwerktechnik, Stromverteilung und -absicherung, Klimatisierung und Monitoring. Von Vorteil sind Lösungen, die auf einer übergreifenden Systemplattform basieren und mit denen sich die individuellen Anforderungen seriennah umsetzen lassen. Ein Schiff verfügt über mehrere Kühlwasserkreisläufe, üblich sind vier bis fünf. Sie stehen je nach Anforderung auch für die Schaltschrank-Klimatisierung zur Verfügung. Die Kühlkreisläufe spielen bei der Klimatisierung der IT-Infrastruktur eine zentrale Rolle, denn auch auf See dient Wasser als Kühlmedium.

Das „schwimmende Rechenzentrum" stellt jedoch andere Anforderungen als vergleichbare Lösungen an Land. So wäre in den engen, meist bis zum Rand vollgestellten Räumen eine Umluftkühlung zwar möglich, aber ineffizient. Die Entstehung von Hot Spots würde begünstigt, da durch die beschränkten Platzverhältnisse die freie Luftzirkulation behindert wäre. Erheblich effizienter hingegen ist es, die Verlustwärme am Ort der Entstehung direkt abzuführen. Dafür ist die platzsparende direkte Rack- und Reihenkühlung per Luft/Wasser-Wärmetauscher (LWWT) gut geeignet, denn die bereits genannten Kühlkreisläufe liefern und verteilen das kalte Wasser bis ins Rechenzentrum. Entscheidet sich der Schiffsbauer für diese Variante der IT-Klimatisierung, erübrigt sich der Einsatz einer Luftkanaltechnik, deren Platzbedarf wesentlich höher ist als die Lösung mit LWWT. Ein Grund dafür ist, dass die Rohre für das Kaltwasser bei gleicher Kapazität viel kleiner sind als Luftkanäle. Jedoch sind Luftkanäle für die klimatischen Verhältnisse an Bord unerlässlich, können doch in geschlossenen Schiffsräumen Umgebungstemperaturen von bis zu 55 °C erreicht werden

Doppelt aufgebaut und ständig überwacht

Alle betriebsrelevanten Anlagen an Bord eines Schiffes werden rund um die Uhr überwacht und sind meist redundant aufgebaut. Dazu zählt auch die Klimatechnik für die IT-Infrastruktur, die über die passenden Schnittstellen Statusdaten an das Schiffsnetz melden muss. In der Regel nutzt man dafür SNMP-Module mit Netzwerkanschluss in den Klimageräten. Eine andere Variante ist, Daten aus mehreren Klimageräten sowie die Werte zusätzlicher Sensoren, wie Feuchtemessgeräte oder Thermometer, an einem Controller zu sammeln. Der kann dadurch ein umfassenderes Statusbild per SNMP an das Schiffsnetz melden. Aus Gründen der Redundanz werden Störungen neben den SNMPNachrichten über Ethernet auch über elektrische Kontakte signalisiert. Ebenso wie die Klimatechnik gehört die Spannungsversorgung zu den betriebswichtigen Komponenten der IT-Infrastruktur. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen sind an Bord für fast alle Systeme selbstverständlich.

Vielfältige Optionen bei elektrischer Versorgung Je nach Schiffstyp werden ein oder mehrere Netzformen an Bord eingesetzt. Auf der Mittelspannungsseite nutzen maritime Anwendungen in der Regel ein TN-Netz, während die Niederspannungsseite häufig als IT-Netz ausgeführt ist. Bei IT-Netzen ist die Erdung zwar wie in einem herkömmlichen System ausgeführt aber der Sternpunkt des einspeisenden Transformators isoliert. Abgesehen vom 6,6 kV Mittelspannungsnetz auf größeren Schiffen (im MW-Bereich) sind Spannungen bis 690 Volt und Frequenzen von 50 oder 60 Hertz üblich. Anbieter von unterbrechungsfreien Stromversorgungen müssen die unterschiedlichen Spannungen, Frequenzen und Netzformen mit ihren Produkten abdecken können.

Darüber hinaus finden Reparaturen oder Wartungseinsätze für diese Komponenten nicht nur im Heimathafen statt, wo der Hersteller möglicherweise einen Standort betreibt. Wenn solche Aktionen in anderen Ländern oder Erdteilen erforderlich sind, ist der Anbieter im Idealfall global aufgestellt und kann an jedem Standort die entsprechende Kompetenz und Logistik vorweisen. Beispiel Megayacht: Stellt sich bei Wartungsarbeiten heraus, dass das Leistungsmodul der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ausgetauscht werden muss, ist dies dank des modularen Rittal Aufbaukonzepts schnell, einfach und nahezu überall auf der Welt möglich.