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Koaxkabel für LTE Anwendungen

Internetzugang über LTE (auch als 4G bekannt) kommt immer mehr zum Einsatz. LTE ist die 4. Generation der Mobilfunktechnologien, und bietet schnellen Zugang zum Netz, ob zuhause oder unterwegs.

Insbesondere ist LTE eine interessante Alternative, wenn kein High-Speed DSL zur Verfügung steht. In solchen Gebieten ist LTE oftmals die einzige Möglichkeit, dennoch eine schnelle Datenleitung ins World Wide Web zu erhalten. Aber auch für mobile Anwendungen bietet LTE interessante Möglichkeiten – so kann ein flexibler und schneller Internetzugang für Laptop, Tablet, Smartphone und andere Geräte im Wohnmobil, im Wochenendhaus, beim Camping oder auf dem Boot aufgebaut werden.

Ein Schlüsselelement für einen funktionierenden LTE Zugang ist das Antennenkabel – von den Koaxkabel-Experten des KOAXSHOPs!

LTE Frequenzbereiche

In Deutschland nutzt man die LTE-Frequenzen in den Bereichen 800-MHz, 1800-MHz und 2600-MHz für die vierte Mobilfunkgeneration. Der Schwerpunkt der Nutzung des 800MHz Bandes liegt in der Erschließung des ländlichen Raums, da auf diesem Band die höchsten Reichweiten zu erreichen sind. Die Bänder um 1800MHz (Deutsche Telekom) und 2600MHz (Vodafone und O2) werden vorzugsweise in den Städten verwendet. Fast alle neueren LTE-Geräte decken dabei alle drei Bänder ab.

Im Ausland werden teilweise auch noch andere Frequenzen verwendet.

LTE Datenraten

Die erreichbaren Datenübertragungsraten hängen vom Frequenzband ab. Bei 800MHz beträgt die maximale Rate bis zu 50MBit/s im Download bzw 10MBit/s im Upload. Die beiden höheren Bändern bieten bis zu 100MBit/s (z.T auch schon bis zu 150MBit/s) im Download, und bis zu 50MBit/s im Upload.

Zugang zu LTE

Generell wird für jede Kommunikation über ein LTE Netz ein Provider benötigt, mit dem ein entsprechender Mobilfunkvertrag abzuschließen ist. Die SIM-Karte im Gerät ermöglicht den Netzzugang.

LTE Router

Für den Internetzugang wird ein passender LTE Router benötigt, der die Verbindung zwischen den Endgeräten (PC, Laptop, Tablet, Smartphone o.ä.) und dem Mobilfunknetz herstellt. Am Markt ist eine große Anzahl von Routern verfügbar, verbreitet sind z.B. Geräte von AVM (Fritz!Box), TP-Link, ASUS, Huawei, Netgear, D-Link und weitere. Auch die Provider bieten passende Geräte als Zubehör zu den Verträgen an (z.B. Telekom Speedport LTE, Vodafone EasyBox 904, O2 LTE Router).

Diese Router gibt es sowohl mit eingebauten Antennen, fest angeschlossenen Antennen, oder auch mit der Anschlussmöglichkeit von externen Antennen. Bei letzteren besteht die Möglichkeit, die Verbindung zum Mobilfunknetz durch externe Antennen zu optimieren.

Externe Antenne am LTE Router

Die Signalqualität und damit die erzielbare Datenrate hängt von der Entfernung der Antennen zur Basisstation ab, sowie davon, ob sich keine (freie Sicht), wenige oder viele Hindernisse zwischen Antenne und Basisstation befinden. Durch den Einsatz von externen Antennen kann deshalb durch erhöhte Aufstellung, Anbringung der Antennen am Fenster, oder besser noch außerhalb des Gebäudes die Funktion erheblich verbessert werden.

MiMo-Prinzip

Bei LTE Antennen kommt typischerweise das sogenannte MIMO (Multiple Input Multiple Output) Prinzip zum Einsatz, wodurch die Qualität der Funkverbindung weiter verbessert werden kann. Dabei werden mehrere Antennen (bei LTE: 2) verwendet. Deshalb finden sich an LTE Routern auch 2 Antennen, bzw 2 Antennenanschlüsse.

Antennentypen

Antennen werden unterschieden nach ihrer Richtcharakteristik. Rundstrahlantennen strahlen in jede Richtung (nahezu) gleich ab. Diese werden daher verwendet, wenn die Position der Gegenstelle (z.B. Mobilfunk-Basisstation) nicht bekannt ist. Ein typische Beispiel wäre ein LTE Router in einem Fahrzeug, da sich hier ja die Richtung zum Sendemast ständig ändert. Bei festen Installationen, z.B. vom Haus zu einem bestimmten LTE-Sendemasten empfehlen sich Richtantennen. Diese strahlen gezielt in eine Richtung, und haben dadurch eine bessere Empfangs- bzw Sendewirkung (Antennengewinn, gemessen in dB).

Antennenleitungen

Die Verbindung zwischen LTE Router und Antennen erfolgt über Koaxialkabel. Da jedes Kabel die Signale dämpft, also abschwächt, ist auf ein möglichst dämpfungsarmes Kabel zu achten. Dabei gilt, je dicker das Kabel, desto geringer die Dämpfung. Andererseits sind dünnere Kabel einfacher zu installieren und sind deutlich günstiger. Es gilt hier also einen Kompromiss zwischen diesen Eigenschaften zu finden.

Eine feste Regel, welcher Kabeltyp für welche Anwendung einzusetzen ist, gibt es nicht. Natürlich sollte auf möglichst geringe Dämpfung geachtet werden, jedoch sind auch hier die konkreten Gegebenheiten zu beachten. Wird durch eine Antenne auf dem Hausdach die direkte Sicht auf die Basisstation erreicht, dann wirken sich meist auch etwas größere Kabeldämpfungen nicht merklich aus. Ist die Verbindung zur Basisstation auch trotz bestmöglichem Antennenstandort noch grenzwertig, dann mag es auf jedes dB weniger Dämpfung ankommen.

Daher sind die Angabe von maximalen Leitungslängen immer mit Vorsicht zu genießen, und mit der individuellen Situation abzugleichen.

Twin Kabel

Da bei LTE im allgemeinen 2 Antennen verwendet werden, werden auch 2 Koaxialkabel benötigt. Man liest daher manchmal den Begriff Twin-Kabel. Dies meint nichts anderes, als zwei identische Koaxialkabel, die miteinander zu einer Einheit verbunden sind. Selbstverständlich funktionieren auch zwei einzelne Kabel genauso gut.

Koax-Steckverbinder

Die meisten LTE Router haben SMA-Buchsen als externen Antennenanschluss. Antennen wiederum verfügen meist über eine N-Buchse, manchmal auch über eine BNC-Buchse. D.h. die Antennenleitung muss typischerweise auf der einen Seite einen N-Stecker haben, auf der anderen Seite einen SMA-Stecker. Prüfen Sie jedoch auf jeden Fall nach, welchen Anschluss Ihr Router bzw. Ihre Antenne hat. 

Pigtails

Koaxialkabel mit großem Durchmesser lassen sich schlecht mit SMA Steckern konfektionieren. Außerdem ist oft eine Verlegung direkt bis zum Routereingang wegen der geringen Flexibilität und des großen Biegeradius nicht möglich. Daher wird oftmals ein dämpfungsarmes, dickes Antennenkabel von der Antenne bis nahe an den LTE Router verlegt, und das letzte (z.B. 50cm lange) Stück mit einem dünnen, flexiblen Stück Koaxkabel überbrückt. Dieses hat auf der einen Seite eine N-Kabelbuchse zur Verbindung mit dem Antennenkabel, und auf der anderen Seite den SMA Stecker für den Routeranschluss. Ein solches Adapterkabel nennt man auch Pigtail.

Welches Kabel für welche Anwendung

Für LTE Anwendungen empfehlen wir RG-316 U als Pigtail oder für kurze Entfernungen zur Antenne (z.B. Fensterantenne) bis maximal 2 Meter. Für die größeren Entfernungen kommen die dämpfungsarmen Kabeltypen RG-58/LL (5mm Ø, bis max. 8m), KXS-7 oder Aircell®7 (7.3mm Ø, bis max. 15m) und KXS-10 oder Ecoflex®10 (10.2mm Ø, bis max. 30m) zum Einsatz.

Technische Daten der LTE Koaxialkabel


Technische Daten RG-316 U RG-58 LL KXS-7 KXS-10
         
Aufbau        
Innenleiter 7 * 0,2mm Stahl Litze, verkupfert und versilbert 1 * 1,02mm Kupfer Draht 19 * 0,37mm Kupfer Litze 7 * 1,0mm Kupfer Litze
Isolation 1,52mm Ø  PTFE 2,9mm Ø
Zell-PE
 5mm Ø
 Zell-PE
7,25mm Ø
Zell-PE
Außenleiter Cu-Geflecht versilbert Cu-Geflecht verzinnt Cu-Geflecht blank Cu-Geflecht blank
- Alu-Folie dop-pelt kaschiert Cu-
Verbundfolie
Cu-
Verbundfolie
Außenmantel 2,5mm Ø FEP 5,0mm Ø PVC 7,3mm Ø PVC 10,2mm Ø PVC
Farbe außen braun-transparent schwarz schwarz schwarz
         
Mechanische Eigenschaften        
Min. Biegeradius 15 mm 50mm 50mm 50mm
Gewicht 15 g/m 41 g/m 74 g/m 166 g/m
Betriebstemperatur -55 ... +200°C -20 ... +70 °C -20 ... +70 °C -20 ... +70 °C
         
Elektrische Eigenschaften        
Wellenwiderstand 50 Ohm 50 Ohm 50 Ohm 50 Ohm
Verkürzungsfaktor 0,7 0,81 0,78 0,85
Kapazität 95 pF/m 82 pF/m 82 pF/m 82 pF/m
         
Dämpfung (bei 20°C)        
800 MHz 0,8 dB/m 0,31 dB/m 0,20 dB/m 0,14 dB/m
1.800 MHz 1,2 dB/m 0,47 dB/m 0,34 dB/m 0,22 dB/m
2.600 MHz 1,5 dB/m 0,58 dB/m 0,41 dB/m 0,30 dB/m
         
Empfohlene max. Kabellänge        
  1-2m 5-10m 10-20m 20-30m
         
Links zu den Produkten        
Kabel RG-316 U RG-58/LL KXS-7
Aircell® 7
KXS-10
Ecoflex® 10
Konfektionierte Leitungen KL316 KL58LL KL7LL KL10LL