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Small Satellite Conference 2019
Small Satellite Conference 2019

During the Small Satellites conference, the discussion will be around the technical issues, development considerations, and new opportunities that result from an ever-growing trend toward missions using tens, hundreds, or even thousands of small satellites.

3.8.2019 - 8.8.2019
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Mobilfunk: Kein Stau auf der Datenautobahn

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11 . 3 . 2011
Mobilfunk: Kein Stau auf der Datenautobahn
Die Zunahme des Datenverkehrs in Mobilfunknetzwerken scheint förmlich zu explodieren. In den letzten zwei Jahren haben die Datenmengen um das Vierfache zugenommen. In den kommenden zwei Jahren sollen sich die Datenströme weltweit nochmals verdreifachen. Der Grund: Seit Smartphones wie Blackberrys oder das iPhone einer breiten Bevölkerung zugänglich sind, machen nicht mehr die Gespräche den grössten Anteil am Mobilfunkverkehr aus, sondern die Daten.

E-Mails und Zeitungen werden am Morgen früh bereits auf dem Handy angeschaut und die Sportzusammenfassung vom Vorabend begleitet auf einer TV-App das Frühstück – lange bevor der Computer eingeschaltet wird. Mobile Datenraten mutieren zur Cashcow für Mobilfunkanbieter, der Wettbewerb mit Breitband-Festnetzanschlüssen ist lanciert. Dies funktioniert aber nur, wenn die Mobilnetzwerke in der Lage sind, diese riesigen Datenmengen zu verarbeiten. Die 3G-Netze, zurzeit an den meisten Orten in Betrieb, sind jedoch vielerorts bereits zu 80% ausgelastet. Das oben prognostizierte Wachstum werden bestehende Netze daher nicht mehr verkraften, die Nachfrage nach Kapazität übersteigt das Angebot. Schon jetzt brechen die Netze hin und wieder zusammen – was für die Betreiber oft mit hohen Entschädigungskosten für ihre Kunden verbunden ist. Mit Hochdruck investieren Mobilfunkbetreiber auf der ganzen Welt daher in Netze der 4. Generation wie LTE. LTE steht für Long Term Evolution und verspricht Datenraten von bis zu 100 Mbit pro Sekunde, also das Zehnfache von dem, was heutige Netze schaffen.
 
Mehr Leistung, tiefere Betriebskosten

Dieser Ausbau ist aber nicht ohne entsprechendes Aufrüsten der Netzwerkinfrastruktur möglich. Es müssen neue, leistungsfähigere Lösungen her, um die Unmengen von Daten zu verarbeiten und zu übertragen. Dies kostet Mobilfunkbetreiber eine Menge Geld. Immerhin werden mit der Investition in neue Technologien zwei Fliegen auf einen Schlag erledigt: Während die Übertragungsleistung eines Netzes um ein Vielfaches erhöht wird, werden die Betriebskosten für Unterhalt, Energie und Datenanbindung stark reduziert.
 
Ist-Lösung ineffizient

Konventionelle Installationen verwenden koaxiale Wellmantelkabel, um das Hochfrequenzsignal von der Basisstation zur entfernten Mastantenne zu leiten. Abhängig von der Kabellänge und den -querschnitten gehen bis zu 50% der Sendesignalleistung durch Dämpfungen im Kabel verloren. Um die Antenne mit der nötigen Hochfrequenzleistung zu speisen, müssen die Feederlines von der Basisstation daher mit bis zu doppelter Leistung versorgt werden. Das bedeutet: Viel Leistung für wenig Nutzen und damit hohe Kosten für die Netzbetreiber.
 
Die Zukunft: Fiber-To-The-Antenna
Das Interesse an einer Alternative ist daher gross. Sie heisst Fiber-To-The-Antenna, kurz FTTA. Dabei werden ausgehend von der Basisstation Fiberoptikkabel verwendet, die keine Signalverluste aufweisen. Oben am Mast,ganz nah bei der Antenne, werden sie in einen Remote Radio Head geführt. Vereinfacht gesagt funktioniert der Remote Radio Head als Umwandler, der das Fiberoptiksignal in ein Hochfrequenzsignal konvertiert, das dann von der Antenne gesendet werden kann. Das Hochfrequenzsignal wird direkt bei der Antenne erzeugt und nur wenige Meter über ein hochwertiges Hochfrequenzkabel mit sehr geringen Verlusten weitergeleitet und abgestrahlt. Mit dieser Fiber-To-The-Antenna-Lösung kommt die ganze aus der Basisstation geschickte Leistung ohne Verlust bei der Antenne an. Nebst den Daten über Fiberoptikleitungen muss der Remote Radio Head selbst zwar noch über ein Niederfrequenz-Kupferkabel mit Strom versorgt werden, der Verbrauch ist aber gering. Gesamthaft spart der Betreiber erhebliche Energiekosten.

Kostengünstig Aufrüsten dank FiPro
Das Interesse der Netzbetreiber an neuen Fiber-To-The- Antenna Lösungen ist gross. Weil aber in die bisherige Infrastruktur schon viel investiert wurde, fällt es schwer, diese nicht mehr zu nutzen. Zur Umrüstung von konventionellen Systemen mit koaxialen Wellmantelkabeln auf Fiber-To-The-Antenna-Systeme entwickelte Vodafone Deutschland darum die sogenannte FiPro-Methode, die für Fiber and Power to the roof steht. Die bereits vorhandenen Koaxialkabel werden dabei umfunktioniert und es muss nicht alles neu verlegt werden. Die schlanken Fiberoptikleitungen werden durch den grossen hohlen Innenleiter eines Wellmantelkabels bis zum Remote Radio Head geführt, was vom Platz her problemlos möglich ist. So ist das Fiberoptikkabel zusätzlich vor äusseren Einflüssen geschützt. Ein weiteres Wellmantelkabel wird zur Stromzufuhr für den Remote Radio Head umfunktioniert. Bestehende Leitungen, die oft schon in Fassaden integriert sind, können so genutzt werden, ohne dass Bruchund Mauerarbeiten notwendig sind. Damit kann ein konventionelles Wellmantelsystem schnell und mit verhältnismässig niedrigen Kosten auf ein Fiber-To-The- Antenna-System umgerüstet werden. Natürlich sieht man neben dieser Methode auch komplette Neuinstallationen.
 
Fiberoptik ermöglicht Zentralen
Die Fiberoptikleitungen bringen einen weiteren grossen Vorteil. Bei konventionellen Systemen mit koaxialen Wellmantelkabeln ist wegen der grossen Signalverluste eine maximale Distanz von 100 Metern zwischen Basisstation und Antenne möglich. Es müssen also nahe jede Antenne teure Telekomräume gemietet werden. Da Fiberoptikkabel die digitalen Daten zwischen Remote Radio Head und Basisstation quasi verlustfrei übertragen, werden Distanzen bis zu 20 Kilometer möglich. Dadurch können Basisstationen für mehrere Antennen kostengünstig in einem zentralen Telekomraum untergebracht und die Netzwerkplanung flexibler gestaltet werden.
 
Etablierter Gesamtlieferant

Schon bei konventionellen Installationen hatte sich HUBER+SUHNER als Gesamtlieferant für Antennenzuleitungen etabliert. Von Sucofeed-Wellmantelkabeln aller gewünschten Grössen mit dazu passenden Quick- Fit-Verbindern als Antennenzuleitungen über die Hochfrequenz- Assemblies zur Anbindung der Antenne ans Netz oben am Mast bis zu Blitzschutzlösungen aller Art und ergänzenden Produkten für eine effiziente Installation – HUBER+SUHNER liefert alle Komponenten aus einer Hand. Wie bei herkömmlichen bietet HUBER+SUHNER auch bei neuen Systemen gesamte Verbindungslösungen von der Antenne bis zur Basisstation. Ob wie bisher nur mit Hochfrequenz-Komponenten oder wie bei der neuen Generationin Kombination mit Fiberoptik und Niederfrequenz, HUBER+SUHNER ist in allen drei Technologien zuhause.
 
Starke Kabel, starke Verbinder
Damit die Installation auch bei neuen Remote Radio Head Systemen mit Fiberoptik- und Kupferverbindungen einfach und effizient erfolgen kann, bietet HUBER+SUHNER auf Kundenwunsch konfektionierte, montagefertige MASTERLINE-Fiberoptik-Kabelsysteme, an deren Abgängen die Remote Radio Heads angehängt werden. Weil Remote Radio Heads Niederschlägen, Korrosion und hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, werden die widerstandsfähigen Aussenverbinder ODC und neu Q-XCO eingesetzt oder ein LC-Innenverbinder, der durch eine spezielle Vorkammer geschützt ist. HUBER+SUHNER bietet zusätzlich die Niederfrequenzleitungen an, die für die Stromversorgung des Remote Radio Head nötig sind, sowie sogenannte Over-Voltage-Protection-Module, welche die an diese Kupferkabel angeschlossenen Remote Radio Heads und Netzgeräte schützen. Ebenfalls im Portfolio sind die bei einer FiPro-Installation benötigten Verbinder zur Umwandlung des Hochfrequenz-Wellmantelkabels zur Stromzufuhrleitung.
 
LISCA-Kabelassembly und Blitzschutz
Nebst den benötigten Fiberoptik- und Niederfrequenzkomponenten liefert HUBER+SUHNER auch die gebräuchlichen Hochfrequenzprodukte, die in einer Remote Radio Head Installation unerlässlich bleiben. Das Hochfrequenz- Kabelassembly LISCA stellt die Verbindung vom Remote Radio Head zur Antenne ganz oben am Mast sicher. LISCA steht für Low Loss and Low Intermodulation Soldered Corrugated Cable Assembly. Dank der sehr kleinen Dämpfung bleibt das Signal vollständig erhalten, und durch das Design wird ein äusserst niedriger PIM-Wert (Passive Intermodulation) erreicht. Das heisst, die Stör- Einkopplung vom Sendeband ins Empfangsband ist sehr gering. Dies ermöglicht die Nutzung von fast der gesamten Frequenzbandbreite. Die Verbinder am LISCA-Assembly liefert HUBER+SUHNER in verschiedenen Variationen; alle sind wasserdicht nach IP 68. Ausserdem bietet HUBER+SUHNER Hochfrequenz-Blitzschutz-Komponenten an, auch LTE-fähige für Breitbandnutzung. Diese werden in Remote Radio Head Installationen weiterhin eingesetzt, vor allem dann, wenn das LISCA-Assembly länger als 1.5 Meter ist.
 
Drei Technologien aus einer Hand

Es gibt verschiedenste Installationsvarianten für Remote Radio Heads, von Einzelkabel über Mehrfachkabel und Hybridlösungen bis zur FiPro-Methode. HUBER+SUHNER, führender Spezialist für Remote Radio Head Installationen, kann dank der Kombination von Hochfrequenz, Fiberoptik und Niederfrequenz unter einem Dach sämtliche Lösungen aus einer Hand bieten. So verarbeiten schon bald zuverlässige Mobilfunknetze der 4. Generation den schnell wachsenden Datenverkehr. Denn per Telefon mit der Nichte am anderen Ende der Welt zu sprechen, ist eins. Einander gleichzeitig über die mobile Webcam auf dem Smartphone zuzuwinken, etwas anderes – und die Zukunft.
Weitere Informationen

Remote Radio Head für Antennen- und Gebäudeinstallationen
Remote Radio Systeme können für alle Typen von Funkstandorten eingesetzt werden, sowohl bei einer klassischen Mastinstallation wie auch bei eine Gebäudeinstallation.