EinfĂŒhrung in LTE Antennen

Sowohl unterwegs als auch zu Hause oder im BĂŒro haben viele Menschen Probleme mit dem Empfang via 3G (UMTS etc.) und 4G (LTE). Die Telefonie und die Internet Verbindung leiden hierbei gleichermaßen. Wir erklĂ€ren im Folgenden, wie der Mobilfunk Empfang im jeweiligen Anwendungsfall verbessert werden kann.

LTE in der Firma & zu Hause

DSL und Kabel sind in vielen Gebieten leider immer noch nicht oder nur mit geringer Übertragungsrate verfĂŒgbar. Haushalte und Unternehmen können allerdings, wenn ein ausreichend starkes Mobilfunk Signal außerhalb des GebĂ€udes anliegt, die komplette Internetversorgung inkl. WLAN Netzwerk und Telefonie mit LTE sichern.

NatĂŒrlich gibt es auch etwas einfachere und damit kostengĂŒnstigere Methoden, um lediglich den Empfang mit dem Handy oder dem Tablet zu verbessern. Hierbei sollte das Augenmerk aber nur noch in seltenen FĂ€llen auf 3G gelegt werden. Wer sich fĂŒr 4G rĂŒstet, kann den 3G Empfang ebenfalls optimieren - doch dazu spĂ€ter mehr.

Maximale Leistung fĂŒr das Mobilfunk Netzwerk

Die wichtigsten Voraussetzungen fĂŒr ein stabiles Netzwerk via LTE sind ein ausreichend starkes LTE Signal außerhalb des GebĂ€udes und ein entsprechender Tarif. Idealerweise sollte das Datenvolumen nicht limitiert sein und wir empfehlen eine maximale Surfgeschwindigkeit von mindestens 30 MBit/s. Wenn diese Grundlage vorhanden ist, werden folgende Komponenten fĂŒr ein leistungsstarkes LTE Netzwerk benötigt:

  • Mobilfunkrouter
  • Externe Antenne
  • 50 Ohm Koaxialkabel
  • Repeater
  • Innenantennen
  • LTE Router von AVM, Huawei & Co.

Die Mobilfunknutzung wird erst einmal durch die Netzbetreiber mit einer SIM Karte ermöglicht. Diese wird in einem Mobilfunkrouter untergebracht und bei ausreichend gutem Empfang steht dem Netzwerk nichts mehr im Wege. Man kann sich den Router entweder beim Netzanbieter zur VerfĂŒgung stellen lassen, oder man kauft sich ein eigens GerĂ€t, z.B. bei AVM, Huawei, ZTE oder weiteren.

Preislich liegen LTE Tarife in etwa gleichauf mit DSL oder Kabeltarifen. Die LTE Tarife werden immer weiter angepasst und wer in einem gut versorgten Gebiet lebt bzw. seinen Unternehmenssitz hat, kann sein Netzwerk inkl. WLAN mittels Mobilfunk genauso bequem einrichten, wie es mit DSL oder Kabel Routern ĂŒblich ist.

Leider ist es in der Praxis aber nur selten so einfach. Wenn der nĂ€chste Sendemast zu weit entfernt ist oder das Mobilfunk Signal auf dem Weg zu uns zu sehr geschwĂ€cht wird, z.B. durch BĂ€ume und umliegende HĂ€user, bringt uns der beste Tarif nichts. SpĂ€testens am eigenen GebĂ€ude scheitert dann oft die stabile DatenĂŒbertragung - vor allem dann, wenn der Router im Keller positioniert wurde. Der Empfang muss in diesem Falle also verbessert werden und dazu sind weitere GerĂ€te nötig.

Um der VollstĂ€ndigkeit genĂŒge zu tun, wollen wir nicht unerwĂ€hnt lassen, dass prinzipiell auch mit einem 3G Mobilfunkvertrag und einem entsprechenden UMTS Router ein Mobilfunk Netzwerk eingerichtet werden kann. Bei dem heute ĂŒblichen Nutzerverhalten wird sich aber kaum jemand mit der Leistung eines solchen Netzwerkes zufrieden geben - und die ggf. zusĂ€tzlich anfallenden Kosten stĂŒnden auch in keinem vernĂŒnftigen VerhĂ€ltnis.

Externe Mobilfunk Antennen

Befindet sich ein Sendemast in erreichbarer NĂ€he, doch unser GebĂ€ude schirmt das Signal ab, kann eine externe Mobilfunk Antenne das Signal außerhalb des GebĂ€udes aufnehmen. Dieses können wir dann nach innen zum Router transportieren. FĂŒr den optimalen Empfang muss die Antenne möglichst hoch an der Hauswand oder auf dem Dach montiert werden.

Wenn es Stellen im Haus gibt, an denen ein solider Empfang vorhanden ist, kann natĂŒrlich auch eine Innenantenne verwendet werden. In diesem Falle spart man sich die Installation der Außenantenne und, wenn nicht bereits ein Mast auf dem Dach oder eine Wandhalterung am GebĂ€ude existiert, die Kosten fĂŒr das Montagematerial.

Ist der Empfang also irgendwo im GebĂ€ude bereits stark genug, reicht eine Innenantenne zur Verbesserung des Empfangs einzelner GerĂ€te vollkommen aus. Wenn ein komplettes Heimnetzwerk eingerichtet werden soll, wird es aber hĂ€ufig schon sehr eng. Ein zusĂ€tzliches Problem kann die Position des Routers verursachen. Ein Router im Dachgeschoss in der NĂ€he des Fensters stellt das Optimum dar. Der “worst case” ist ein Router in einem innenliegenden Zimmer im Kellergeschoss.

Wenn Außenantennen nicht montiert werden können oder der Weg vom Dach zum Router zu weit ist, können alternativ noch Fensterantennen genutzt werden. Einige dieser Antennen können mit SaugnĂ€pfen außen an der Scheibe montiert werden, was zwar suboptimal gegenĂŒber der Außenantenne auf dem Dach ist, aber wesentlich mehr Signalverbesserung ermöglicht als eine Innenantenne.

Besonders wichtig ist es zu alledem noch, bei der Wahl der Antenne die Frequenzen im Auge zu behalten. Manche Antennen sind nur fĂŒr einzelne Frequenzbereiche ausgelegt (800 MHz, 900 MHz, 1800 Mhz, 2600 MHz), wĂ€hrend Breitbandantennen alle Mobilfunk Frequenzen abdecken - womit sie auch fĂŒr 3G (UMTS, HSDPA und HSPA+) geeignet sind. Zudem muss auch darauf geachtet werden, ob der Netzbetreiber bereits LTE Advanced und damit die Carrier Aggregation nutzt (aktuell bereits in Ballungsgebieten, z.B. Wien). Hierbei werden mehrere FrequenzbĂ€nder kombiniert und demnach werden MIMO Antennen gebraucht, um die maximale Übertragungsrate erreichen zu können.

Wir empfehlen mit dem Blick in die Zukunft des mobilen Internets in jedem Falle eine Breitband MIMO Antenne, da sonst nicht die maximale Geschwindigkeit erreicht werden kann. Bei all den vielen Aspekten, die bei der Auswahl einer passenden LTE Antenne zu berĂŒcksichtigen sind, raten wir unbedingt zu einer Beratung durch erfahrene Mobilfunk Experten.

Antennenkabel

Das von der Antenne gebĂŒndelte Signal muss nun aber auch ins Innere des GebĂ€udes zum Router transportiert werden. Hierzu kommt ein Antennenkabel zum Einsatz, das ebenfalls sehr sorgsam gewĂ€hlt werden muss, da die s.g. Koaxialkabel ihrerseits Verluste verursachen. Ist das Koaxialabel z.B. zu lang oder schlecht geschirmt, kann die Pegelverbesserung der Antenne im schlimmsten Fall vollstĂ€ndig zunichte gemacht werden. Wer die Kosten und die Risiken minimieren will, sollte selbst hochwertige Antennenkabel bis maximal 15 Meter verwenden.

FĂŒr besonders lange Distanzen (bis 30 m) werden zwar Koaxialkabel mit minimaler DĂ€mpfung gefertigt, doch die Preise haben sich entsprechend gewaschen. So kostet z.B. das Ecoflex 10 bei einer LĂ€nge von 30 Metern inkl. Steckern rund 140 €.

In den meisten FÀllen wird durch die Kombination von leistungsstarker Antenne und dÀmpfunsarmem Kabel eine optimale Verbindung sichergestellt.

VerstĂ€rker fĂŒr LTE & WLAN

Falls beim Transport des Signals von der Antenne zum Router zu hohe Verluste auftreten sollten oder wenn grĂ¶ĂŸere FlĂ€chen bzw. mehrere Stockwerke mit dem LTE Signal versorgt werden sollen, können Repeater den Pegel noch einmal verstĂ€rken. Im Umgang mit Repeatern ist aber Vorsicht geboten. Diese GerĂ€te sind nicht gerade billig und zudem stellen solche VerstĂ€rker eine juristische Grauzone dar, da durch die Nutzung ein Pseudo Netz erzeugt wird, welches im schlimmsten Fall das Hauptnetz stören kann. Da die Netzbetreiber viel Geld bezahlt haben, um die jeweiligen Frequenzbereiche exklusiv nutzen zu dĂŒrfen, mĂŒssen die Repeater also sehr genau dimensioniert werden. Nur so können Interferenzen mit dem Hauptnetz verhindert werden.

Wirklich interessant sind Repeater vor allem immer dann, wenn große FlĂ€chen in GebĂ€uden gleichmĂ€ĂŸig versorgt werden sollen. Wenn handelsĂŒbliche WLAN oder DLAN Repeater fĂŒr die Verteilung des Signals aber nicht ausreichen, werden hierzu abschließend noch Innenantennen benötigt.

Innenantennen

Innenantennen nehmen das verstĂ€rkte Signal des Repeaters auf und machen es zugĂ€nglich fĂŒr weit entfernte EndgerĂ€te. Die meist sehr dezent geformten Antennen können unscheinbar an WĂ€nden und Decken befestigt werden. Als Faustregel gilt: Mit einer Innenantenne können bis zu 100 mÂČ FlĂ€che versorgt werden.

Kleine Antennen & Koppler

Wer nun lediglich seinen Tablet- oder Handyempfang zu Hause verbessern möchte, kann natĂŒrlich etwas gĂŒnstiger davonkommen. Eine kleine Fensterantenne, idealerweise außen an der Fensterscheibe befestigt, kann in Verbindung mit einem Antennenkoppler kleine Wunder vollbringen. Fensterantennen sind zwar nicht so leistungsstark wie die Außenantennen, dafĂŒr aber preiswert und ohne Installationsaufwand zu montieren. Gleiches gilt fĂŒr den Koppler, an welchen das Antennenkabel angeschlossen wird und der dann das verbesserte Signal an das darauf liegende EndgerĂ€t abgibt.

Der einzige Nachteil dieser Lösung besteht in der mangelnden MobilitÀt. Der Koppler gibt das Signal an das Handy oder Tablet nur dann ab, wenn das GerÀt auch darauf liegt. Man ist also an den Standort des Kopplers gebunden.

Mobiles Internet fĂŒr unterwegs

Die Kombination aus Antenne und Koppler lĂ€sst sich prinzipiell auch unterwegs nutzen. Aber Hand aufs Herz: Die Koppler sind recht sperrig und daher nicht wirklich bequem unterwegs mitzufĂŒhren. Außerdem ist das Problem des Übergangs von Zelle zu Zelle beim Standortwechsel nicht vollstĂ€ndig durch Optimierung des Empfangs zu beheben. In schlecht versorgten Gebieten kann es also im Auto oder im Zug auch weiterhin zu kurzen AbbrĂŒchen in der Übertragung kommen.

Mobilfunk Verbindung in PWK, Wohnwagen & Einsatzfahrzeugen

Wer technisch alle aktuell vorhandenen Möglichkeiten nutzen möchte, kann sogar in Fahrzeugen oder ZĂŒgen eine solide Internet Versorgung mit hoher Ausfallsicherheit realisieren. Hierzu wird eine Fahrzeugantenne mit einem Router mit DUAL SIM Funktion benötigt. So verfĂŒgt z.B. der VPN Router IBR1100 von Cradlepoint sogar ĂŒber ein Dualband WLAN Modul, sodass unterwegs bei schwachem oder abreißendem Signal jederzeit zur anderen SIM Karte gewechselt werden kann. Wenn das zusĂ€tzlich erhĂ€ltliche zweite Modem genutzt wird, kann sogar der WLAN Betrieb beim fliegenden Wechsel zwischend den SIM Karten ungestört weitererfolgen.

Anwendungsbeispiele hierfĂŒr sind Rennwagen, Wohnmobile, Tourbusse, Krankenwagen und andere Einsatzfahrzeuge. Da solche Router mit Antenne und Kabel preislich aber jenseits der 1000 € liegen (ohne SIM Karten!), kommen diese Lösungen fĂŒr Privatkunden nur Ă€ußerst selten in Frage. Wer sich fĂŒr eine derartig anspruchsvolle Lösung interessiert, sollte unbedingt eine Beratung von Experten in Anspruch nehmen.

Fazit

Den Mobilfunk Empfang unterwges, zu Hause oder im BĂŒro zu verbessern kann unter UmstĂ€nden sehr aufwĂ€ndig werden - und damit auch nicht billig. Es gibt aber fĂŒr jeden Anwendungsfall entsprechende Lösungen. Nur wer sich im Vorfeld informiert und ggf. beraten lĂ€sst, kann wirklich abschĂ€tzen, welche Ergebnisse zu welchem Preis erzielt werden können.

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HĂ€ufige Fragen

Zum Unterschied zu Rundstrahlantennen decken Richtantennen einen wesentlich kleineren Bereich ab, erzielen aber höheren Antennengewinn. Idealerweise sind sie daher genau auf einen Sendemast ausgerichtet. Zum Vergleich: Eine Rundstrahlantenne kann man mit einer GlĂŒhbirne vergleichen, die Licht in alle Richtungen abgibt. Die Richtantenne funktioniert hier mehr wie eine Taschenlampe mit einer viel engeren, aber auch intensiveren Ausleuchtung eines bestimmten Abschnittes.