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LTE Netzwerk: Mobilfunk als Alternative zu DSL, Kabel & Co.

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Für Heimnetzwerk & Firmennetzwerk: Bester 4G und 5G Empfang für alle Geräte

Ob Sie nun ein Unternehmen mit digitalem Netzwerk betreiben oder sich zu Hause eine Multimedia-Spielwiese einrichten wollen: Sie benötigen eine zuverlässige Internetversorgung mit entsprechender Bandbreite. In der Regel wird zuerst versucht, über DSL, das klassische Kabel oder eine Glasfaser-Anbindung eine optimale Versorgung sicherzustellen – doch das klappt leider nicht immer. Seit das mobile Internet der 4. Generation (4G / LTE) Einzug hielt, werden immer mehr Netzwerke per Mobilfunk betrieben. Wir zeigen Ihnen, wann und unter welchen Voraussetzungen das auch für Sie eine Option sein kann.


WLAN & die drahtlose Netzwerk Evolution

Heimnetzwerk & WLAN Connection

© FTS Hennig

Wireless LAN wird stetig weiterentwickelt - denn WLAN ist nicht gleich WLAN. Die 54-MBit-Geräte werden von 300-MBit-Geräten und sogar 1000-MBit-Geräten abgelöst. Doch benötigen wir wirklich WLAN-Router mit einer solchen Geschwindigkeit? Welche Bandbreiten kann man mit welchem System übertragen? Und welche Geräte werden für welche Nutzung benötigt? Ihr Netzwerk-Team von FTS Hennig versorgt alle Unternehmen und Privatpersonen im deutschsprachigen Raum mit den nötigen Antworten und unterstützt beim Netzwerke einrichten.

Für drahtlose Netzwerke (Wireless LAN) wurden schon 1940 die ersten Ansätze entwickelt. Jedoch massentauglich und für jeden nutzbar wurde es erst in den letzten Jahren. Diese Entwicklung wurde parallel mit der Entwicklung der Computer und des Internets forciert und erste Rechner wurden mit Windows ausgestattet. Heute kann man sich ein Heimnetzwerk ohne WLAN Verbindung gar nicht mehr vorstellen.

Was leisten unsere bekannten WLAN-Router?

Wir gehen gleich noch näher auf all jene Leser ein, die LTE entweder schon nutzen, daran interessiert oder gar davon abhängig sind. Folgende Tatsache gilt aber auch für Menschen, die DSL, Kabel oder eine Glasfaser-Anbindung nutzen: Die herkömmlichen WLAN-Router, beispielsweise im 2,4 GHz Frequenzband und mit 54 MBit/s, arbeiten auf einem eingestellten Kanal bzw. einer Frequenz! Tatsächlich erleben wir immer wieder, dass Nutzer meinen, die bekannten Router und Access Points seien völlig ausreichend:

Die 54 MBit/s, die der Router bringt, reichen mir. Es liegt ja nur eine 16-Tausender oder vielleicht 50-Tausender Leitung an.

Nun ist es aber auch bei dieser Technik wie im wahren Leben: Wenn einer spricht, sollte der andere den Mund halten und leise sein - sonst versteht er nichts! Das ist im Heimnetzwerk bzw. im Unternehmensnetzwerk nicht anders! Für die drahtlose Netzwerkverbindung heißt das: Wenn der Router sendet, muss der Empfänger "schweigen". Nachdem dieser optimalerweise sofort alles aufgenommen hat, kann die nächste Anforderung gestellt werden. Anderenfalls wird die Übertragung wiederholt. Daraus kann man ableiten, dass bei einer Brutto-Geschwindigkeit von 54 MBit/s maximal die Hälfte in die jeweilige Richtung übertragen werden kann.

Um die Datenströme zu organisieren, werden zusätzliche Kapazitäten und Zeit benötigt. Letztlich können bei optimalen Verhältnissen in eine Richtung maximal 25 MBit/s über solche Router im Netzwerk übertragen werden. Diese Geschwindigkeit verringert sich durch Hindernisse noch zusätzlich dramatisch - dazu aber später mehr. Schließlich teilt sich die Gesamtleistung auch noch auf die Anzahl der Nutzer auf!

Vergleich der Standards für WLAN Netzwerke
Standard 802.11 802.11
a/b/g
802.11
n
802.11
a/c
Frequenz (GHz) 2,4 2,4 oder 5 2,4 2,4 + 5
Speed (Brutto MBit/s) 11 54 300 / 600 1000
Bandbreite je Kanal (MHz) 10 20 20 / 40 bis 160
Speed bei 1 Nutzer (MBit/s) 5 bis 25 bis 150 / 300 bis 700
Speed bei 2 Nutzer (MBit/s) 1 - 2 bis 10 bis 75 / 150 bis 350
Antennen 1x 1x MIMO MIMO
Codierung OFDM OFDM OFDM 64QAM

Die folgende Grafik zur verfügbaren Bandbreite veranschaulicht zudem auf sehr einfache Weise, dass auch zwei Teilnehmern mehr Geschwindigkeit / Leistung zur Verfügung steht, wenn mehr Bandbreite in der Ausgangssituation bereitsteht.

Mehrfachnutzung bei WLAN

Vorteil eines 40 MHz breiten Datenstroms gegenüber einer Kanalbreite von 20 MHz (© FTS Hennig)

Kanalbelegung & Auswirkungen auf die Datengeschwindigkeit

Wir wissen nun, dass von der theoretischen Brutto-Übertragungsrate in unserem drahtlosen Netzwerk nur weniger als die Hälfte effektiv zur Verfügung steht. Nun existieren in nächster Distanz zu unserem WiFi-Netzwerk aber noch viele weitere WLAN-Stationen. Was passiert dort und was sollte man unternehmen?

In Europa, und damit auch in Deutschland, sind 13 Kanäle im Frequenzband bei 2,4 GHz für WLAN frei gegeben. Die Kanäle liegen so dicht beieinander, dass sich 4 Kanäle immer wechselseitig beeinflussen. Deshalb wurde ein spezielles Zugriffsverfahren (CSMA/CA) entwickelt. CSMA/CA regelt, wann eine Station senden darf. Die anderen Stationen müssen während dieser Zeit warten. Anschließend fällt dann noch eine Pause an. Die Funkschnittstelle ist deshalb nie zu 100 % belegt. Für jeden einzelnen Teilnehmer bedeutet das: Es bleibt nur die Freigabe von einem Bruchteil der theoretischen Übertragungsgeschwindigkeit übrig.

Optimale Kanalbelegung bei 2,4 GHz WLAN Übertragungen

Die Kanäle beeinflussen sich gegenseitig & stören sich untereinander (© FTS Hennig)

Bei der Einrichtung eines Routers sollte man sich per Klick - sofern die Benutzeroberfläche des Gerätes dies hergibt - die Belegung durch andere Teilnehmer anschauen und einen geeigneten freien Kanal suchen. In Ballungszentren kann dies zu einer schwierigen Aufgabe werden.

Bandbreiten im Überblick

Die nutzbare Bandbreite beträgt maximal etwas weniger als die Hälfte der Router Spezifikation. Sie wird zudem von der Anzahl der Nutzer im Netzwerk und von der Kanal-Belegung fremder Netzwerke maßgeblich bestimmt.

Erhöhung der Geschwindigkeit im n-Standard

Durch das s.g. "Spatial Multiplexing" können mehrere Datenströme parallel in einem Kanal übertragen werden. Voraussetzung dafür ist die Verwendung mehrerer Sender und Antennen. Wie bei LTE, wird also auch bei WLAN die MIMO-Technologie angewendet. Die Antennen müssen einen genügend großen Abstand voneinander haben und dürfen sich wechselseitig nicht beeinflussen (Crossover Isolation).

Mit dem 802.11n-Standard können nun mehrere 10, 20 oder 40 MHz breite Kanäle zusammengefasst werden. Pro 40-MHz-Kanal können theoretisch 150 MBit/s übertragen werden. Mit zwei parallel betriebenen Datenströmen (Spatial Multiplexing) erreicht man dann mit einem Computer also theoretische 300 MBit/s.

Bandbreiten im n-Standard
Anzahl der Datenströme Theoretische Übertragungsrate Effektiv nutzbare Übertragungsrate
1 150 MBit/s ca. 90 MBit/s
2 300 MBit/s ca. 120 MBit/s
3 450 MBit/s ca. 180 MBit/s
4 600 MBit/s ca. 240 MBit/s

Wir sehen hier, dass ein sehr hoher Aufwand für 240 MBit/s notwendig ist. Jeweils vier Sender, Empfänger und getrennte Antennen sind notwendig! Handy-, Tablet- und Notebook-Hersteller haben noch keine Möglichkeit, diese technischen Voraussetzungen zu schaffen. Gleichzeitig bleibt die Störung durch fremde Netzwerke bestehen, sodass auch diese maximale effektive Geschwindigkeit in der Praxis im Heimnetz nahezu nie erreicht werden können.

Bietet WLAN bei 5 GHz einen Ausweg?

In der Vergangenheit wurde das ebenfalls lizenzfreie Frequenzband bei 5 GHz ausschließlich für professionelle Funkstrecken verwendet. Im 5 GHz Bereich stehen von vornherein 20 MHz Bandbreite zur Verfügung. Da die Kanäle noch nicht flächendeckend im Privatbereich angekommen sind, sind die Störungen durch andere Netzwerke auch noch relativ gering. Es bestehen 19 definierte Kanäle und die zulässige Sendeleistung beträgt 600 mW. Dafür werden die Ausbreitungsbedingungen wesentlich komplizierter. Mit der 5GHz WLAN Antenne können große Flächen im Außenbereich versorgt werden.

5 GHz WLAN im Überblick

Die Bündelung von Kanälen und die parallelen Datenströme erhöhen die drahtlose Übertragungsgeschwindigkeit. Das Frequenzband bei 5 GHz kann Abhilfe schaffen, ist aber kein Allheilmittel.

Hindernisse stören den WLAN Empfang

Ein drahtloses Netzwerk arbeitet in sehr hohen Frequenzbereichen. Das ist vorteilhaft für eine hohe Datenmodulation je Frequenz, aber auch nachteilig durch schlechtere Ausbreitungsbedingungen.

Die Downloadgeschwindigkeit nimmt mit zunehmender Entfernung zum Sender rapide ab. Mit den verfügbaren Sendeleistungen werden kaum 40 m Reichweite in Gebäuden erreicht. Zum Teil ist dies auch gewollt - man bedenke die Beeinflussung der WLAN-Netzwerke untereinander. Weitere Hindernisse beim Netzwerke einrichten sind Wände und Glas. In der Grafik sieht man, welche Materialien besondere "WLAN-Killer" sind.

Hindernisse im Heimnetzwerk

Materialien dämpfen den Empfang des WiFi Signals [Durchlass des Signals in Prozent] (© FTS Hennig)

Holz und normales Glas sind noch problemlos. Aber hätte einer angenommen, dass Zwischenwände aus Rigipsplatten schlimmer als eine solide Ziegelwand sind? Gips kann in einer Wand bis zu fünf Liter Wasser aus der Luftfeuchtigkeit aufnehmen. Zwischen den Platten wird besonders gute Dämmwolle verwendet. Diese gibt dem WLAN-Signal den Rest.

Netzwerk einrichten mit WLAN Antennen für 2,4 GHz + 5 GHz

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Neue Standards für höhere WLAN-Geschwindigkeiten: 802.11 ac

Mit dem neuen WiFi-Standard "ac" ist man wesentlich schneller als mit WLAN "n" im drahtlosen Netzwerk unterwegs. WLAN ac erzielt Bruttodatenraten von bis zu 1.300 MBit/s – das ist dreimal schneller als mit der Vorgängertechnologie.

Nun kann WLAN endlich ein LAN-Kabel ersetzen und sowohl File-Sharing und Surfen im Internet als auch schnelle Multiplayer-Games und das Streamen von 1080p-Videos leisten - für eine Vielzahl an Nutzern im Netzwerk!

WiFi von AVM mit Gigabit WLAN

Die FRITZ!Box 7590 AX mit innovativem Wi-Fi 6 (© AVM)

Erreicht werden die neuen Geschwindigkeiten zum einen durch die Verwendung des 5 GHz Bandes in Kombination mit den 2,4 GHz Frequenzen, die Möglichkeit der Bündelung von bis zu acht Datenkanälen und der Verwendung neuester Modulationsverfahren. Der Entwicklungsfortschritt der 3G und 4G Mobilfunknetze ermöglicht somit auch Fortschritte beim Netzwerke einrichten. Die MIMO-Technologie für die Datenströme und das 64QAM-Modulationsverfahren stammen aus dem Mobilfunk und unterstützen beim Netzwerk einrichten.

Internetgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der WLAN Technik

Ob es nun um mobiles Internet oder eine stationäre Versorgung für das Büro oder Ihr Zuhause geht: Es geht immer um "Höher-Schneller-Weiter". Kann man mit der vorhandenen Technik die Leistung des Internets ausnutzen? Die folgende Grafik verdeutlicht noch einmal die Problematik. Bei der Verwendung eines 54-MBit-Routers wird schon die Übertragung aller Daten einer 16-Tausender DSL-Leitung schwierig. Bei 30 MBit/s, die landläufig beits mit LTE 800 möglich sind, kann man nur 2/3 nutzen. Selbst hier besteht schon akuter Handlungsbedarf, wenn man alles aus seinem Mobilfunk-Netzwerk rausholen will. Mit Hilfe von Wifi 6 und Mesh-WLAN und kann nicht nur eine Wohnung, sondern auch ein gesamtes Haus flächendeckend mit WLAN vernetzt werden. Auch wenn die Wifi Abdeckung auf Garten, Keller oder Dachgeschoss ausgeweitet werden soll, ist der Einsatz eines Mesh-Netzwerks sinnvoll. Für die Inbetriebnahme eines Mesh-Netzwerks, werden ein WLAN Router und weitere Mesh-fähige Geräte kombiniert.

WLAN-Internet

Effektive Leistung von WLAN-Routern (© FTS Hennig)

FAZIT

Für Ihr Unternehmens- und Heimnetzwerk steht eine große Auswahl an Hardware zur Verfügung (Router, Antennen & Co.) und diese ermöglichen leistungsstarke WLAN-Netze. In der Praxis ist die Leistung jedoch limitiert - weit unterhalb der von Herstellern propagierten Angaben.

Nur wenn die WLAN-Übertragungsgeschwindigkeiten stetig erhöht werden, kann die volle Internetgeschwindigkeit beim Netzwerke einrichten auch ausgenutzt werden. Wer auf seinen alten Router pocht, darf sich auch nicht über niedrige Übertragungsraten beschweren!

4G Netzwerke einrichten in der Praxis

Heimnetzwerk & WLAN Connection

4G Router RUTX14
© Teltonika Networks

Prinzipiell muss jedem klar sein: In Deutschland sind die LTE-Tarife häufig noch recht teuer und das Inklusiv-Surfvolumen ist häufig so gering, dass LTE rein preislich in vielen Fällen noch keine attraktive Alternative zu DSL etc. sein kann (in anderen Ländern der EU sieht es da schon besser aus). Wenn aber die benötigte Bandbreite schlicht nicht anders zu realisieren ist oder wenn eine redundante Versorgung für das Firmen-Netzwerk eingerichtet werden soll, kann mit LTE die Situation gerettet werden. Vor allem die Hybrid-Tarife der Telekom (DSL + LTE) haben hierfür eine wichtige Lücke geschlossen. Im Folgenden listen wir einige Praxisbeispiele für Situationen auf, in denen die Internet-Versorgung via Mobilfunk sehr attraktiv ist.

LTE als Alternative: Keine andere Versorgung möglich

Wer in einer Großstadt oder einem Ballungszentrum lebt, kann sich diesen Umstand vielleicht schon gar nicht mehr vorstellen, doch große Teile der Bevölkerung in Deutschland verfügen nach wie vor nur über eine DSL-Versorgung mit 2 – 6 MBit/s im Download. Vereinzelt ist sogar nicht einmal diese Versorgung gesichert. Mittlerweile gibt es wenigstens in einigen Gebieten Kabel als Alternative, doch auch hier ist meist bei „bis zu 16 Mbit/s“ Schluss – von einer Glasfaseranbindung ganz zu schweigen.

Wer in Zeiten von YouTube, Spotify und Netflix einen Streaming-Dienst genießen will, hat ggf. schon als Single verloren. Wenn sich dann vielleicht auch noch die gesamte Familie mit 2 – X Teilnehmern und diversen Endgeräten diese Anbindung teilen muss, geht schnell nichts mehr.

Diese Problematik beschränkt sich aber nicht nur auf private Haushalte. Unternehmen benötigen heute fast allesamt eine stabile Internetanbindung, selbst wenn sich die monatliche Datenmenge in Grenzen hält. Die täglichen Abläufe können ganz schön ins Stocken geraten, wenn z.B. bei jedem Seitenaufruf die 6 MBit/s auf mehrere Mitarbeiter aufgeteilt werden müssen.

Blog Beiträge für Ihr 4G und 5G Netzwerk


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Handyempfang verstärken
Koaxialkabel

LTE Backup Versorgung für Unternehmen

Selbst wenn die Erstversorgung über eine Leitung gesichert ist, benötigen viele Firmen eine redundante Leitung – falls das Primär-Netz mal ausfällt. Für diesen Fall greifen immer mehr Unternehmen zu LTE. Für Geschäftskunden werben z.B. die Telekom und Vodafone mit besonders attraktivem Service.

Für diesen Fall muss also nur außerhalb des Gebäudes ein ausreichendes LTE-Signal vorhanden sein. Wenn der Empfang im Gebäude am Router dann nicht gut genug sein sollte, kann mit Antennen, Kopplern, Repeatern zum Netzwerke einrichten etc. nachgeholfen werden (s. unten).

Mobiles Internet in Auto, Wohnmobil, Einsatzfahrzeug & Co.

Der berühmte faradaysche Käfig schirmt an sich schon die Mobilfunk-Signale in Fahrzeugen ab. Zudem sind die modernen Fahrzeuge immer besser isoliert. Dies ist bzgl. der Akustik und auch der Sicherheit durchweg positiv zu bewerten. In Bezug auf das LTE-Signal für Handy, Tablet, Navigationsdienst etc. erschwert diese Entwicklung aber massiv die Versorgung der verschiedenen Endgeräte.

Hinzu kommt natürlich, dass sich in der Praxis für LKW, Wohmobile, Busse und Einsatzfahrzeuge (Rettungsdienst, Feuerwehr etc.) sehr spezielle und teilweise auch äußerst aufwendige Anforderungen ergeben. Wenn z.B. im Wohnmobil unterwegs der gesamten Familie LTE zur Verfügung gestellt werden soll, sich der Router auf dem Campingplatz aber automatisch in das dortige WLAN-Netz einloggen soll, müssen von der Antenne bis zum Router schon einige Punkte für ein funktionierendes 5G Netzwerk berücksichtigt und im Vorfeld durchdacht werden.

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Was LTE kann – und was nicht!

Offizielles Logo von LTE Advanced

LTE Advanced
© 3gpp.org

Zu allererst muss klargestellt werden: LTE ist nicht gleich LTE. Zum einen verhalten sich die Netze aufgrund der genutzten Frequenzen und der Größe der Funkzellen unterschiedlich. Zudem betreiben alle Netzbetreiber ihre eigene Infrastruktur. So ist es für Kunden oft sehr schwer, zwischen Werbeversprechen und tatsächlich erreichbarer Leistung zu unterscheiden.

Mit dem LTE-Standard, der genau genommen noch gar nicht die 4G-Spezfikationen erfüllt, sind Übertragungsraten bis zu 150 MBit/s möglich. Durch modernste Technik (MIMO, Carrier Aggregation etc. >> LTE Advanced) werden Werte bis zu 300 MBit/s erreicht – angeblich sollen sogar 450 MBit/s möglich sein. Diese Angaben lassen natürlich hellhörig werden.

700 Mhz – 2600 Mhz: Die LTE Frequenzen im Überblick

In Deutschland gibt es mittlerweile nur noch 3 Mobilfunk-Netzbetreiber: Die Telekom, Vodafone und Telefónica (E-Plus und O2). Die Frequenzen, auf denen diese Betreiber ihre Dienste betreiben dürfen, werden von der Bundesnetzagentur versteigert. 2010 fand die Auktion für die ersten Frequenzblöcke für das heutige LTE-Netz statt, im Juni 2015 folgte die zweite Versteigerung, die s.g. „Digitale Dividende II“.

Vor der Auktion in 2015 galt: LTE wurde auf 800 MHz (Telekom, Vodafone, O2), 1800 MHz (Telekom, E-Plus) und 2600 MHz (alle, wenn auch ungleich verteilt) übertragen. Allerdings gelten diese Angaben nicht für das gesamte Bundesgebiet – weit gefehlt! Die Versorgung der ländlichen Gebiete erfolgte vorrangig im 800 Mhz Bereich, die Stadtnetze der Telekom arbeiteten primär bei 1800 MHz, jene von Vodafone bei 2600 Mhz.

Nun wird zusätzlich der GSM-Standard (900 MHz und 1800 MHz) ab 2020 abgeschaltet und die Frequenzen werden ebenfalls für LTE genutzt – das ist schon sicher. 2015 wurden bei der „Digitalen Dividende II“ aber nicht nur weitere Frequenzbereiche bei 900 Mhz und 1800 MHz vergeben, sondern auch neue Frequenzbänder bei 700 MHz und 1500 MHz aufgenommen. Seitdem läuft ein spannender Wettlauf: Wer wird sein Netz besser und schneller ausbauen – und was wird der Ausbau kosten? Danach werden sich selbstverständlich auch die künftigen Tarife richten.

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Ausbau der Netze und Funkzellen

Wie gut die aktuellen Netze ausgebaut sind, variiert sehr – sowohl zwischen den Anbietern als auch je nach Region. Die Angaben zur Versorgung in den Medien gehen sogar noch weiter auseinander und sind mit Vorsicht zu genießen. Bevor wir also einen Vertrag abschließen, müssen wir uns unbedingt informieren. Wer sich auf die Versprechen der Mitarbeiter von Telekom, Vodafone und Telefónica am Telefon verlässt, muss mit einem bösen Erwachen rechnen.

Ein zusätzlicher Fallstrick ist das begrenzte Fassungsvermögen der Funkzellen. Diese haben eine bestimmte Größe und können nur eine begrenzte Anzahl an Nutzern (Clients) aufnehmen. Wenn die Zelle also voll ist, werden Clients am Rande der Zelle bei zu vielen Anfragen unterversorgt oder gar aus der Zelle „geworfen“.

Ein Beispiel aus der Praxis: Die Hybridrouter der Telekom arbeiten bei 800 MHz und bei 1800 MHz. Das 800 MHz Signal wird aber immer bevorzugt, weil die Übertragung weniger störanfällig ist. Individuell wählen kann man die primär zu verwendende Frequenz in der Oberfläche des Routers nicht (Stand: Juni 2017). Wenn nun die 800 MHz Zelle voll ist, während die 1800 MHz Zelle noch Platz hat, versucht der Router dennoch, primär im 800 MHz zu arbeiten – zu Lasten der Übertragunsleistung.

Wenn man nur die freie Zelle nutzen und den maximalen Datendurchsatz erzielen will, muss man je eine Frequenzweiche zwischen die beiden externen Antennen und den Router schalten. Kostenpunkt: 2 x 60 – 130 € für die Antennen, 40 – 140 € für hochwertiges Kabel, 2 x 40 € für Bandpassfilter >> 240 – 480 € (Stand: Juli 2017)

Wir müssen also im Grunde für jeden Standort individuell prüfen, welcher Anbieter welche Leistung in welchem Frequenzband anbieten kann. Während dies für einzelne Standorte – wenn man es denn weiß – noch relativ einfach zu bewerkstelligen ist, wird es bei mobilen Anwendungen schon äußerst kompliziert (s. unten).

Die Frage nach den Frequenzen birgt also viele Missverständnisse und Stolpersteine. Es gelten, ganz allgemein formuliert, folgende Faustregeln:

  • FTS Haken Je niedriger die Frequenz, desto weniger störanfällig ist das Signal (700 MHz und 900 MHz sind die Zukunft).
    FTS Haken Je höher die Frequenz, desto weniger Distanz kann überbrückt werden.
    FTS Haken Für Spitzengeschwindigkeiten müssen mehrere Frequenzbänder parallel genutzt werden (MIMO / Carrier Aggregation).
    FTS Haken Für jeden Standort müssen die verfübgaren Frequenzen der Anbieter geprüft und verglichen werden.
    FTS Haken Router bzw. Endgeräte (Handy, Tablet etc.) müssen diese Frequenzen unterstützen – sonst bringt das beste Signal nichts.
    FTS Haken Frequenzen der Anbieter müssen ggf. mit denen der Hardware (Router, Endgeräte, Antennen etc.) abgeglichen werden.

Mobiles Netzwerk: LTE in Fahrzeugen

Breitband UMTS und LTE Fahrzeugantenne LPB-7-27

Fahrzeugantenne
© Panorama Antennas

Wer unterwegs seinen Empfang verbessern will, sieht sich gleich mit einer ganzen Reihe von Problemen konfrontiert – neben den bereits erwähnten. An sich reicht es ja schon, dass die Netze der Betreiber Löcher haben, in denen einfach kein Empfang zu kriegen ist. Wenn man dann noch die Tatsache hinzuaddiert, dass in unterschiedlichen Gegenden auch verschiedene Frequenzen genutzt werden (die alle unterstützt werden müssen), wird eine reibungslose LTE-Versorgung ohne Unterbrechungen schon praktisch unmöglich.

Selbst wenn dann aber Empfang vorhanden ist, wird man unterwegs von einer Funkzelle zur nächsten weitergereicht. Die Zeit, die dieser fliegende Wechsel in Anspruch nimmt, hängt einerseits vom Netz ab, andererseits aber auch sehr stark vom Einwahlverhalten des Routers, Sticks oder Endgeräts. Wenn man Glück hat, kann dies in < 30 Sekunden ablaufen (dann läuft der Stream i.d.R. noch ununterbrochen weiter). Es kann aber auch mal gut und gerne 2 – 3 Minuten dauern. In diesem Falle muss man mit den Ausfällen leben.

Das Risiko kann lediglich minimiert werden, indem man eine MIMO-Breitband-Antenne (für alle Frequenzen) in Verbindung mit einem DUAL-SIM-Router (Bsp.: Cradlepoint IBR1100; ca. 850 €) und zwei SIM-Karten verwendet. Die Umschalt- und Einwahldauer kann damit nicht umgangen werden, aber in der Summe hat man mit weniger Funk-Löchern zu kämpfen.

Lösungsansätze für Ihr LTE Netzwerk und 5G Netzwerk

Prinzipiell gibt es eine ganze Reihe von Möglichkeiten, ein Netzwerk via Mobilfunk zu realisieren. Zum einen machen selbstverständlich die individuellen Anforderungen den Unterschied, zum anderen ist es aber auch stets eine Preisfrage. Zur besseren Unterscheidung zeigen wir Ihnen kurz die wichtigsten Aufbau-Varianten:

Der Idealfall: Mobilfunkrouter bei bestem Empfang

Der Jackpot, ein kompromissloser Traum! Sie kaufen sich einen Mobilfunk-Router, schließen Ihn an (am besten weit oben im Gebäude, direkt am Fenster, mit Blick zum nächsten Sendemast) und haben besten Empfang. Bis zu 150 MBit/s (ohne Carrier Aggregation) oder gar 300 MBit/s werden erreicht – wenn der Tarif das hergibt – und diese Leistung kann via LAN oder WLAN auf die Engeräte aufgeteilt werden.

Dieser Fall kommt erfreulicherweise immer häufiger vor, besonders in Städten mit weniger als 100.000 Einwohnern und anderen gut versorgten, aber nicht überfüllten Gebieten. Dennoch sieht die Normalität häufig anders aus.


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Einfache Signaloptimierung: Mobilfunkrouter + Antenne

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6x2 MIMO LTE Antenne
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Wenn die eingebauten Innenantennen im Router oder das anliegende Signal zu schwach sind bzw. die Signalqualität nicht gut genug ist, kann mit einer LTE-Antenne das Signal dort gebündelt aufgenommen werden, wo es in ausreichender Qualität und Stärke anliegt.

Dieses Signal kann dann mit einem dämpfungsarmen Antennenkabel zum Router transportiert und von da aus genutzt werden. Wenn die Verluste auf dem Weg zum Router zu groß sind (Strecke zu lang oder Dämpfung des Kabels ist zu groß), kann ein Kabelverstärker zwischengeschaltet werden. Dieser kompensiert dann die Verluste, ohne das eine komplette Repeater-Anlage installiert werden müsste (s. unten).

Grundsätzlich gibt es schon recht günstige Innenantennen, die allerdings in Bezug auf die Signalverbesserung immer einen Kompromiss darstellen. Selbst die beste Fenster Antenne, die mit Saugnäpfen direkt an der Scheibe befestigt wird (Bsp.: FTS Complete Mobile), erhält im Innern des Gebäudes einen bereits abgeschwächten Pegel. Bei einem Gewinn von 2 – 4 dBi hält sich die Verbesserung des Empfangs also in Grenzen.

Optimalerweise installiert man aber eine leistungsstarke Außenantenne möglichst weit oben am Gebäude (Hauswand, Balkon o.ä.) - mit „Blickrichtung“ zum nächsten Sendemast. Mit solchen Antennen sind Gewinne von 7 – 10 dBi möglich. Allerdings muss man bei der Montage darauf achten, das Koaxial-Kabel möglichst kurz zu halten, damit die Dämpfungsverluste des Koaxialkabels den Gewinn der LTE-Antenne nicht wieder zunichtemachen.

Preislich sind hochwertige und zuverlässige Antennen (MIMO), analog zum Beispiel weiter oben, für etwa 60 – 140 € zu haben. Das Kabel schlägt dann noch einmal mit ca. 40 – 140 € zu Buche. Schnäppchenjäger sollten allerdings auf der Hut sein vor unrealistischen Leistungsversprechen, wie sie z.B. bei vielen Amazon-Angeboten gemacht werden. Viele dieser Angaben sind frei erfunden und machen es für den Kunden unmöglich, anhand der Gewinn-Angaben zu vergleichen.

Beliebte LTE und 5G Antennen für Ihr Netzwerk

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Preiswerte Notlösung: Antenne + Koppler (ohne Router)

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© FTS Hennig

Häufig sehen sich Menschen mit dem Problem konfrontiert, dass sie unterwegs zufrieden mit ihrem Tablet- oder Handyempfang sind. Zu Hause oder im Büro kann aber weder telefoniert noch gesurft werden. Leider verbauen die Hersteller von Smartphones und Tablets seit Jahren konsequent keine Anschlüsse mehr für externe Antennen. Ohne Router oder Repeater (s. unten) kann das gebündelte Signal der Antenne also nicht aufgenommen werden.

In diesem Fall kann das Kabel direkt an einen Antennenkoppler angeschlossen werden. Diese Koppler sind relativ günstig, was sie als Nischenprodukt durchaus attraktiv macht. Der große Nachteil besteht in der Funktionsweise und der dadurch eingeschränkten Mobilität. Der Koppler gibt das Signal per Induktion an das Engerät ab: Das Handy bzw. das Tablet muss also die ganze Zeit auf dem Antennenkoppler liegen bleiben!

Demzufolge müssen wir die Telefonie über Freisprecheinrichtungen o.ä. (Bluetooth / DECT) realisieren. Über die HotSpot-Funktion des Telefons oder Tablets kann ein WLAN-Netzwerk für andere Endgeräte eingerichtet werden.

Antennenkoppler von FTS Hennig

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Repeater Anlagen: High-End-Lösung für Ihre LTE Versorgung

Wenn kein Router vorhanden ist oder die Strecke zwischen Außenantenne und Innenraum zu groß ist (Kabelverluste > Antennengewinn), kann das Signal mit s.g. Repeatern verstärkt werden. Diese Verstärker verbessern den Empfang massiv. Das aufpolierte Signal wird dann mittels Innenantennen in den Räumen (häufig an der Decke) wieder abgegeben, sodass der verbesserte Empfang für alle Mobilfunk-Geräte zur Verfügung steht.

Das erste Problem dieser Lösung ist (vor allem für Privatpersonen) der Preis. Während ein kleiner Repeater für ein einzelnes Frequenzband ab ca. 200 € zu haben ist, kann ein Breitband-Verstärker gerne mal 1.000 – 2.000 € kosten. Hinzu kommen dann noch die Kabel und die Innenantennen, was je nach Anzahl der zu versorgenden Räume, ein weiterer großer Kostenpunkt ist. Wer sein Zuhause versorgen will, kann sich nur bedingt mit solchen Ausgaben anfreunden. Für Unternehmen kann, je nach Größe, Erfolg und Anforderung, diese Lösung aber genau das Richtige sein.

An zweiter Stelle muss der Aufwand für die Montage berücksichtigt werden. Wenn eine Antenne mit Kabel zum Repeater und von da aus jeweils ein Kabel inkl. Innenantenne für jeden Raum montiert werden muss, kostet dies viel Zeit – und falls eine Fachfirma damit beauftragt wird, schlägt dieser Posten auch finanziell deutlich zu Buche.

Schließlich ist das Betreiben von Repeater-Anlagen rechtlich nicht unproblematisch. Durch die Verstärkung des Signals entsteht physikalisch ein s.g. Pseudo-Netz, welches das Original-Netz des Betreibers ggf. sogar stören kann. Dies kann zwar verhindert werden, indem die Repeater-Anlage sauber geplant und dimensioniert wird, doch die Netzbetreiber haben grundsätzlich das Recht, das Betreiben einer solchen Anlage zu untersagen. Das Risiko trägt der Betreiber der Anlage.

Multiband Repeater bei FTS Hennig

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Art..Nr: FTS 96209

Qualität oder Dumpingpreise?

Die gesamte Netzwerk-Technik für den Mobilfunk stellt nach wie vor eine Nische dar. Wir finden daher online entweder sehr hochwertige, dafür aber auch relativ teure Produkte oder es werden Antennen, Kabel, Repeater & Co. mit großen Leistungsversprechen zu Schnäppchen-Preisen angeboten. Die Billig-Produkte bleiben aber meist nicht nur in Bezug auf die Empfangsverbesserung hinter den Werbeversprechen zurück, sondern auch die Verarbeitung lässt zu wünschen übrig.

Um zwischen Qualität und leeren Versprechen unterscheiden zu können, müssen wir also entweder sehr genau und äußerst kritisch hinsehen oder uns fachlichen Rat von Experten einholen. Wir von FTS Hennig bieten daher allen Interessenten eine kostenlose Beratung an (telefonisch oder per Mail) - denn zufriedene Kunden sind das Fundament unseres Erfolgs. Sprechen Sie uns also einfach an. Wir freuen uns auf Sie!

FAZIT

LTE kann für viele Haushalte und Unternehmen die Rettung sein. Ein Mobilfunk-Netzwerk kann in Gebieten mit fehlender DSL- oder Kabelversorgung unter Umständen alle Endgeräte mit High-Speed-Internet versorgen. Die Tarife und die benötigte Hardware fallen preislich in den meisten Fällen aber um einiges höher aus als bei den anderen Breitband-Anbindungen. Wenn ein LTE-Netzwerk für Sie in Frage kommt, sollten im Vorfeld folgende Punkte geklärt werden:

Checklist für Ihr 4G Netzwerk:

  • FTS Haken Welches Netz ist vorhanden?
  • FTS Haken In welchem Frequenzbereich arbeitet dieses Netz?
  • FTS Haken Unterstützen Router & Endgeräte die genutzten Frequenzen?
  • FTS Haken Soll der Empfang stationär oder mobil verbessert werden?
  • FTS Haken Werden Antenne, Koppler, Repeater etc. benötigt?
  • FTS Haken Kann eine Antenne optimal montiert werden?
  • FTS Haken Wie lange ist der Kabelweg?
  • FTS Haken Welche Anforderungen stellen wir an das 5G Netzwerk?
  • FTS Haken Welches Budget haben wir zur Verfügung?

Erst wenn wir all diese Fragen beantwortet haben, können wir entscheiden, ob ein Mobilfunk-Netzwerk für uns in Frage kommt und in der Praxis auch unsere Anforderungen erfüllt. Fall Sie Fragen haben oder Hilfe benötigen sollten, freuen sich Ihre Mobilfunk-Experten von FTS Hennig auf Ihren Anruf oder eine Mail.


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Vorgestellt: Mobilfunkrouter Fritz!Box 6850 5G
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