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FTS Antennen Blog: Mobilfunkantennen für LTE, UMTS & Co.

Antennen verbessern Mobilfunk- & WLAN-Empfang

Mobilfunk Antennen(© FTS Hennig)

Ob nun Mobilfunkantennen für UMTS- oder LTE-Anwendungen, WLAN-Antennen, Radar-Antennen, Sat-Antennen oder DABT-Antennen: Ohne erhält man einfach kein Signal! Auch wenn man im Smartphone, Tablet oder Bluetooth-Headset die Antenne nicht unmittelbar sieht, ist sie da. Aber was sind Antennen, wie funktionieren sie und wie ergibt sich der Gewinn einer Antenne?

Seit mehr als 100 Jahren gibt es Antennen. Der deutsche Physiker Heinrich Hertz experimentierte 1887 an Antennenmodellen und erbrachte den Beweis für die Wellenausbreitung im freien Raum. In den darauf folgenden Jahren gab es weitere namhafte Physiker, die sich mit der Wellenausbreitung und den Antennen beschäftigten. Einer von ihnen war z.B. Karl Rothammel, der auch auf seinem Weg zum Mobilfunk-Spezialisten maßgeblich beeinflusste.

Was ist eine Mobilfunk Antenne?

Antennen sind die Bindeglieder zwischen den elektrischen Geräten „Sender“ und „Empfänger“, die aus der Luft bzw. dem s.g. "Freiraum" die Strahlungsenergie aufnehmen. Die Antenne ist damit ein Anpassungsglied zwischen der Leitung (Antennenkabel) und dem "Freiraum". Die Antenne, die Umgebung zur Antenne mit Erdpotential, das Sende- und das Empfangsgerät müssen in Resonanz zueinander stehen. Dieses gesamte Gebilde wirkt in sich wie ein Schwingkreis.

Antenne als Uebertragungselement nach Rothammel

Darstellung der Antenne als Übertragungselement nach Rothammel (© Karl Rothammel / Alois Krischke)

Unterteilung von Antennen

Es gibt viele Möglichkeiten, um die Antennen in Kategorien zusammenzufassen, wie etwa nach der Art der Erregung bzw. der Strahlung.

Spezifizierung von Antennen für den Mobilfunk

Bei der Spezifizierung von Mobilfunkantennen sind dann noch folgende Details besonders wichtig:

  • Bauform: Panelantennen, logarithmische Antennen, Monopol-Antennen oder Quadantennen

  • Bandbreite: Schmalbandige Antennen oder Breitbandantennen

  • Frequenz: GSM, UMTS, LTE, WLAN etc.

  • Abstrahlcharakteristik: Rundstrahlantennen oder Richtantennen

  • Anzahl der Strahlerelemente: Single-Antennen oder MIMO-Antennen

  • Montageort: Innenantennen, Außenantennen, Geräteantennen oder Fahrzeugantennen

  • Art der Montage: Mastmontage, Magnethaft-, Stand- oder Fensterantenne

Die Antennen können natürlich noch nach weiteren Kriterien eingeteilt und unterschieden werden. Bei fast allen Zuordnungen gibt es dann jeweils Überschneidungen und entsprechende Grauzonen.

FAZIT

Antennen sind die Koppelglieder zwischen Sender, Empfänger und dem freien Raum. Sie können einfach oder sehr komplex aufgebaut sein und je nach Anwendung muss die beste Antenne gefunden werden. Wenn Sie Hilfe bei der Wahl einer geeigneten Mobilfunkantenne benötigen, freuen wir uns über Ihren Anruf oder eine Mail.

Antennenverstärker vs. Verstärkerantenne

Vielen unserer Kunden, die z.B. ihren Handyempfang verbessern möchten, fällt die begriffliche Abgrenzung zwischen dem Antennenverstärker und der Verstärkerantenne sichtlich schwer. Daher wollen wir hier einmal für Klarheit sorgen.

Der Antennenverstärker ist ein aktives Gerät, welches in die Antennenzuleitung zwischen Antenne und Empfänger (z.B. Router) bzw. Verteiler geschaltet wird. Diese s.g. Repeater sind also separate Geräte, die zusätzlich zu den Mobilfunk-Antennen und den Kabeln angeschafft werden müssen. Diese Verstärker können dann das Signal entweder direkt an Router und Koppler abgegeben oder aber via Innenantennen das verstärkte Signal im Gebäude verteilen.

Die Verstärkerantenne dagegen ist eine Komplettlösung, bestehend aus dem passiven Antennenelement und einem aktiven Verstärker. Beide Elemente sind in der eigentlichen Antenne untergebracht. FTS Hennig hat im Segment der aktiven Antennen verschiedene hauseigene Modelle entwickelt, z.B. die FTS 95720-5 (Innenantenne) und die FTS 95783-A (Außenantenne). Je nach Anwendungsfall gilt es zu entscheiden, welche Installation zu bevorzugen ist - generelle Aussagen können nicht getroffen werden.

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UMTS Antenne 25dBi

High-Gain-Antenne mit eingebautem Verstärker (MultiMode Compenser)

Aktive UMTS Antenne 25dBi

26dBi UMTS Antenne

26 dBi Gewinn bei der Empfangsleistung für 2G- und 3G-Übertragungen!

UMTS Antenne 26dBi Aktiv

Der Gewinn einer Mobilfunkantenne

Die Gewinnangaben für Router, Handys und die Internet-Verbindung haben für Verkäufer und ihre Werbung einen sehr hohen Stellenwert. Übereifrige Gesellen werfen mit dB- und dBi-Angaben nur so um sich. Dabei werden dem Kunden aber zumindest teilweise Versprechungen gemacht, die technisch gar nicht realisierbar sind. Gehäusegrößen, Verluste in Abhängigkeit von der Kabellänge etc. bleiben häufig völlig unberücksichtigt.

Technisch betrachtet stellt der Gewinn einer Antenne immer einen Vergleichswert dar. Der Gewinn ist nicht absolut messbar wie die Temperatur oder eine Länge. Es ist immer ein Vergleich zwischen der Antenne und dem Bezugsstrahler. Bei diesem gilt es wiederum, folgendes zu beachten:

  • dBi-Angaben beziehen sich auf den Kugelstrahler (isotroper Strahler), einen theoretischen Ideal-Strahler

  • dBd-Angaben beziehen sich auf den Vergleich mit dem Halbwellendipol

  • dB-Angaben beziehen sich auf den Vergleich mit einem Lambda-Viertel-Strahler (λ/4)

Zwischen den jeweiligen Angaben liegen Differenzen:

0 dB entsprechen 2,5 dBi und

0 dBd entsprechen 2,15 dBi (nach Rothammel).

Aufgrund dieser Tatsachen muss man bei der Auswahl immer genau auf die Maßeineinheit achten und die Angaben auf ihren Realitätsbezug prüfen. Beispielsweise im LTE-Bereich addieren findige Amazon-Verkäufer bei den MIMO-Antennen den Gewinn des einen Strahlers zum Gewinn des zweiten Strahlers und werben dann mit astronomischen Gewinnangaben. Beim Versuch, den Mobilfunkempfang zu verbessern, erleben Kunden daher regelmäßig unschöne Überraschungen.

FAZIT

Die Gewinnangaben sollte man beim Kauf einer Antenne immer kritisch hinterfragen! Wenn Sie Angaben nicht nachvollziehen können, können Sie bich bei FTS Hennig fachlichen Rat einholen.

Wie entsteht der Gewinn einer Antenne

Lampe zur Verdeutlichung der Strahlung

Bsp. für 0dB-Strahler (© Fotolia)

Man stelle sich einen Raum mit einer alten 40 Watt Glühlampe vor. Diese Lampe hat keinen Schirm und steckt einfach nur in der Fassung. Wenn wir das Licht einschalten, haben wir im Raum überall diffuses Licht. Es wird an keiner Stelle richtig hell, es ist aber auch nicht mehr dunkel. Das ist nun unser Vergleichsstrahler mit 0 dB Gewinn.

Jetzt bauen wir an die Glühlampe einen Reflektor, so ähnlich wie beim Autoscheinwerfer. Damit erreichen wir einen hellen, weiten Lichtstrahl. Dieser Lichtstrahl zeigt in eine Richtung. Die anderen Stellen werden dunkler. Dieses System verschafft uns im Sinne einer Richtantenne einen Gewinn.

Die Hauptstrahlrichtung haben wir mit dem Reflektor (heißt auch bei den Antennen so) klar definiert. Je mehr "der Lichtstrahl" gebündelt wird, umso höher ist der Gewinn der Antenne. Der Strahl wird heller und geht weiter. Im Mobilfunk spricht man äquivalent dazu von einer größeren Empfängerleistung.

Scheinwerfer als Gewinnantenne

Bsp. für Bündelung (© Fotolia)

Wir können damit wesentlich weiter entfernte Sender empfangen und unser Upload-Signal erreicht den Sendemast auch besser bzw. überhaupt erst.

Mit einer Antenne erzeugt man also keine neue oder zusätzliche Energie, sondern man bündelt einfach nur den Strahl so zielgerichtet wie möglich bzw. nötig in eine Richtung. Eine tatsächliche Verstärkung findet nur bei den oben beschriebenen Verstärkerantennen statt.

FAZIT

Wenn wir bei den Antennen von „Signal verstärken“ reden, sprechen wir über den Gewinn der Antenne – von der Fähigkeit die Strahlung zu bündeln und gezielt das Signal zu empfangen.

Die Größe einer Mobilfunkantenne

Der Empfangsstrahler muss in Resonanz zu der Sendefrequenz stehen. Je kleiner die Frequenz ist, umso größer muss der Strahler ausgebildet sein. Im CB-Funk, welcher bei 27 MHZ arbeitet, beträgt die Wellenlänge etwa 11 Meter. Daraus ergibt sich eine Strahlerlänge auf dem Fahrzeug als Lambda-Viertel-Strahler von 2,75 Metern. Im Mobilfunk arbeiten wir bei Frequenzen oberhalb von 800 MHz. Dementsprechend können die Strahlerelemente bis auf wenige Zentimeter schrumpfen.

Dadurch ergeben sich wesentlich kleinere Antennenkonstruktionen. Unsere hauseigene "LTE MIMO Mobil Antenne" (bestehend aus zwei Strahlern) arbeitet beispielsweise von 790 MHz bis 2600 MHz. Wir konnten die Antenne auf eine Fläche von 13,5 x 13,5 cm verkleinern. Das eigentliche Strahlerelement umfasst dabei nur die Abmaße von 5 x 10 cm.

MIMO Fensterantenne FTS 95825-N

Die Kleine, aber ganz groß: Die LTE MIMO Mobil (© FTS Hennig)

FAZIT

Im Mobilfunk können die Antennen in kleine kompakte Gehäuse gebaut werden und weisen dennoch Gewinn und Richtwirkung auf.

Mobilfunk Antennen & ihre Umgebung

Die Antennen werden beim Hersteller in einer idealen Umgebung getestet und auf diesen Ergebnissen basierend der Gewinn definiert. Diese idealen Bedingungen können in den seltensten Fällen beim Kunden realisiert werden. Verwendet man zum Beispiel eine Innenantenne für eine bessere Internetverbindung via UMTS, so beeinflussen Wände, Möbelstücke, Fenster und sogar der sich bewegende Mensch die Empfangsverhältnisse der Antenne.

Die Antenne „muss atmen können“. Das heißt, dass sich die Antenne für einen optimalen Empfang immer im Außenbereich befinden sollte - frei von Bäumen, Sträuchern, anderen Häusern etc. Der beste Platz befindet sich daher immer möglichst weit oben, idealerweise z.B. auf dem Dach. Beim Senden (tun Sie auch, wenn Sie eine Anfrage stellen!) ist das Nahfeld um die Antenne sehr entscheidend. Die Welle muss sich von der Antenne lösen können und darf nicht sofort, zum Beispiel von einem Baum, reflektiert werden.

FAZIT

Statt dem Internetanbieter Geld für nicht erreichbare Leistung hinterherzuwerfen, investiert man besser in eine Antenne und nutzt somit die komplette Signalstärke. Hierzu muss die Antenne aber auch optimal installiert werden! Nur so können Sie Ihren Handyempfang, Ihr LTE- oder Ihr WLAN-Signal effektiv verbessern.

4G-Antennen für LTE & LTE Advanced

Während der Begriff 4G, mit dem das mobile Internet-Datenübertragung der 4. Generation gemeint ist, schon seit geraumer Zeit von den Netzbetreibern und Herstellern der Hardware (Router, Repeater, Smartphones, Tablets & Co.) synonym für LTE benutzt wird, entspricht erst LTE Advanced den Spezifikationen des 4G-Standards.

LTE Advanced mit der Carrier Aggregation ermöglicht, dank der MIMO-Technologie, eine parallele Nutzung mehrerer Kanäle und / oder Frequenzbereiche. Hierbei werden entweder 2 oder mehr Kanäle innerhalb eines Frequenzbereiches genutzt (Intra-Band-Carrier-Aggregation) oder es werden Kanäle aus verschiedenen Frequenz-Bändern gekoppelt.

Breitbandantennen: Eine Investition in die Zukunft

Einige hochwertige Antennen-Hersteller, wie z.B. novero dabendorf (Lieferschwierigkeiten hin oder her), bieten leistungsstarke Monoband-Antennen an. Diese arbeiten dann gezielt nur in einem Frequenzband. Im Falle von LTE waren das bisher entweder 800 MHz-, 1800 MHz- oder 2600 MHz-Antennen. Im Rahmen der jüngsten Versteigerung von Mobilfunk-Frequenzen in Deutschland vom 27.05.2015 bis zum 19.06.2015, haben Telekom und Vodafone nun auch Nutzungsrechte im 1500 MHz-Band erworben, in dem zukünftig ebenfalls Übertragungen via LTE stattfinden sollen. Hierzu müssten also ggf. zusätzliche Antennen von den Antennen-Herstellern produziert und von den Konsumenten teuer bezahlt werden.

Wer in den Genuss von LTE-Advanced kommen will (Voraussetzung ist das anliegende Mobilfunk-Signal!), aber eine Antenne für besseren Empfang nutzen will bzw. muss, kann mit einer Monoband-Antenne also nicht die ganze Bandbreite ausschöpfen.

Hierzu empfehlen wir unseren Kunden bereits seit geraumer Zeit Breitband-Antennen, die den gesamten Frequenzbereich gleichmäßig abdecken und stabile Gewinne liefern. Hierzu haben Ihre Mobilfunk-Experten von FTS Hennig eine Reihe hauseigener Antennen im Sortiment - deutsche Ingenieursarbeit made_in_Sachsen!

Die LTE Antennen von FTS Hennig

LTE MIMO MOBIL

Mobile Breitbandantenne der deutschen Ingenieurs-Schmiede FTS Hennig

Mobile Breitbandantenne LTE MIMO MOBIL

Die mobile LTE Antenne verbessert den Empfang zu Hause, im Büro & auf dem Campingplatz.

59,00 €

Allbandantenne LTE 100

Solide Breitbandantenne aus dem Hause FTS Hennig - #made_in_Sachsen

Allbandantenne LTE 1000

Für alle LTE-Frequenzen sowie sehr gute Empfangseigenschaften im UMTS- & EDGE-Bereich.

79,00 €

LTE MIMO XPOL 6,5dBi

6,5 dBi Gewinn mit der Breitbandantenne LTE MIMO XPOL von FTS Hennig

Die große Breitband-Antenne für 2G, 3G & 4G

Erzielen Sie über die gesamte Bandbreite von 790 MHZ bis 2600 MHz echte 2 x 4 dB Gewinn.

128,00 €

Obwohl wir natürlich sehr stolz auf unsere hauseigenen Entwicklungen und unsere zufriedenen Kunden sind, muss für jede individuelle Situation auf- und abgewogen werden, damit das optimale Ergebnis für bestmöglichen Empfang erzielt werden kann. Wir beraten Sie gerne unabhängig und empfehlen nicht etwa primär unsere eigenen Mobilfunkantennen - wir haben ausschließlich Ihre Zufriedenheit im Fokus!

FAZIT

Welche Antenne nun die optimale Lösung für Ihren Anwendungsfall darstellt, muss im Einzelfall geprüft werden. Rufen Sie uns doch einfach an oder schreiben Sie uns eine Mail - wir freuen uns auf Sie!

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Ihre Mobilfunk-Experten testen und vergleichen

Wir von FTS Hennig klären auf! In unserem Labor stellen wir regelmäßig aktuell erhältliche LTE-Antennen auf die Probe und bewerten diese in Bezug auf Preis, Leistung und Verarbeitung. Mit diesem Vergleich wollen wir Ihnen dabei helfen, Ihre individuelle Situation richtig einzuschätzen und die zur Verfügung stehenden LTE-Antennen zu beurteilen. Wir sprechen also aus Erfahrung und beziehen uns auf transparente Messwerte, nicht auf irgendwelche Hersteller-Angaben.

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26. Aug 2016

Die wahrhafte 4G Technologie: LTE Advanced

Was heute als LTE (Long Term Evolution) bezeichnet wird, ist nur ein Vorläufer in der Entwicklung der eigentlichen 4G-Technologie mit dem Namen "IMT Advanced". Die unter der Schirmherrschaft der 3GPP entwickelte neue Technologie wird LTE Advanced genannt. Die Entwicklung von LTE Advanced kam 2014 in Deutschland langsam in Fahrt. 4G befindet sich Ende 2015 immer noch in den Kinderschuhen, doch die Zukunft des mobilen Internets ist zum Greifen nah.

 

Um mit den anderen Entwicklungen in der Drahttechnik, WLAN- und Netzwerktechnik Schritt zu halten, musste auch der Mobilfunkbereich weiter ausgebaut werden. CAT6 und CAT7 bieten Übertragungsraten von 1000 MBit/s. Diese Geschwindigkeit soll auch via Mobilfunk perspektivisch erreicht werden. >> Weiterlesen

 


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(© FTS Hennig)

Seit der Frequenz-Auktion der Bundesnetzagentur für den Mobilfunk im Mai/Juni 2015 wird das TDD-Verfahren (Time Division Duplex) zum ersten Mal interessant - und zwar sowohl für Hardware-Hersteller als auch für die Endkunden. Doch was sind gepaarte und ungepaarte Frequenzbänder? Worin liegt der Unterschied zwischen TDD LTE und FDD LTE? Ist gegebenfalls FDD (Frequency Division Duplex) im LTE-Netz besser für die Verbraucher? FTS Hennig informiert!

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Viele Menschen in Deutschland sind für die Internetversorgung am Wohnort oder in der Firma auf UMTS/HSPA oder LTE angewiesen. Von den Netzbetreibern werden tolle Tarife angeboten. Leider werden meist nicht im Ansatz die tariflich vereinbarten Leistungen erreicht - trotz guter LTE Außenantenne und bester Installation. Woran liegt das?

Wenn wir davon ausgehen, dass wir an unserem Standort wirklich alles für besten Empfang getan haben, also die richtige LTE Antenne auf dem Dach montiert wurde, das Antennenkabel wenig Dämpfung aufweist und die Antenne optimal ausgerichtet ist, gibt es im Netz von uns nicht beeinflussbare Größen. >> Weiterlesen


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Gewitter und Blitze werden immer häufiger und intensiver
Gewitter, Blitze und Überspannungen sind für jede Antennenanlage und die nachgeschalteten Geräte ein unkalkulierbares Risiko. Zum einen werden die gefährlichen Blitze stetig in Anzahl und Intensität ansteigen und zum anderen wird die Netzwerktechnik immer filigraner und empfindlicher - ein äußerst unangenehmes Zusammenspiel.

Die Erdung Ihrer Antennenanlage im Detail


16. Sep 2016

Erste 6x2 MIMO Antenne von FTS Hennig

 

6x2 MiMo Antenne von FTS Hennig

6x2 MiMo Antenne (© FTS Hennig)

In Gebäuden und auf Flächen werden mittlerweile immer mehr LTE- und WLAN-Antennen benötigt. Damit die Menge der installierten Antennen in einem Haus oder in einem Fahrzeug nicht unzählig groß wird und die Kosten minimiert werden, gibt es nun unsere hauseigene LTE-Breitbandantenne, an der sofort 6 LTE-Modems angeschlossen werden können.

 

Die Breitbandantenne 6x2 MIMO ist die Lösung für Hausbesitzer und Mehrfamilienhäuser.

Benötigen mehrere Mieter eine LTE-Antenne, mussten bisher auch viele einzelne LTE-Antennen montiert werden. Es entstanden Lösungsansätze, wonach Koppler oder Verteiler eine LTE-Antenne für mehrere LTE-Router verwenden können. Diese Koppler besitzen allerdings eine sehr hohe Dämpfung und bringen große Verluste in die Antennenanlage. Für verschiedene Funkdienste wie z.B. Tetra gibt es Combiner, aber für LTE nicht. Deshalb sollte jeder Router seine eigenen Antennenelemente nutzen.

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18. Sep 2016

Engpässe bei LTE MIMO Antennen

LTE Antenne von novero dabendorf + Telekom-Router (Speedport LTE)

LTE Antenne von novero
dabendorf + Telekom-Router

Seit Monaten gibt es wiederholt bei novero dabendorf große Engpässe in der Lieferung von MIMO-Antennen für LTE 800 und LTE 1800. Nun ist das Rätsel gelüftet worden: novero (Dabendorf) ist wieder verkauft worden. Die international agierende Laird Gruppe kaufte novero. Wir zeigen Ihnen hier leistungsstarke Alternativen zu diesen Antennen und die Vorteile einer Breitbandantenne.

Laird unterzeichnete am 17.Dezember 2015 die Vereinbarungen mit novero. Auf dem Gebiet der innovativen Hochfrequenz ("RF") Engineering bezeichnet sich Laird selbst als weltweit führendes Unternehmen. Wir werden sehen, wo die Entwicklung hin geht.

LTE MIMO Antennen von novero Dabendorf

Die Antennen von novero Dabendorf sind solide gebaute LTE-MIMO-Antennen. Novero baut die Antennen für separate Frequenzbereiche, so dass jeder Kunde genau seinen benötigten Frequenzbereich kennen muss. Genau für diese Frequenz wird die LTE-Antenne benötigt und geliefert. Da aber entweder die eine oder die andere Antenne gebaut wird, fehlt bei den Zulieferern aktuell immer irgendeine novero Dabendorf Antenne. Verwendet man hingegen eine Breitband- bzw. Allband-Antenne, so spielt der Frequenzbereich für den Kunden keine Rolle mehr und es wird auch nur ein Modell in der Fertigung benötigt.

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20. Sep 2016

Antennenbau: Sonderfertigungen für Länder & Kommunen

 

Spezialantenne von FTS Hennig

Spezialantenne von FTS Hennig (© FTS Hennig)

Das Landesamt für Gesundheit und Soziales in Mecklenburg-Vorpommern stellte bei FTS Hennig die Anfrage für eine LTE-Antenne als Back-Up-Lösung für das Datennetz. Unsere Kunden erhalten bereits seit Jahren eigens entwickelte Lösungen und auf Wunsch auch Spezialantennen. Also nahmen wir diese Herausforderung natürlich gerne an und präsentierten dem Kunden kurzfristig eine neue Antenne - seine Antenne!

 

Der Auftrag: LTE-Antenne selber bauen

Aus Rostock kam die Anfrage nach einer mobilen leistungsfähigen LTE-Außenantenne, um sich im Falle von Problemen mit der DSL-Versorgung auf der sicheren Seite wissen zu können. Ursprünglich wollte das Landesamt eine novero Dabendorf MIMO 800 Antenne mit Saugnapfhalterung kaufen. Doch die Netzbetreiber / LTE-Anbieter, z.B. der Telekom und Vodafone, nutzen mittlerweile auch alle LTE-Frequenzen. Das eröffnet technisch viele neue Möglichkeiten und macht sich natürlich auch in den LTE-Tarifen bemerkbar. Somit machte eine Antenne für einen speziellen Frequenzbereich praktisch keinen Sinn mehr.

Die Netzbetreiber haben den >> Weiterlesen


20. Sep 2016

Breitband-LTE-Antennen auf der Cebit 2014

Die TDT GmbH stellt erstmals auf der Cebit die VPN Routerserie C1500 und C1550 mit der dual BEAM PRO Antenne aus. Durch die extrem hohe Ausfallsicherheit, die enorme Fertigungsqualität und dem Backup-Management sind die Router für das industrielle Umfeld bestens geignet. Die TDT GmbH positioniert sich damit in der obersten Liga der Router-Hersteller.

Das bayerische Unternehmen TDT stellt die bekannten DSL-, UMTS- und LTE-Router der Serie C1500 und C1550 aus. Jedoch ist diesmal alles anders. Erstmals präsentiert TDT die dual Beam PRO, eine 3G-, 4G- und WiFi-Antenne. Diese Fenster- und Standantenne wird eigens für TDT produziert und wird auch nur über TDT und deren angeschlossene Händler vertrieben. >> Weiterlesen