Stecker & Antennenadapter
Passende Steckverbindungen für Ihre LTE-Antennenanlage (oder 5G)
Leider hat der Markt im Laufe der Jahre eine Vielzahl von unterschiedlichen Steckverbindungen hervorgebracht, welche für den Laien zunächst oft niederschmetternd erscheint. Sie stellen die genormten Verbindungsglieder zwischen beiden Kabelenden, der Antenne und dem Endgerät des Nutzers dar. Wie auch bei den Antennenkabeln, spielt beim Kauf der Stecker die Qualität eine entscheidende Rolle. Denn jede Steckverbindung oder Adapter hat eine weitere Dämpfung des Signales zur Folge.
Im folgenden Ratgeber wollen wir nicht nur zeigen welche gängigen Arten es im LTE-Bereich gibt, sondern auch, wie sich diese unterscheiden und was Interessenten allgemein wissen sollten. Zudem geben wir einige Tipps zu möglichen Bezugsquellen.
Der Weg zu idealen Steckverbindungen für LTE- bzw. 5G-Anlagen
Die Stecker sollten prinzipiell insgesamt vier Eigenschaften erfüllen. Sie müssen beidseitig zur Antenne und dem Endgerät passen, möglichst wenig Dämpfung verursachen, bei Außenanlagen wetterfest sein und korrekt mit dem Kabel verbunden (gekrimpt) werden. Was teilweise selbstverständlich klingt, erweist sich jedoch im Detail in der Praxis als nicht immer ganz trivial, wie wir noch sehen werden. Zunächst einige Worte zur Wertigkeit und deren Relevanz.
1. Qualität & Dämpfung
Hier verhält es sich ähnlich wie bei den Antennenkabeln. Die Materialqualität hat selbstverständlich auch Auswirkung auf Haltbarkeit und Leitungseigenschaften. Prinzipiell bedingt jeder Stecker und jede Adaption eine Signaldämpfung in unserer Gesamtleitung - gemessen von der Antenne zum Router (mehr dazu hier). Wie hoch diese ausfällt, hängt einerseits von der Anzahl ab und der Wertigkeit aller Materialien. Gute Stecker können schon mal 5-6 Euro das Stück kosten, während Massenware aus China für einen Bruchteil bei Ebay über die Ladentheke geht. Letztere sind allerdings nicht selten echte Signalkiller, so dass pro Stecker schon mal mehr als 1 dB verloren gehen kann. Wir appellieren daher, auf Qualität zu setzen. Empfehlenswerten Bezugsquellen finden Sie weiter unten bei Punkt 10 dieses Ratgebers.
2. Stecker-Arten und deren Eigenschaften
Dass die Stecker passen müssen, erscheint zunächst trivial und selbstverständlich, doch dies ist keineswegs so einfach, wie es zunächst klingt. Im Universum der LTE-Antennentechnik (analog 5G) gibt es 6 gängige Arten. Im Einzelnen sind das SMA, CRC-9, TS-9, BNC, FME und der N-Typ. Für alle Typen gibt es natürlich je einen Stecker (männlich) und eine Buchse (weiblich). Das folgende Bild zeigt die genannten Stecker-Varianten und wie man sie optisch unterscheidet. Als nächstes folgen 4 Buchsen:
Stecker:
Buchsen Beispiele:
Beim Kauf einer LTE-Antenne mit fertigen Kabeln muss also darauf geachtet werden, dass die Stecker auch zum Endgerät passen, welches man damit betreiben will. Hat die Antenne am Ende z.B. TS-9 Stecker, fällt der Betrieb an einer Fritzbox (SMA-Anschluss) schon aus, es sei denn, man bemüht einen passenden Adapter.
2.1 SMA
Die Abkürzung „SMA“ steht für „Sub-Miniatur-A“. Der Steckertyp ist im Bereich der LTE-Mobilfunktechnik sehr weit verbreitet. Denn trotz seiner vergleichsweise geringen Dimensionierung (etwa im Vergleich zu BCN), sind sie sehr stabil und nach wie vor im Bereich der Hochfrequenztechnik (bis 18 GHz) einzuordnen. Die Impedanz (Wechselstromwiderstand) beträgt für LTE-Anlagen wie üblich 50 Ohm. Beim Kauf sind, soweit das Budget es hergibt, hochwertige vergoldete Ausführungen vorzuziehen. Folgend wollen wir uns kurz den Ausprägungen widmen, also Steckern/Buchsen und dem Typ „RP-SMA“. Zudem werfen wir noch einen kurzen Blick auf gängige Kupplungen bzw. Adapter.
SMA Stecker (männlich): Die Stecker erkennt man recht einfach an der Überwurfmutter und dem herausschauenden Stift am Innenleiter. Die Schlüsselweite der Mutter beträgt übrigens 8. Die Stecker können mit einer Buchse gleicher Dimensionierung verschraubt werden.
SMA Buchse (weiblich): Charakteristikum der Buchsen sind entsprechend ein zur Überwurfmutter passendes Außengewinde und eine Metallröhre zum Innenleiter, die den Stift des Steckers aufnehmen kann.
RP-SMA: Hierbei handelt es sich um eine spezielle SMA-Variante, bei der praktisch die „Rollen“ vertauscht wurden. Daher auch die Bezeichnung „Reverse-Polarity SMA“ – präziser formuliert, liegt hier eine umgekehrte Polarität vor. Der Unterschied liegt rein in der baulichen Konstruktion des Innenleiters bzw. hohlen Röhrchens begründet. Stecker sind dann also Buchsen vice versa. Optisch sind die Stecker in puncto Außengewinde identisch und im verbundenen Zustand nicht vom „Original“ unterscheidbar. RP-SMA kommt allerdings nicht an LTE-Anlagen vor, sondern eher beim Einsatz von WLAN-Antennen. Aufgrund der Ähnlichkeit sollte man diese Variante jedoch kennen und unterscheiden können.
SMA Adapter: Zunächst einmal gibt für nahezu alle Variationen Adapter, so auch bei SMA. Zum Beispiel SMA-Buchse -> N-Stecker oder SMA-Stecker/Buchse -> BNC-Buchse/Stecker; SMA-Stecker -> FME-Stecker und so weiter. Diesbezüglich hält der Fachhandel nahezu alle denkbaren Varianten vor.
2.2 CRC-9
Beim Typ CRC-9 handelt es sich um eine Koaxial-Steckerform, die speziell auf die Bedürfnisse von kleinen, mobilen Endgeräten entwickelt wurde. Der Durchmesser der CRC-9 Buchse beträgt gerade einmal 2,1 mm und wird damit den platzsparenden Eigenschaften tragbarer Endgeräte gerecht. In diesem Segment wären SMA-Buchsen schon rein technisch kaum möglich. Die frühere Dominanz von CRC-9 scheint allerdings langsam, zugunsten der etwas robuster wirkenden TS-9 Stecker abzuflachen. Besonders Huawei setzt präferiert auf diese Variante, aber keinesfalls ausschließlich! Ein bekanntes Beispiel ist der Speedstick 5 von der Telekom.
Wer für sein mobiles Endgerät den Empfang mit einer Antenne samt CRC-9 Steckern verbessern möchte, findet am Markt leider nur vergleichsweise wenig Auswahl. Meist handelt es sich um kleine Magnetfuß-, Klemm- oder Stabantennen (Rundstrahler), die zudem oft wenig Wirkung erzielen. Weit besser geeignet, wenn natürlich auch größer, sind kleine Richtantennen. Mehr dazu hier. Allerdings verfügen diese im Regelfall über andere Stecker, wie SMA. Daher benötigt man einen Adapter in Form von Steckern oder Pigtails. Bei letzterem handelt es sich um kurze Adapter-Kabelverbindungen. Gängige Adapter für viele Huawei-Geräte wären also Pigtails mit CRC9-Stecker auf SMA.
2.3 TS-9
Die sogenannten TS-9 Steckverbindungen ähneln dem Typ CRC-9 erheblich, so dass beide auf den ersten Blick kaum unterscheidbar sind. Die Buchse weist mit 2,5 mm Durchmesser einen etwas höheren Querschnitt auf. Entwickelt wurde TS-9 von der japanischen Firma „SMK“. Der Frequenzbereich liegt bei bis zu 3 GHz. Wie auch CRC-9, kommt TS-9 vor allem bei mobilen Routern und Sticks zum Einsatz. Der überwiegende Teil aller 4G-Surfsticks und tragbaren LTE-Modems verfügt heute über TS-9 Anschlüsse. So beispielsweise der R226 Mini-Hotspot von Vodafone, der Nighthawk M1 und der Huawei E5786. Selbstverständlich lassen sich auch hier über geeignete Pigtail-Kabel oder Adapter andere Antennen (z.B. SMA) anschließen.
2.4 BNC
Ebenfalls recht verbreitet im Bereich LTE-Antennentechnik sind sogenannte BNC-Steckverbindungen. Etwas umstritten ist die Namensgebung. Das „B“ in der Abkürzung steht aller Wahrscheinlichkeit nach für „Bayonet“ und das „C“ für „Connector“. Beim „N“ gibt es diverse Auslegungen, wie „Navy“, „Naval“ oder „Norm“, wobei wir letzteres bevorzugen. Gängig ist aber ohnehin nur die Verwendung der Kurzform „BNC“. Die Koaxial-Steckverbinder kommen nicht nur im Mobilfunkbereich zum Einsatz, sondern sind auch in der Videotechnik oder im Labor (Messtechnik). Wie üblich, beträgt die Impedanz für Antennenanlagen 50 Ohm. Die Stecker sind ausgelegt bis Frequenzen von 1 GHz.
BNC-Stecker (m) und BNC-Buchsen (w) lassen sich optisch leicht auseinanderhalten, wie das folgende Bild zeigt. Die Vorteile von BNC liegen maßgeblich in der äußerst robusten Bauweise. Zudem kommen BNC-Stecker ohne Schraubgewinde aus. Vielmehr erfolgt die Verbindung mit einer halben Drehung durch einen sogenannten Renkverschluss, wo eine Art Nut mit leisem Klick einrastet.
Die Novero-Dabendorf Antennen (nur noch gebraucht erhältlich) verfügen beispielsweise auf der Rückseite über 2 BNC-Buchsen. Jene werden mit 2 Kabeln samt BNC-Steckern auf der einen und SMA-Steckern auf der anderen Seite an eine LTE-Fritzbox angeschlossen. Es gibt allerdings auch einen Nachteil: So sind BNC-Verbindungen leider nicht wasserdicht und sollten daher, wenn möglich, zusätzlich geschützt werden. Hochwertige Varianten haben am Gegenstück vergoldete Enden, sind aber leider auch oft ziemlich teuer.
BNC-Adapter: Auch hier bietet der Fachhandel wieder alle erdenklichen Variationen. Wie z.B. SMA-Buchse->BNC-Buchse; SMA-Stecker->BNC-Buchse oder FMA-Buchse->BNC-Buchse und so weiter. Hochwertige Produkte mit Vergoldung können hier übrigens gut und gerne die 20 € Marke übersteigen …
2.5 FME
Der Vollständigkeit halber sei noch der FME-Steckertyp (auch Nippelstecker) erwähnt. Dieser wird vorrangig im KFZ-Bereich für externe Mobilfunkantennen verbaut. Allerdings setzt auch ein bekannter Antennenhersteller (Wittenberg) noch diese Art ein, so dass zumindest die Kenntnis von entsprechenden Adaptern wichtig sein kann. Zumindest für den Fall, dass man plant, so eine Antenne zu kaufen. FME ist bis zu 2 GHz ausgelegt. Durch die spezielle Bauweise vergrößern FME-Steckverbindungen kaum den Querschnitt und eignen sich daher gut für Kabeldurchführungen. Besonderheit hier: Die FME-Buchse (w) verfügt über ein Außengewinde und einem Steckkelch, wenn man so will. Der männliche Stecker wiederum besteht nur aus einem starren Außenteil, einem Innengewinde samt Innenleiter. Das folgende Bild zeigt beide Varianten und deren Unterschiede.
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2.6 N-Typ
Dieser Typ wurde, wie auch schon BNC, vom US-Amerikaner Paul Neill in den „Bell Labs“ entwickelt. Beide ähneln sich wohl daher rein optisch im Ansatz etwas. Koaxiale N-Steckverbindungen kommen vorrangig im Bereich professioneller Funk- bzw. Hochfrequenztechnik zur Anwendung. Wie auch BNC, sind sie mechanisch sehr robust und einfach in der Handhabung. Der Einsatzbereich reicht bis zu 11 GHz – wie üblich sind 50 Ohm Wechselstromwiderstand (Impedanz) ausschlaggebend. Im Gegensatz zu BNC, sind N-Stecker aber weitestgehend wasserdicht und somit auch sehr witterungsbeständig und für den Außeneinsatz prinzipiell besser geeignet. Das folgende Bild zeigt jeweils ein N-Typ (m) und N-Typ (w). Darunter in Großansicht noch einmal der Stecker.
N-Typ Adapter: Der Markt bietet eine Vielzahl von Adaptionsmöglichkeiten. Im LTE-Bereich typisch sind N-Buchse/Stecker ->SMA-Stecker/Buchse.
2.7 Zubehör & Werkzeug
Rund ums Thema Kabel & Stecker gibt es noch einige mitunter nützliche Tools, die wir kurz erwähnen wollen. Wer die Stecker selbst an seine Antennenkabel crimpen möchte, so der Fachbegriff, benötigt eine spezielle „Crimpzange“. Diese gibt es im Fachhandel für ca. 20 Euro. Das Werkzeug bietet für gängige Kabelarten die Grundlage für sachgemäße Verbindung mit den Stecker-Enden. Außerdem empfiehlt sich dann noch ein Abisolierwerkzeug (~20 €), auch wenn dies natürlich durch geübten Schnitt mit einem Messer geht. Recht nützlich sind mitunter auch sogenannte Winkel-Stecker, um bei Richtungsänderungen nicht das Kabel zu stark knicken zu müssen, was zu einem Kabelbruch führen könnte (Stichwort Biegeradius).
3. Zu welchen Einsatzarten sind die jeweiligen Typen in der Praxis gängig?
Nachdem wir nun die wichtigsten Stecker-Varianten vorgestellte haben, stellt sich für viele Leser sicher die Frage, wo man welche Steckerart üblicher Weise vorfindet? Eine klobige BNC-Buchse passt schon rein von den Dimensionen nicht zu einem mobilen Router im Westentaschenformat.
Beim stationären Einsatz als DSL-Alternative zuhause, dominiert SMA für die Verbindung vom Antennenkabel an den Router. Der Hersteller Wittenberg setzt dagegen noch immer auf FME – dieses Format wird mittlerweile sogar nur noch seitens Wittenberg eingesetzt, verliert also zunehmend an Bedeutung. Allerdings sind beim Kauf einer Wittenberg-Antenne in der Regel bereits entsprechende Adapter von FME-Buchse auf SMA-Stecker enthalten. Die N-Stecker finden vor allem bei Antennen von "WiMo" Verbreitung.
CRC-9 und TS-9 kommen aufgrund der platzsparenden Bauweise primär in mobilen Endgeräten vor, also LTE-Sticks und mobilen Mini-Routern. Leider sind sie rein optisch nur schwer auseinander zu halten. Diesen Umstand haben wir hier kurz dokumentiert und zeigen, wie man beide einfach voneinander abgrenzen kann.
Einzelne Antennenhersteller verwenden auch für den Anschluss des Antennenkabels an der Antenne selbst eine Steckverbindung. Dies hat den Vorteil, dass man das Kabel individuell austauschen und optimal an seine Bedürfnisse anpassen kann. So benötigt man für eine Novero-Dabendorf zum Anschließen auf der Antennenseite BNC-Stecker.
Fazit: Beim Kauf sollte man also genau darauf achten, welche Anschlussart das Endgerät besitzt.
4. fertige Kabel mit Steckern - Kosten & Bezugsquellen
Hochwertige, fertig konfektionierte und mit Steckern versehene (gekrimpte) Antennenkabel, sind leider weit teurer als nur die Einzelteile aufaddiert. Das liegt daran, dass hier verständlicher Weise Handarbeit vom Experten gefragt ist. Viele neigen aus diesem Grund dazu, selbst „Heimwerker“ zu spielen. Dies kann jedoch schon bei kleinen Fehlern oder Unachtsamkeit die komplette LTE-Antennenanlage wertlos, im Sinne eines vollständig kompensierten Empfangsgewinns, machen. Daher sollten LTE-Kabel samt passendem Stecker, wenn möglich, fix und fertig vom Fachmann liefern lassen. Welche empfehlenswerte Händler und Shops es für Deutschland, Österreich und die Schweiz gibt, haben wir hier in unserem Antennen-Spezial aufgelistet.
5. Impedanz & Dämpfung
Wer sich näher mit dem Thema Kabel & Koaxialverbindungen beschäftigt, wird unweigerlich auf einige technische Begriffe, wie der der „Impedanz“ (Wechselstromwiderstand) und der „Dämpfung“ treffen. Im Detail muss sich prinzipiell kein LTE-Kunde mit den Grundlagen der Elektrotechnik beschäftigen. Wichtig ist jedoch die Kenntnis, dass man keine Stecker und Kabel mit unterschiedlicher Impedanz „mischen“ darf. Oder anders ausgedrückt: Auf der gesamten Wegstrecke von der Antennenbuchse zum Router, sollte sich die Impedanz niemals ändern, da sonst sogenannte Reflexionen die Übertragung stören würden.
Während beispielsweise Koaxialkabel & Stecker fürs Satellitenfernsehen eine Impedanz von 75 Ohm (Ω) aufweisen, sind im Mobilfunk 50 Ohm gängig. Daher darf man auch nicht einfach noch vorhandene „alte“ Kabel der SAT-Anlage aus der Garage verwenden.
Fazit: Kabel & Stecker für LTE-Anlagen müssen immer eine Impedanz von 50 Ω aufweisen.
Bei der sogenannten „Dämpfung“ handelt es sich um eine weitere wichtige, physikalische Eigenschaft jeder Steckverbindung. Experten sprechen genauer gesagt von der „Einfügedämpfung“.
Darunter versteht man die Reduzierung der Signalstärke (Pegel) durch ein zusätzliches Bauteil, also z.B. einer Steckverbindung. Bedeutet in unserem Fall: Dass Ausgangssignal ist nach Passieren des Verbindungsbauteils (Stecker/Adapter) geringer als davor. Bestimmt man das Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangssignal, erhält man prozentual den Dämpfungsfaktor D.
Üblich im Mobilfunkbereich ist hingegen die Angabe des „Verlustes“ als Dämpfungsmaß in dB. Dabei wird das logarithmierte Verhältnis von Eingangs- zu Ausgangsgröße gebildet.
Die Einfügedämpfung bestimmt sich dann durch:
Mehr zum Thema können Interessierte übrigens auch hier nachlesen.
Als grobe Richtgröße gilt, dass man ca. 0.5 dB mit jedem Stecker oder Adapter verliert. Allerdings ist dies recht ungenau, zumal hochwertige Produkte nur ein Bruchteil von unserem Antennengewinn in der Gesamtanlage „vergeuden“. Zudem sollte, wie schon erwähnt, eine fachkundige Montage erfolgen. Wichtig für Sie ist daher die Erkenntnis, dass die Anzahl von Adaptern und Steckern ebenso mit Bedacht gewählt werden sollte, wie die Qualität eben jener. Billigteile aus China können im schlimmsten Fall viel vom teuer bezahlten Antennengewinn wieder kompensieren.
Merke: Jedes zusätzliche Kopplungsbauteil, egal ob Adapter, Verlängerung oder Stecker, im Signalweg zwischen Antenne und Endgerät hinzugefügt wird, verringert die nutzbare Signalstärke.
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