Telekom LTE
Telekom - Das Netz der Zukunft

 

 

 

LTE vodafone
vodafone - Real LTE

 

 

 

 

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LTE leicht verständlich - Technik für Einsteiger

 

 

Hier lest ihr, wie das LTE-Netz funktioniert, welche Geschwindigkeiten möglich sind, warum im Mittel diese aber viel niedriger sind als die beworbene "bis zu" - Geschwindigkeit, wie sich die Drosselung auf die Geschwindigkeiten auswirkt und warum Call&Surf via Funk kein Mobilfunk ist.  Die Themen im Einzelnen:

 

  • Wie funktioniert LTE
  • Was bedeutet Datenvolumen
  • Wie schnell ist LTE
  • Die Netzüberlastungsmär
  • LTE bei unseren Nachbarn
  • Die Überbuchung
  • Datenratenrechner
  • Die Mobilfunkausrede
  • Die Volumenmessung
  • Was ist Breitband
  • Was bringt die Hybridtechnik
  • Das Zauberwort VoIP
  • Was man über Antennen wissen sollte

 

Wer eine eher wissenschaftliche Erklärung zum LTE möchte, kann die auch hier nachlesen, veröffentlicht auf LTEmobile.de:

 

 

             LTE_Einfuehrung_V1.pdf 

 

 

 

Wie funktioniert denn nun das LTE mit der Drossel?
 

Stellt euch vor, so ein Funkmast funktioniert wie der Wasseranschluss im Dorf. Vom Versorger kommt eine dicke Wasserleitung NW500 (500mm Nennweite). Das nennt man Backhaul und beschreibt die Anbindung der Netzknoten an das  Kernnetz (Backbone) und wird über eine Glasfaserleitung oder eine Richtfunkstrecke realisiert, die Übertragungsraten von 150 Mbps (Megabit pro Sekunde) bis etwa 2,5 Gbps (Gigabit pro Sekunde) zulässt. In unserem Beispiel bedeutet NW500 also 500 Mbps. Jetzt teilt sich die Leitung in 3 dünnere mit NW200, um die 3 Ortsteile zu versorgen. Das sind die Basisstationen eNodeB für die 3 120°-Sektoren-Antennen.  Nun zweigen von jeder dieser Leitung 50 kleinere Rohre mit NW100 ab, die in die Häuser führen. Das sind die LTE-Funkverbindungen für 50 Router mit maximal 100 Mbps. Je nach Tarif kann die Leitung auch dünner ausfallen. Wichtig zu erwähnen, dass an jedem Abzweigventil auch eine Wasseruhr angeschraubt ist (denn das ist eine weitere Eigenschaft des Internet: das Volumen wird nicht im Haus - wie beim echten Wasser - sondern im Kernnetz gemessen - aber das ist eine andere Geschichte). Würden nun am Monatsersten sofort alle voll aufdrehen, weil alle das IOS7 runterladen müssen, würde der Druck auf 200:50 = 4% sinken, das heißt bei jedem kämen nur 4 Mbps an. Aber das ist wohl eine seltene Ausnahme. Am Monatsanfang drehen normalerweise alle ihre eigenen Hähne mehr oder weniger weit auf, und jeder zu einer anderen Zeit (das ist die Nutzungsstatistik, die besagt dass nur etwa 10 - 15% der Nutzer gleichzeitig volle Geschwindigkeit brauchen), und es ist genügend Druck für alle da, (im mittel etwa 20 Mbps), er schwankt ein wenig und vielleicht sinkt er abends mal auf die Hälfte oder weniger wenn alle duschen. Ach ja, die Rohre sind ziemlich dünn, manchmal können ein oder mehrere kleine Lecks drin sein.  Das symbolisiert die Hindernisse, die von den Funkwellen überwunden werden müssen.  Und wer am weitesten von der Zentralleitung weg wohnt, der hat logischerweise mehr solcher kleiner Lecks wie die an der Hauptstraße. Deshalb kommt am Ende von jedem Rohr auch nicht mehr ganz der Druck an wie er am Abzweig bereitsteht, und es wird auch etwas mehr gemessen als im Haus ankommt.
Jeden Tag kommt nämlich der Mann von pass.telekom und liest die Uhren ab. 10 Tage lang geht alles gut. Warum? Wegen der Statistik. Doch der Mann von pass.telekom ist böse, und schon bald sieht er eine Uhr dreimal so viel anzeigen wie die anderen. Das lass ich mir nicht bieten, denkt er und dreht den Hahn zu, bis es nur noch tröpfelt, und verplombt ihn. Nein, er ist natürlich nicht böse, er macht nur was der Boss ihm gesagt hat. Bei den anderen geht alles wie gewohnt, sie merken eigentlich nichts davon, wegen der Statistik. Nach ein paar Tagen wird noch ein Hahn zugedreht, und vielleicht noch ein dritter und vierter, kurz vor Monatsende sind 40 Hähne zugedreht. Würden jetzt die anderen alle ihren Hahn voll aufdrehen würde nun der Druck nicht mehr auf 4%, sondern nur noch auf 20% sinken. Das heißt wie schon vorher im Mittel kämmen jetzt immer noch 20 Mbps an. Toll! Aber die tun das nicht mal, die merken das gar nicht. Warum? Weil sie nicht plötzlich ihr Nutzungsverhalten ändern, sondern statistisch so weitermachen wie am Monatsanfang. Aber die bösen, die jetzt eine Plombe haben, müssen für das Entplomben noch mal kräftig zahlen, oder sie verzichten aufs Duschen, weil es nur noch aus dem Hahn tröpfelt.
So sieht das mit der Drossel aus. Und in Österreich haben sie den Mann, der jeden Tag die Uhren abliest, eingespart. Und ihre Anschlüsse dafür ein bisschen billiger gemacht. Clever.
Ich hoffe, dass jeder nun versteht wie das funktioniert, wenigstens in groben Zügen.

 

 

Was bedeutet Datenvolumen? Warum ist das wichtig?

Einen Volumenrechner der Telekom  findet man hier 

Der sagt uns, was man alles mit seinem Volumen machen kann. Leider sind 10 oder 30 GB wie für LTE limitiert nicht dabei (wohl um niemanden zu erschrecken), das kann man daher nur abschätzen.

 

Nehmen wir mal folgendes Szenario an:

3-Personen-Haushalt mit 1 PC,  2 Laptop, 3 Smartphones, 1 Ipod

 

  • jeder bekommt 10 emails/Tag, das sind etwa 1000 pro Monat = 250 MB
  • jeder klickt etwa 20 Seiten /Tag, das sind etwa 2000 pro Monat = 2 GB
  • jeder lädt pro Monat 12 Fotos hoch, das sind etwa 100 pro Monat = 250 MB
  • jeder lädt pro Tag etwa 5 Musikstücke, das sind etwa 500 pro Monat = 3,75 GB
  • jeder lädt 1 Film pro Monat, das sind 3 Filme im Monat = 16,5 GB
  • jeder hört 30 Minuten Internetradio pro Tag, das sind etwa 50 h/Monat = 4,2 GB
  • jeder schaut 15 Minuten Video pro Tag, das sind 25 h/Monat = 16,5 GB
  • jeder spielt 30 Minuten pro Tag, das sind etwa 50 h/Monat = 1,75 GB
  • jeder lädt pro Monat 10 Dateien herunter, das sind etwa 30 pro Monat = 15 GB

 

Das sind durchschnittlich 60 GB pro Anschluss und Monat.  

Ganz zufällig passt das zur Statistik, wonach pro Nutzer etwa 20 GB pro Monat verbraucht werden. Noch ein bisschen WLAN fürs Handy und Ipod, und die 75 GB DSL sind für den Durchschnittsanschluss passend.  

Doch was, wenn schon bei 30 GB die Drossel kommt? Dann ist der Filmdownload und Internetradio passe! Spielen und und Video streamen werden als Luxus reduziert. Dann sieht das für den LTE-Anschluss so aus:

 

  • jeder bekommt 10 emails/Tag, das sind etwa 1000 pro Monat = 250 MB
  • jeder klickt etwa 20 Seiten /Tag, das sind etwa 2000 pro Monat = 2 GB
  • jeder lädt pro Monat 12 Fotos hoch, das sind etwa 100 pro Monat = 250 MB
  • jeder lädt pro Tag etwa 3 Musikstücke, das sind etwa 300 pro Monat = 2,25 GB
  • keiner lädt einen Film = 0 GB
  • keiner hört Internetradio = 0 GB
  • jeder schaut 10 Minuten Video pro Tag, das sind 15 h/Monat = 9,9 GB
  • jeder spielt 15 Minuten pro Tag, das sind etwa 25 h/Monat = 0,88 GB
  • jeder lädt pro Monat 10 Dateien herunter, das sind etwa 30 pro Monat = 15 GB

Das letzte Dateidownload ist hierbei schon in der Drossel und wird mehrere Stunden dauern! 

 

Bei der Deutschen Telekom heißt das "Netz der Zukunft"      
https://netz-der-zukunft.telekom.com

 

 

Wie schnell ist LTE ?

 

Hier könnt ihr ein paar Grundzüge zur LTE Technik nachlesen.

Aktuell werden für LTE drei Frequenzbänder benutzt, die 2010 versteigert wurden:  

800 MHz, 1800 MHz, 2600 MHz.

Für den Ausbau auf dem Land ist nur 800 MHz interessant, da für höhere Frequenzen die Reichweiten immer kürzer werden. Mit der Verwendung von gerichteten Sektorantennen (3 x 120°) lassen sich Reichweiten bis 20 km pro Zelle erzielen. Deshalb beschränken wir uns auf diese Frequenz. Obwohl LTE flexible Kanalbandbreiten von 1,2 bis 20 MHz zulässt, wurden für LTE800 nur 10MHz-Kanäle versteigert. Je höher die Bandbreite, desto höhere Geschwindigkeiten lassen sich erzielen.  

Als Modulationsträger dient eine 15 kHz - Welle. In einem 10Mhz-Kanal finden 666 solche Unterträger (Subcarrier) Platz, von denen 600 genutzt werden, um einen Störabstand zum nächsten Kanal zu haben. Nun kommen ein paar Rechnungen, die zeigen sollen welche Bitraten möglich sind.

Die sogenannte Signalzeit ergibt sich aus der Trägerfrequenz: 1/15kHz = 66,7 µs

Umgekehrt ergibt sich daraus, dass pro Sekunde 15000 Signale pro Unterträger übertragen werden können.  

Da nun 600 Unterträger da sind, können also insgesamt 600 x 15000 = 9000000 Signale übertragen werden, das wären 9 Mbps, wenn jedes Signal ein Bit wäre. Doch dem ist nicht so. Auf ein Signal können mehrere Bits aufmoduliert werden. Die den aktuellen Standards zugrunde liegenden Verfahren sind:

QPSK oder 4QAM ( = 2 bit/Signal), 16QAM ( = 4 bit/Signal) und 64QAM ( = 6 bit/Signal) 

Demzufolge können mit QPSK 2 x 9 = 18 Mbps, mit 16QAM 4 x 9 = 36 Mbps und mit 64QAM 6 x 9 = 54 Mbps übertragen werden. Aber das ist noch nicht alles! Denn LTE benutzt zur Übertragung die sogenannte MIMO - Technik (multiple input / multiple output). Zurzeit beschränkt sich das Verfahren auf 2x2 MIMO, dabei werden 2 Datenströme parallel übertragen, die Bitrate wird dadurch also noch einmal verdoppelt (in Zukunft bei LTE Advanced wird es auch 4x4 geben).  

Somit sind je nach Modulationsverfahren bei LTE800 also Downlinkraten von 36 bis 108 Mbps möglich.  

Warum werden dann bei LTE800 praktisch keine 100 Mbps erreicht? Dafür gibt es 3 Gründe:  

Je komplexer die Modulation, desto störanfälliger wird sie. Dabei spielt vor allem der Abstand vom Funkmast eine Rolle. Während im engeren Umkreis um den Mast 64QAM funktioniert, ist es am Rand der Zelle nur noch QPSK. Deshalb nimmt die Geschwindigkeit bei größerer Entfernung ab. 

Auch die Antenneneigenschaften können durch Störungen beeinflusst werden, so dass trotz MIMO eine Verdoppelung nicht ganz erreicht wird.

Ein wichtiger Grund sind aber die Endgeräte, z.B. unser Router. Die Geräteeigenschaften werden durch Kategorien beschrieben. Der Speedport II und die Fritzbox LTE sind Geräte der Cat3. Diese unterstützen zwar Geschwindigkeiten bis 100Mbps, aber nur bei 20MHz Kanalbreite. Da im 800MHz-Band nur mit 10 MHz gearbeitet wird, begrenzt der Router die Geschwindigkeit auf 50 MHz. Volle Geschwindigkeit ist nur in den 1800 bzw. 2600MHz Bändern möglich. Cat4 Geräte erreichen 75 Mbps, für zukünftige Cat5 Geräte werden 150Mbps möglich sein, immer bezogen auf 10MHz Kanalbreite.  

Von den LTE800 - Masten werden praktisch zur Zeit meist 50 bis 75 Mbps angeboten.   

Da bei LTE1800/2600 Kanalbreiten von 20 MHz verwendet werden, ist dort die Maximalgeschwindigkeit doppelt so groß. 

   

Und was kommt davon bei uns an? 

Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten. Da die Übertragung auf dem Prinzip des shared Medium beruht, müssen sich alle Nutzer einer Sektorantenne in die Bandbreite teilen. Wenn also 10 Nutzer gleichzeitig ein Download starten, kommen bei jedem nur 5 Mbps an. Doch es sind vielleicht 200 Nutzer an einem Mast, und dazu kommen noch die Mobilfunk-Nutzer, die sich gerade im Empfangsgebiet befinden. Dennoch kommen oft Geschwindigkeiten zwischen 15 und 25 Mbps  bei uns an, nur in Stoßzeiten, etwa am späten Nachmittag, wird es weniger. Warum das so ist erfahrt ihr im nächsten Abschnitt.

 

 

Die Mär von der Überlastung des Netzes 

 

Immer wieder wird behauptet, die Drossel sei notwendig, um das Netz vor Überlastung zu schützen. Wir versuchen nun einmal, dieser Aussage auf den Grund zu gehen. Laut BNetzA gab es Ende 2013 etwa 17800 LTE-Basisstationen. Daraus kann man grob die verfügbare LTE-Kapazität abschätzen. Unter der Annahme, jeder Mast hätte 3 Sektoren und würde mit 50 Mbit/s senden, ergäbe sich eine Kapazität von 17800*3*50 = 2.670.000 Mbit/s. Da bei seriellen Datenströmen ein Byte wegen zusätzlicher Steuerbits 11 Bit lang ist, sind das etwa 243 GByte/s. Im Jahr macht das rund 243*60*60*24*365 = 7.660.000.000 GByte. Praktisch dürfte das noch viel mehr sein. Da es inzwischen auch viele Masten mit 75 und 100 oder 150  Mbit/s gibt, kann man eher mitetwa 10 Milliarden GByte rechnen, selbst wenn man berücksichtigt, dass manche Masten im grenznahen Bereich wegen der Gesetze nur 1 oder 2 Sektoren haben (wir sind zwar ein Europa, aber LTE muss bitte sehr an der Grenze Halt machen!).  
Andererseits wurden 2013 laut BNetzA im gesamten Mobilfunknetz etwa 267Millionen GByte an Datenvolumen übertragen. Diese Zahl bezieht sich auf 3G (UMTS) und 4G (LTE) zusammen, Einzelzahlen liegen nicht vor. Unter der konservativen Annahme, dass alle Daten über LTE geflossen seien, ergibt sich eine Auslastungdes LTE-Netzes von höchstens 267/7.660*100% = 3,5%. Unter der Annahme, dass 1/3 des Datentransfers noch  über 3G realisiertwurden, kann man eher eine Auslastung von etwa 2% annehmen, und zwar für LTE-zu-Hauseund Mobilfunk zusammen.

Eine Aussage, wie das Netz tatsächlich durch dieLTE-zu-Hause – Nutzer belastet wird, ist nicht konkret möglich, da es darüber keinerlei Erhebungen der BNetzA gibt. Trotzdem kann man unter ein paar Annahmen eine Abschätzung vornehmen. Glaubt man einigen versteckten Aussagen der beiden Anbieter, so hatte die Telekom etwa 250 und Vodafone 500-600 Tausend Kunden, wir können insgesamt also von etwa 800.000 LTE-zu-Hause – Kunden ausgehen. Wenn diese das Volumen von 267 Millionen GB nun alleine verbraucht hätten, ergäbe sich ein durchschnittlicher Monatsverbrauch von rund 267.000.000/800.000/12 = 28 GByte.
Auch wenn über Smartphones, Tablets und Surfsticks vermutlich deutlich weniger Volumen je Kunde verbraucht wird, ist deren Anzahl deutlich höher als die der LTE-zu-Hause Kunden: laut BNetzA gab es 2013 etwa 37 Millionen SIM Karten fürLTE- und UMTS-fähige Geräte, d.h. die 267 Millionen GByte teilen sich auf weniger als 1 Million LTE-zu-Hause- und 36 Millionen Mobilfunknutzer auf. Eine der Realität vielleicht einigermaßen nahe kommende Verteilung könnte so aussehen:
durchschnittlicher Volumenverbrauch pro LTE-zu-Hause – Anschluss: 17,5 GByte
durchschnittlicher Volumenverbrauch pro Mobilfunk – Anschluss: 225 Mbyte
Dies ergäbe
17,5*12*800.000 + 0,225*12*36.200.000 = 168.000.000 + 98.000.000 = 266.000.000 GByte.
In dieser hypothetischen Verteilung verbrauchen also sehr wenige LTE-zu-Hause –Kunden mehr Volumen wie die Masse der Mobilfunkkunden. Laut Telekom erzeugen die LTE-zu-Hause – Kunden nur ein Drittel des Volumenaufkommens, wonach deren durchschnittlicher Volumenbedarf eher niedriger liegen dürfte. Nun kann man gerne hier oder da ein paar GByte hin oder her rechnen, letztlich bleibt dieTatsache,  dass von den LTE-Zu-Hause - Nutzern kaum 2% der verfügbaren Kapazität genutzt werden, eher weniger.
Von einer Überlastung des Netzes kann also keine Rede sein!

 

Natürlich ist das erst mal eine grobe Abschätzung, die noch nicht die tatsächliche Volumenverteilung berücksichtigt, die ja nicht gleichmäßig erfolgt. Eine Verteilungskurve des Bandbreitenbedarfs würde vermutlich im der Zeit von etwa 1 bis 7 Uhr einen gegen Null gehenden Bedarf, von 7 bis 16 Uhr  einen ansteigenden, aber eher unterdurchschnittlichen Bedarf, von 22 bis 1 Uhr einen abfallenden, eher unterdurchschnittlichen und von 16 bis 22 Uhr einen überdurchschnittlichen Bedarf (mit einem Maximum bei 20 bis 21 Uhr) zeigen. Machen wir hier eine neue konservative Betrachtung, indem wir annehmen, dass sich der gesamte Verbrauch auf 6 Stunden täglich konzentriert und die Masten ansonsten im Leerlauf dümpeln. Dann reduziert sich die Gesamtkapazität auf wenigstens  

243*60*60*6*365 =1.910.000.000 GByte. Führt man die Rechnungen wie oben weiter durch, kommt man zu dem Ergebnis, dass dann das Netz trotzdem erst zu höchsten 14% ausgelastet ist. Will man das ganze weitertreiben, kann man letztlich berechnen, dass das Netz im Stand Ende 2013 erst dann ausgelastet wäre, wenn sich der gesamte Volumenbedarf auf ca. 50 Minuten pro Tag konzentrieren würde, und das ist, wie mehrfach erläutert, eher der Worst Case als die Realität.

Auch eine andere Betrachtung soll nicht fehlen. Bei angenommen 800 Tausend LTE-zu-Hause - Kunden kämen im Durchschnitt auf jeden der 17800 Masten nur 45 Nutzer. Wir wissen aber, dass es teilweise bis zu 200 sind. Das liegt natürlich zum einen daran, dass die statistische Verteilung der Nutzer nicht homogen ist, zum anderen sind in der Mastanzahl auch welche enthalten, die keine LTE-zu-Hause – Kunden beliefern, z.B. von O2, die ja keine entsprechenden Tarife anbieten. Also versuchen wir auch hier eine Worst Case – Betrachtung.  Wären an jedem Mast 200 Nutzer, dann würden sich die 800000 LTE-zu-Hause – Kunden auf nur 4000 Masten verteilen, das sind 22,5% der verfügbaren Kapazität. Die restlichen 13800 Masten ständen allein dem Mobilfunk zur Verfügung. Man sieht schon, dass dies wohl nicht der Realität entspricht, deshalb ist auch diese Betrachtung grenzwertig, in Wahrheit sind die Verhältnisse weitaus günstiger! Ich will hier nicht alle Rechnungen im Einzelnen wiederholen. Aber wer nachrechnen möchte, wird zu dem Ergebnis kommen, dass im konstruierten Worst Case Fall, bei dem sich alle LTE-Zu-Hause – Nutzer nur 4000 Masten teilen und alles Volumen innerhalb von 6 Stunden verbrauchen, die Kapazitätsauslastung 63% erreichen wird.

Letztlich führen alle Berechnungen zum Ergebnis, dass man eine Netzüberlastung beim besten Willen nicht herbeireden kann, auch wenn die verwendeten Modelle sehr einfach gehalten sind. Die Reserven sind groß genug, dass auch Tarife mit 100 oder mehr GByte Inklusivvolumen problemlos zu realisieren wären. Wir müssen ja davon ausgehen, dass die Mastanzahl noch solange steigen wird, bis eine flächendeckende Versorgung mit LTE gegeben ist. Dies ist im Interesse der Anbieter, nicht wegen der LTE-zu-Hause Nutzer, sondernwegen des Geschäfts mit Mobilfunk. Es wird immer wieder gern behauptet, dass sich einzelne LTE-Masten wegen ein paar LTE-zu-Hause Nutzer für die Anbieter nicht lohnen. Dem stimmen wir zu. Aber bisher nutzt nur etwa ein Drittel aller SIM-Karten mobile Datentarife. Mobiles LTE ist daher ein Wachstumsmarkt, der nur erreicht werden kann, wenn die Investitionen in die LTE-Infrastruktur weitergehen. Es ist daher falsch, die Kosten für LTE- Masten auf die festnetzdominierte Breitbandinfrastruktur umlegen zu wollen. Vordergründig müssen die Investitionen aus dem boomenden Mobilfunktopf getragen werden.
Statt auf das ad-absurdum geführte Konzept der Drossel zu setzen, ist einzig die Limitierung der Nutzerzahl pro Mast geeignet, die Netzqualität zu garantieren. Punktuelle Kapazitätsengpässe, die wir nicht in Abrede stellen wollen, können nur durch Kapazitätserweiterung behoben werden. Dies ist möglich, indem z.B. die Sektorenzahl erhöht wird, oder zusätzliche Masten in Betrieb genommen werden. Natürlich sind dem Grenzen gesetzt, da auch Mindestabstände notwendig sind, da andernfalls die Reichweite verringert oder mit Störungen gerechnet werden muss.
Aber da ja LTE-zu-Hause vorrangig dort zur Anwendung kommen soll, wo die Bevölkerungsdichte so gering ist, dass ein leitungsgebundener Anschluss nicht wirtschaftlich ist, sollte gerade da dieses Problem eher nicht auftreten, anders als in Ballungsgebieten.

Unser Fazit: Die Gefahr einer Netzüberlastung bei Wegfall der Drossel bzw. einer – wie von uns geforderten – angemessenen Volumenerhöhung ist herbeigeredet und kann nicht wirklich begründet werden. Gegenteilige Berechnungen werden wir gern analysieren.  

 

Wir wollen nicht in Abrede stellen, dass ein shared medium gewisse Gefahren mit sich bringt. Wer seinen Anschluss für Server-Anwendungen wie Filesharing oder Livewebcast nutzt - oder soll man sagen missbraucht - kann natürlich eine Gefahr für eine Netzüberlastung darstellen. Eine Fair use policy, die solche Nutzung untersagt, kann da Abhilfe schaffen, ist natürlich mit Aufwand für die Anbieter verbunden: sie müssen die schwarzen Schafe aufspüren. Aber schon bei Volumengrenzen von 300 GB erledigen sich solche Möglichkeiten von selbst, denn die können schnell nach schon einem Tag erreicht sein. 

 

 

LTE wo anders - wie halten es unsere Nachbarn?

 

In der Schweiz, Finnland, Schweden, Dänemark und Spanien ist die Breitbandversorgung gesetzlich vorgeschrieben, ein Schritt, vor dem sich unsere Regierung wohl auch in den nächsten Jahren drücken wird.  Deshalb spielt LTE als Festnetzersatz dort eine untergeordnete Rolle. Doch in einigen Ländern werden auch Tarife für LTE-zu-Hause angeboten.

 

Österreich:
Der Anbieter DREI bietet mit seinen
HUI flat
Tarifen LTE ohne Volumenbegrenzung.
Der teuerste Tarif für 45€ bietet 100 Mbps DL / 50 Mbps UL ohne Drossel, inklusive dem Empfang von 6 TV-Sendern.

 

 

 

 

 

Die Telekom-Tochter T-mobile Austria bietet hingegen mit My Homenet Volumentarife an.
Die Volumengrenzen betragen 40, 60 oder 100 GB für 18, 27 oder 45€. Der teuerste Tarif bietet 150 Mbps DL / 50 Mbps UL.

 

 

 

 

 

 

 

 

Dänemark:
Auch hier werden verschiedene Volumentarife angeboten, die Anbieterauswahl ist recht groß.
Telia z.B. bietet Tarife 4LIFE mit 100 oder 500 GB an, wobei im Hochpreisland Dänemark dafür nur 40 oder 53 Euro fällig sind, und für 49kr (etwa 6,66 €) kann man sein Volumen nach Verbrauch wiederherstellen.
 

 


Bei Oister gibt es 120 GB für etwa 27 Euro.
Auch DREI ist hier aktiv, die Tarife 3LIKEHOME gibt es mit 50 oder 200 GB für 33 oder 40€.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Italien:
Die Telecom Italia bietet einen TarifInternet 4G Plus mit 70 Mbps bei 200GB Inklusivvolumen für monatlich 5€ an.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

USA:
Die Telekom-Tochter T-Mobile bietet inzwischen einen Mobilfunk-Tarif mit unbegrenztem Datenvolumen an. Dafür sind 80$ (etwa65€) fällig. Allerdings gibt es dort auch schon erste Probleme, da durch Nutzung für Filesharing und Livewebcast einige Kunden das Netzt extrem belasten. Serveranwendungen sind zwar vertraglich ausgeschlossen, aber offensichtlich kümmert das kaum jemand, so dass der Anbieter jetzt gegen einzelne Kunden vorgeht. Auch wenn das Wasser auf die Mühlen derer ist, die die Netzapokalypseprophezeien, wenn die Drossel fällt, zeigt sich, dass bei Anwendung einer fair use policy auch Flatrates möglich sind.
Was aber kein Problem darstellt, sind offenbar Tarife mit Volumen jenseits der 100 GB.
 


Die hier aufgeführten Tarife sind eine Momentaufnahme vom September 2014. Änderungen sind jederzeit möglich.
 

 

 

Die Überbuchung - oder warum das Netz nicht zusammenbricht

 

Warum funktioniert das Funknetz eigentlich, obwohl man immer wieder hört, dass in einem shared medium sich alle Nutzer in die Bandbreite teilen müssen? Wieso kann dann eine Zelle 200 Nutzer versorgen? warum bricht das Netz auch ohne Drossel am Monatsersten nicht zusammen? Das Zauberwort heißt Überbuchung und besagt, dass statistisch nie alle Nutzer das Netz gleichzeitig belasten. Um den Faktor, der sich ergibt aus dem Verhältnis aller Nutzer zu der Nutzerzahl, die jeweils gleichzeitig das Netz belasten, kann die Zelle nun überbucht werden. Ein wichtiger Einflussfaktor ist also die  Statistik, die der Zellenauslastung zugrunde liegt. Du musst Dir das so vorstellen: eine Zelle hat etwa 150 – 300 Nutzer. Die sind auf 3 Sektoren aufgeteilt, leider abhängig von der Bebauung nicht unbedingt gleichmäßig. Nehmen wir mal der Einfachheit halber 50 Nutzer im Sektor eines 75MHz-Mastes. Wenn die alle gleichzeitig ein Download starten würden, hätten alle nur noch 1,5 Mbps. Die Nutzungsstatistik, die man zugrunde legt, sagt aber aus, dass statistisch nur 10 - 15% der Nutzer gleichzeitig die volle Bandbreite beanspruchen, weshalb man von einer im Mittel 8 fachen Überbuchung ausgeht.  Angenommen, jeder der 50 will eine Datei von 500 MB downloaden, was bei 50 Mbps etwa 2 min dauern würde. Schon wenn die Nutzer den Download auf eine Zeitspanne von gut 16 Minuten verteilen, ergibt sich dieser statistische Wert. D.h. im statistischen Mittel teilen sich nur 6 Nutzer der 50 die Bandbreite, was bedeutet, dass im Durchschnitt trotz allem jeder der Nutzer 12,5 Mbps zur Verfügung hat. Das können auch mal 40 sein, oder mal nur 5. Doch du merkst es kaum, weil die meisten der Tätigkeiten, wie emails oder webseiten angucken, die ja im Vergleich zu Downloads deutlich mehr Zeit in Anspruch nehmen, nur mit Geschwindigkeiten von ein paar kbps im Netz erfolgen. Damit belegst du – um noch mal bei der Technik zu bleiben, von den 600 Unterträgern dann nur einen oder vielleicht 2, da das LTE-Kodierungsverfahren OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) zur Verbesserung der Effizienz die Unterträger bedarfsgerecht an die Nutzer aufteilt. Und da das statistisch für 44 Nutzer gilt, belegen die nur vielleicht 50 oder 100 Unterträger, die restlichen 500 haben dann die 6 Downloader.
All das passiert, ohne dass wir über eine Drossel reden. Solange die Überbuchung nicht überstrapaziert wird, haben alle eine annehmbare Geschwindigkeit.
Jetzt nehmen wir an 10 Nutzer sind gedrosselt. Dann steigt die mittlere Geschwindigkeit in der Zelle von 12,5 auf 15 Mbps (75:5, da bei 8facher Überbuchung nur noch 5 von 40 gleichzeitig im Netz sind). Da das in der Schwankungsbreite liegt wirst du das kaum registrieren. Die Unbekannte ist nun, wie viele Nutzer regelmäßig in die Drossel laufen.
Ich habe mal eine Zeitlang, da ich ja täglich mein Volumen kontrollieren musste, auch einen Speedtest gemacht. Dabei hat sich am Monatsende der mittlere Speed bei mir gerade mal um 8% gegenüber dem Monatsanfang verbessert, was der Theorie nach etwa 4 Leute in der Drossel bedeuten würde – aber natürlich auch einfach an der statistischen Streuung liegen könnte, dazu war das Experiment nicht aussagekräftig genug und zu ungenau.
Bleiben wir nun mal in der Drossel.
10 Leute mit 384 kbps könnten maximal 3,8 Mbps belegen, auch hier gilt aber die Statistik, so dass es eher nur 0,5Mbps sind. D.h. die merkt man quasi nicht. Viele werden auf Downloads ganz verzichten, weil die viel zu lange dauern. Manchmal liest man den Ratschlag, Downloads erst in der Drossel zu machen, da dauern sie zwar länger, belasten aber nicht das Highspeed – Volumen. Aber das geht nur für kleine Dateien, bei großen steigt die Gefahr von Downloadfehlern und Abbrüchen stark an.
10 Leute mit 2 Mbps würden nun statistisch etwa 2,5 Mbps wegnehmen. Damit würde für den Rest die Geschwindigkeit statt 15 dann 14,5 Mbps betragen (72,5:5), das merkt man ja quasi nicht. Auch wenn nun 30 Leute in der Drossel sind, brauchen die statisch nur 7,5 Mbps, und für die restlichen 20 steigt der Speed auf 27 Mbps (67,5:2,5).
Ja, viele mögen sagen das ist eine Milchmädchenrechnung. Nein ist es nicht! Die Milchmädchenrechnungen sind die, die davon ausgehen dass ständig alle saugen. Natürlich ist die Frage, wie gut das statistische Modell ist. Ein Risiko besteht darin, dass die ständig besseren Möglichkeit, die höheren Geschwindigkeiten das Nutzerverhalten beeinflussen. Steigt der Gleichzeitigkeitsfaktor auf 25%, würde das nur noch eine 4fache Überbuchung zulassen. Was dann? Jedem zweiten kündigen? Nein, dann muss in die Infrastruktur investiert werden, mehr Leistung bereitgesstellt werden, wie das mit LTE Advanced geplant ist. 

Aber auch hier gilt, dass eine zu starke Überbuchung nicht durch eine Drossel kompensiert werden kann, sondern bestenfalls durch Tarife, die eh nur geringere Geschwindigkeiten erlauben. Das wiederum bedeutet mehr Gleichzeitigkeit - ein Teufelkreis und eine schmale Gratwanderung.
Leider ist im Internet auch eine Spezies unterwegs, die man als Power-User oder Terabyte-Sauger bezeichnet. Diese können die Nutzungsstatistik einer Zelle negativ beeinflussen, was ein Argument für die Drossel ist. Aber dazu reichen auch Drosselvolumen von 100 GB oder mehr völlig aus. Noch besser wäre eine Fair Use Policy. 

 

 

Datenratenrechner

 

Hier kann ein Datenratenrechner heruntergeladen werden. Dieser berechnet die mittlere Geschwindigkeit in Abhängigkeit von Nutzerzahl, Maximalgeschwindigkeit des Mastes, und Überbuchung (Gleichzeitigkeitsfaktor). Außerdem kann die Anzahl der Nutzer in der Drossel variiert werden und der Einfluss auf die mittlere Geschwindigkeit berechnet werden.

Derzeit hat die Telekom etwa 210000 Call&Surf-via-Funk-Kunden an mehr als 900 Standorten, was einer durchschnittlichen Mastauslastung von maximal 233 stationären Nutzern entspricht. 

 

Zur Frage, welchen Unterschied es macht, wenn die Drossel 384 kbps oder 2 Mbps ist, erhält man folgende Ergebnisse (Annahme: Mast mit 75 Mbps, 201 Nutzer in 3 Sektoren) für die mittlere Geschwindigkeit:

Anteil gedrosselter Nutzer
bei Drossel mit 384 kbps
bei Drossel mit 2 Mbps
0%
7,5 Mbps
7,5 Mbps
25%
9,8 Mbps
9,3 Mbps
50%
14,5 Mbps
12,9 Mbps

Erst bei einem hohen Anteil von Nutzern in der Drossel würden sich signifikante Unterschiede ergeben. Durch den Kauf von SpeedOn ist dies jedoch nicht praxisrelevant, man kann davon ausgehen, dass wohl eher selten 50% oder mehr Nutzer in der Drossel sind. Das bedeutet, dass eine Erhöhung der Drosselgeschwindigkeit auf 2 Mbps praktisch keine Auswirkungen auf die Netzqualität hat.

 

Hier könnt ihr einen Datenratenrechner downloaden:

 

 

              Datenratenrechner
              Download LTE-Speed.xlsx 

              nur als Excel 2010 verfügbar 

 

 

 

 

Die Mobilfunk - Ausrede

 

Mit der Ausrede, LTE sei ja Mobilfunk, versuchen sich die Anbieter dem Zugriff der Regulierungsbehörde zu entziehen, und bis jetzt spielt diese mit. Damit sind die Anbieter "frei in ihrer Produktgestaltung", oder anders ausgedrückt: sie können beliebig drosseln und beliebig viel Geld kassieren. 

LTE ist eine Funktechnologie. Nach der analogen Funkübertragung, der 1.Generation, und der ersten digitalen Übertragungstechnologie GSM, auch 2G genannt, gehört LTE in der aktuellen Spezifikation wie UMTS zur dritten Generation oder 3G. Doch auf Grund der technischen Überlegenheit wird es gern schon als 4G bezeichnet, was aber eigentlich erst LTE-Advanced vorbehalten ist.

Diese technologische Zuordnung wird nun oft so interpretiert, dass man LTE dem Mobilfunk zurechnet.  Doch wie verhält es sich wirklich?

Schaun wir doch mal ins Telekommunikationsgesetz (TKG). Dort heißt es im §3 zur Definition der Telekommunikationsnetze:


"Telekommunikationsnetz" die Gesamtheit von Übertragungssystemen und gegebenenfalls Vermittlungs- und Leitwegeinrichtungen sowie anderweitigen Ressourcen, einschließlich der nicht aktiven Netzbestandteile, die die Übertragung von Signalen über Kabel, Funk, optische und andere elektromagnetische Einrichtungen ermöglichen, einschließlich Satellitennetzen, festen, leitungs- und paketvermittelten Netzen, einschließlich des Internets, und mobilen terrestrischen Netzen, Stromleitungssystemen, soweit sie zur Signalübertragung genutzt werden, Netzen für Hör- und Fernsehfunk sowie Kabelfernsehnetzen, unabhängig von der Art der übertragenen Information 

 

Reduzieren wir die Definition auf die für uns relevanten Teile, sprechen wir also von 2 wesentlichen Bestandteilen:
 

  • feste, leitungs- und paketvermittelte Netze, einschließlich des Internets
  • mobile terrestrische Netze

Wenn wir nun ersteres mit dem landläufigen Begriff Festnetz und letzteres mit dem Mobilfunknetz gleichsetzen gehört das Internet zum Festnetz. Allerdings sind die Begriffe "Festnetz", "Mobilfunk" und "mobiles Internet" nicht definiert, was zeigt, dass das TKG trotz der aktuellen Fassung von 2012 dringend überarbeitungsbedürftig ist.

 

Was meint das Internet nun zur Definiton von "Mobilfunknetzen"?

Hier  http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Mobilfunk-cellular-radio.html  heißt es z.B.  

"Mobilfunknetze sind funktechnische Einrichtungen, über die Teilnehmer mobil, und damit ortsunabhängig miteinander kommunizieren können"

Und bei Wikipedia heißt es:

"Mobilfunk ist die Sammelbezeichnung für den Betrieb von beweglichen Funkgeräten"

 

Worauf es also entscheidend ankommt, ist die Mobilität, Beweglichkeit und Ortsunabhängigkeit.
Nun sind ja die Call&Surf via Funk Tarife erstens an einen Festnetzanschluss gebunden, und zweitens an einen Router, mit dem ein Heimnetz verbunden wird. Ziel der Tarife ist also eine stationäre Versorgung, die fest an ein Haus oder Grundstück gekoppelt ist. Und da diese fest mit dem Boden verbunden sind, kann von Mobilität keine Rede sein. 

 

Wichtig in diesem Zusammenhang ist noch der Umstand, dass diese stationäre Versorgung dazu führt, dass man in der regel nur innerhalb einer Funkzelle angemeldet ist, außer das Netz ist so dicht dass sich mehrere Zellen überschneiden. In jedem Fall ist aber die Belastung der Funkzelle durch stationäre LTE-Nutzer vorhersehbar, anders als Mobilfunkgeräte, die sich ja beliebig in die jeweils nächsgelegene Zelle einbuchen. Auch dies spricht letztlich dafür, dass bei der Verfügbarkeit von Teilnehmeranschlüssen die Netzstabilität auch ohne Drosselung gewährleistet werden kann. 

Schon der Umstand, dass die Teklekom diese Tarife im Festnetz- und nicht im Mobilfunkbereich anbietet, sollte dies weiter untermauern.   

 

 

Die Volumenmessung - ein Buch mit sieben Siegeln 

 

Oft wundert man sich über das für die Verrechnung oder den Beginn der Drosselung herangezogene Volumen. Man darf nicht davon ausgehen, dass dieses "offizielle" Volumen, bei der telekom z.B. unter http://pass.telekom.de angezeigt, mit dem in einem Router oder noch besser auf den Endgeräten gemessenen Volumen übereinstimmt. 

Eine Erläuterung dazu gibt es z.B. hier:  

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0910141.htm

 

Das Problem ist, wie schon oben erwähnt, der Umstand dass das Volumen nicht beim Verbraucher, sondern beim Dienstanbieter gemessen wird.  In das Volumen gehen daher auch alle Re-Transmissionen, die auf Grund von Empfangsfehlern entstehen, mitgezählt werden. Allerdings würde es auch nicht helfen wenn die exakte Messung auf der Verbraucherseite, etwa im Router erfolgen würde, denn der leitet die Daten einfach nur an die Endgeräte weiter, auch ihn durchlaufen alle Re-Transmissionen.  

Verantwortlich für die Messung ist ein wichtiger Bestandteil der Netzarchitektur, die Policy and Charging Rules Function (PCRF). Dies ist eine komplexe Software im Kernnetz zur Erfassung der Verbindungszeiten und des Datenvolumens und zur Anwendung bestimmter, in den Tarifen definierten, Regeln. Für uns LTE-Nutzer heißt das u.a., dass dort die Datenströme im Down- und Upload zu oder von den IP-Adressen unserer Endgeräte bytegenau gezählt, gemäß den AGB zu Abrechnungseinheiten zusammengefasst (z.B. Kilobyte) und bei Erreichen der tariflich festgelegten Drosselgrenzen der Befehl zum Reduzieren der Geschwindigkeiten ausgelöst wird. Dabei ist es unerheblich, was im Endgerät mit den Datenblöcken geschieht, auch Datenblöcke, die als fehlerhaft verworfen werden, werden z.B. mitgezählt.

Die Grundlagen für die Volumenmessung liefert das Telekommunikationsgestez. Im §45g TKG ist geregelt, dass die Anforderungen an das Abrechnungsverfahren durch die Bundesnetzagentur festgelegt werden, nachzulesen hier: 

http://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Anbieterpflichten/Abrechnungsgenauigkeit/Veroeffentlichungen/veroeffentlichungen-node.html

Dabei ist konkret für die Volumenabrechnung die Verfügung 43-2010 maßgeblich:

 

               Verfügung der BNetzA 43-2010  

   

 

 

 

Wichtig ist, dass die Software, für die es einige kommerzielle Anbieter am Markt gibt, durch ein Prüfinstitut zertifiziert werden muss. Damit soll sichergestellt werden, dass die Messung korrekt ist, ähnlich der Zapfsäule an der Tankstelle. Was aber wenn der Sprit gestreckt ist?

   

Wie nun kann ich als Nutzer meinen Volumenverbrauch kontrollieren?  

Leider ist dies nicht uneingeschränkt möglich.   

Zum einen zeigen die meisten Router den Volumenverbrauch in einem Service-Menü an. Das funktioniert zwar in Echtzeit, aber leider nicht sehr genau. Im Gegensatz zur zertifizierten PCRF Software sind diese Datenpaketzähler als Bestandteil der Firmware nur Schätzinstrumente.

Vielleicht gibt es zwischen dem deutschen Hersteller AVM und den chinesischen Huawei - Routern qualitative Unterschiede, aber letztlich sind beide Messverfahren nicht exakt. Oft wird ein zu hoher Verbrauch angezeigt, manchmal leider auch zu wenig. Warum das so ist bleibt das Geheimnis der Hersteller. Von AVM kam kein Kommntar zum Messverfahren.

Genauer ist hingegen die Anzeige des Verbrauchs auf der Web-Seite des jeweiligen Kunden-Centers (bei Telekom auch auf pass.telekom.de). Denn diese Anzeige wird mit dem PCRF synchronisiert und zeigt damit den tatsächlichen Verbrauch an, welcher der Abrechnung zugrunde liegt. Aber auch hier gibt es einen Haken: da es technisch nicht möglich ist, dass für alle Kunden der Verbrauch in Echtzeit mit dem PCRF synchronisiert wird, geschieht dies nur in mehr oder weniger großen Abständen. Die letzte Aktualisierung kann daher einige Stunden zurückliegen.
Und so passiert es immer wieder, sie kommt, wenn man nicht damit rechnet: die Drossel!  

 

Wir haben daher angeregt, dass die Aktualisierung alle 30 Minuten erfolgen sollte, mindestens aber wenn sich dasVolumen um 500 MB erhöht hat.

 

 

Alle sprechen davon - aber was ist Breitband?

 

Die ITU (International Telecommunication Union) definiert Breitband als Fähigkeit, große Signalmengen (inkl. Daten, Video, Text und Sprache) mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen. Als Grenze zwischen Schmalband und Breitband werden 256 kbit/s angenommen. Oft liest man, dass die ITU 2 Mbit/s als Breitbandmindestgeschwindigkeit definiert hat, doch das ist falsch.  

Von der ITU habe ich am 29.1.2014 folgende Stellungnahme erhalten (sinngemäß übersetzt):  

„Wir haben die Definition von Breitband in der ITU-Expertengruppe für Telekommunikation / IKT- Indikatoren ( EGTI ) in der Vergangenheit mehrfach diskutiert. Zuletzt stand die grundlegende Definition von Breitband bei einem OECD- Treffen zur Breitbandmessung in London im Juni 2012 zur Diskussion. (Anmerkung: OECD und die ITU verwenden die gleiche Definition (256 kbit/s) für statistische Zwecke). Bei der OECD Sitzung wurde vorgeschlagen, die Definition auf 2 Mbit/s zu erhöhen. Es gab viele Interventionen zu diesemThema. Als Ergebnis der Diskussionen wurde beschlossen, die aktuelle Baseline -Definition nicht zu ändern, zumindest nicht für jetzt. Es gibt dabei mehrere Aspekte zu berücksichtigen, einige davon sind:

· Es ist ein veränderliches Ziel - eine heute definierte Geschwindigkeitwird schnell morgen überholt sein.
· Es ist nicht möglich, die gleiche Geschwindigkeitsvorgabe für drahtloses Breitband (aus verschiedenen Gründen) anzupassen. Daher wären die beiden (Festnetz und Drahtlos-Breitband) schwer zu vergleichen, wenn wir nur die Geschwindigkeit der Festnetz-Definition ändern. Das gleiche gilt für die Messung von festem und drahtlosem Breitbandzugang in Haushalten.
· Wenn die Basisgeschwindigkeit für Festnetz auf 2 Mbit/s erhöht würde, hätten die meisten Entwicklungsländer eine deutlich geringere Anzahl von Breitbandanschlüssen zu  melden, da die große Mehrheit der Zugänge in Entwicklungsländern derzeit unter 2 Mbit/s sind.
· Viele Länder haben Baseline-Geschwindigkeiten unter 2 Mbit/s in nationalen Breitbandplänen umgesetzt. Daher ist es für sie schwierig, die Definition zuändern. Dies betrifft nicht nur Entwicklungsländer, sondern auch einige europäische Länder.
· Schließlich könnte es einige rechtliche Folgen ( mit Dienstleistern ) geben,wenn die Definition geändert würde.

Die meisten Experten sind sich einig, dass, anstatt sich Gedanken über die Definition hinsichtlich der Mindestgeschwindigkeit zu machen,es wichtiger ist - und sinnvoll - Geschwindigkeitsstufen festzzulegen, zu erfassen und zu veröffentlichen. Viele Länder tun dies bereits und die ITU hat auch begonnen, Breitband-Daten in Geschwindigkeitsstufen zu sammeln, seit 2010, nach einer Entscheidung in der ITU EGTI. Jedes Jahr werden mehr Länder ihre Daten zu Breitbandanschlüssen auf  Geschwindigkeitsstufen aufschlüsseln.“

 

Deutschland trägt dem im Breitbandatlas Rechnung. Hier sind folgende Breitbandklassen definiert:
a) ab 1 Mbps
b) ab 2 Mbps, incl. UMTS
c) ab 6 Mbps, incl. LTE
d) ab 16 Mbps
e) ab 50 Mbps

 

Mitte 2013 wurde im 3. Monitoringbericht der Bundesregierung folgende Breitbandabdeckung für Deutschland festgestellt:

 

 

 

 

 

 

 

Schlusslicht bei Hochgeschwindigkeitsnetzen ist Sachsen, wo nur 3,2% der Bevölkerung im ländlichen Raum über 50 Mbps-Anschlüsse verfügen:

 

 

 

 

 

 

 

Spitzenreiter bei Hochgeschwindigkeitsanschlüssen ist das Saarland, wo selbst auf dem Lande bereits 61% aller Haushalte über 50 Mbps verfügen:

 

 

 

 

 

 

 

 

Interessant ist, dass Sachsen dafür mit 79,5% Spitzenreiter beim LTE-Ausbau ist, während hier das Saarland das Schlusslicht ist (41,1%), was im Umkehrschluss heißt, das dort der leitungsgebunden Ausbau viel stärker ausgeprägt ist.

LTE wird dabei in die Kategorie 6 – 16 Mbps eingereiht. Daraus ergibt sich eigentlich die Anforderung, dass die Mindestgeschwindigkeit für LTE-zu-hause-Verträge bei 6 Mbit/s liegen muss. Und eine Drosselung auf 384kbps geht gleich gar nicht.

 

 
Die "Wunderwaffe" Hybridtechnik

 

Niek van Damme und Claudia Nemat

Bereits 2012 hat Telekom-Deutschland Chef Niek Van Damme die Hybridtechnik ins Spiel gebracht. Mit dieser soll die Lebensdauer der Kupfernetze um 5 bis 10 Jahre verlängert werden. ADSL soll damit bis >2020, Vectoring bis >2025 salongfähig bleiben. Doch was verbirgt sich dahinter? Die Telekom hat einen neuen, von Huawei (China) entwickelten Router vorgestellt, der DSL, LTE und WLAN unterstützt. Dieses von van Damme liebevoll "Kiste" genannte Gerät stellt also die Eierlegende Wollmilchsau unter den Routern dar.  

http://www.telecom-handel.de/News/Festnetz-Breitband/Telekom-Hybrid-Router-fuer-Festnetz-WLAN-und-LTE-33547.html

 

Der Router arbeitet an einem DSL-Anschluss und verfügt zusätzlich über ein LTE- Empfangsteil. Eine intelligente Software soll dafür sorgen, dass er sich je nach Bandbreiten-Anforderung mit dem entsprechenden Netz verbindet. Das Stichwort heißt "Bündelung" und wurde erstmals vom deutschen Industrierouterhersteller Viprinet vorgestellt. Voraussetzung ist also, dass sowohl ein DSL-Anschluss verfügbar ist, z.B. auch ein langsamer DSL384IP  Anschluss, und ein LTE-Mast in Reichweite steht. Für normales Surfen, email, Audiostreams oder andere schmalbandige Anwendungen genügt dann die DSL-Leitung, während breitbandige Anwendungen wie Video, Cloud u.s.w. den LTE-Kanal nutzen. Breitbandspitzen werden somit in höherer Geschwindigkeit abgefangen als die Leitung hergibt.  (Details zur Bündelung gibt es weiter unten.)

Eine gute Idee, wenn es nicht einige Haken daran geben würde: 

Nehmen wir an, wir sind täglich 2 Stunden im Internet, also 60 Stunden im Monat. Davon nutzen wir 50 Stunden DSL mit durchschnittlich 0,5 Mbps, so verbrauchen wir etwa 12 GB. Die restlichen 10 Stunden nutzt der Router LTE mit durchschnittlich 16 Mbps, so verbrauchen wir dabei 75 GB. Das heißt, auch wenn der Großteil der Zeit am langsamen DSL lauft, wird der Großteil des Volumens über LTE generiert.  

Und wir dürfen nicht vergessen, dass die LTE-Geschwindigkeiten auch nicht so toll sind. Bei LTE 800 sind es im Mittel etwa 25 MBps pro Nutzer, in Spitzenzeiten deutlich weniger. Also wer eine 16er DSL Leitung hat profitiert kaum. Bei LTE 1800 sind es 40 - 50 Mbps, damit kann eine 16er Leitung doch etwas aufgewertet werden, während es für VDSL kaum etwas bringt.   

Und die Leute auf dem Land? Mit einer Datenflat und DSL-vergleichbaren Preisen wäre Hybrid auch für sie eine echte Verbesserung. Die DSL-Speed wird durch LTE-Spitzen aufgewertet, die LTE - Ressourcen geschont, indem die Grundlast über DSL läuft.  

Doch nun gibt es einen weiteren Haken. Da die Telekom mittelfristig die Festnetztelefonie über analoge oder ISDN-Leitungen loswerden will, gibt es Hybrid nur mit IP-Telefonie. Das ist keine technische Notwendigkeit, sondern eine Strategie der Telekom zur Kostensenkung.
Das Problem ist dabei, dass vernünftige IP-Telefonie 256 kbps im upload erfordert. Dies ist nur mit einem Tarif ab DSL2000RAM gegeben, neuerdings als DSL384 IP vermarktet. Damit wird die Zahl der Nutzer weiter eingeschränkt. Wer nur langsames, nicht-VoIP-taugliches oder auch gar kein DSL hat, bleibt außen vor.

 

Hier noch ein paar Einzelheiten zur Routertechnik:

Grundsätzlich gibt es auch beim Hybridzugang der Telekom keinen Routerzwang. Alternativen sind erlaubt. Doch leider (noch) nicht vorhanden!

 

Bisher hat AVM keine Stellungnahme abgegeben, ob und wann es eine passende Fritzbox geben wird, und auch andere Hersteller sind nicht bekannt, welche diese Technik unterstützen. Mit einer Ausnahme: die Firma Viprinet bietet entsprechende Geräte für den kommerziellen Bereich an. Viprinet streitet ja auch mit der Telekom über eventuelle Patentverletzungen.

Nun werden sich einige daran erinnern, dass AVM schon vor Jahresfrist eine App zur Kombination der Fritzbox mit einem Smartphone angekündigt hat, um beide Technologien (DSL + LTE) zu kombinieren. Auch wenn nicht bekannt ist, warum es die App nicht gibt: man kann beide Technologien nicht vergleichen.

Die Hybridtechnik, welche die Telekom verwendet, beruht auf dem Prinzip der Bündelung. Dabei wird der Datenstrom in einem sogenannten multichannel VPN Router (virtual private network) verschlüsslt und auf mehrere physikalische Verbindungen aufgeteilt. Solange die Bandbreite einer Verbindung (DSL) ausreicht, werden alle Datenpakete über diesen Kanal geschickt. Wird die Kapazität sozusagen überschritten, wird ein Teil der Datenpakete über den zweiten Kanal (LTE) geschickt und von diesem Bandbreite dazuaddiert. Um diesen zerhackten Datenstrom wieder brauchbar zu machen, muss auf der Gegenseite der Datenstrom über einen virtuellen multichannel Hub wieder zusammengesetzt werden, bevor er über das Backbone zum Ziel geleitet wird. Der Vorteil: Die Bündelung ist unabhängig von der Zahl der Verbindungen. Auch eine einzelne schnelle Verbindung kann so aufgeteilt werden.

Anders funktioniert das sogenannte Load Balancing, auf dem sehr wahrscheinlich die AVM App beruht. Dabei kann jede Verbindung nur einen Kanal nutzen. Eine intelligente Software verteilt einfach mehrere aktive Verbindungen auf verschiedene Kanäle. Wenn ich ein Video anschaue, läuft das über einen Kanal, ein gleichzeitiges OS-update auf einem anderen. Wenn aber der Kanal für das Video zu langsam ist ruckelt es trotzdem, oder das update dauert Stunden. Der Vorteil: die Gegenseite muss nichts tun. Sie erhält konsistente Datenströme, als kämen die von 2 Geräten. Das Verfahren macht aber nur Sinn, wenn man mehrere Anwendungen gleichzeitig laufen lässt und jede Anwendung dann die verfügbare Bandbreite eines Kanals nutzen kann.

Wegen dieses ziemlich revolutionären Unterschieds müssen wir wohl noch ein wenig auf alternative Router warten

 

 

Das Zauberwort VoIP

Die Telekom hat erklärt, bis 2018 die analoge und ISDN-Telefonie abzuschaffen. Dann soll es nur noch die sogenannte IP-Telefonie geben. Auch beim Hybridanschluss, der Bündelung von DSL- und LTE-Übertragung, ist nur noch IP-Telefonie möglich. Was aber ist das? Bei der klassischen Analogtelefonie wird ein analoges Tonsignal übertragen. Wegen der niedrigen Bandbreite von 0,3-3 kHz sind damit große Entfernungen überbrückbar und es ist kein Stromanschluss notwendig. Meist wird eine Analogleitung an einer Vermittlungsstelle digitalisiert und ins ISDN-Netz eingebunden.

Bei der ISDN-Telefonie wird das Audiosignal digitalisiert, ähnlich einer CD. Dieses digitale Signal hat eine sehr gute Qualität und benötigt eine Bandbreite von 64 kbit/s. Der Hausanschluss bietet meist die Möglichkeit, über einen Analogadapter analoge Telefone anzuschließen. Auch Haustelefonanlagen wie die berühmte EUMEX oder alle heute verfügbaren DSL-Router bieten die Möglichkeit, das ISDN-Signal analog auszugeben. Die digitale ISDN-Telefonie benötigt ein eigenes, nur für dasTelefonieren reserviertes Frequenzband in der Leitung vom Haus zur Vermittlungsstelle. Darüber hinaus wird auf der Anschlussleitung (DigitalSubscribers Line) ein weiteres Frequenzband für die paketvermittelte Datenübertragung verwendet. Dafür hat sich der Begriff DSL eingebürgert. Die Datenübertragung wird dabei durch das sogenannte Internet-Protokoll (IP) gesteuert. Diese Daten können nun auch Audiodaten (z.B. Internetradio) oder Videodaten (z.B. Youtube-Videos) enthalten, sogenannte Streams. Dies macht sich nun die Telefonie zu Nutze, indem sie die Sprache in Audiostreams verpackt, die als Datenpakete verschickt werden. Dafür wird der Begriff Voice over IP oder kurz VoIP verwendet. Der Vorteil: das separate analoge oder ISDN-Netz kann entfallen mitsamt der erforderlichen Infrastruktur. Telefonie wird Teil des Internets und ganz normal zwischen Endgeräten und Servern übertragen. Dies bringt der Telekom riesige Einsparungen.

Bei VoIP, deshalb auch Internettelefonie genannt, ist eine hohe Sprachqualität möglich. Die Telefonnummer oder Teilnehmerkennung ist nicht mehr ortsgebunden. Als Endgeräte können spezielle VoIP-Telefone verwendet werden, die direkt an einen LAN-Anschluss gesteckt werden, oder jede Art von PC. Neuere DSL Router verfügen außerdem über einen Analog-Adapter, an den klassische Analog- oder Funktelefone angeschlossen werden können. Im Prinzip sind auch Funknetze (z.B. WLAN) fürVoIP geeignet (das IP-Protokoll ist an kein Medium gebunden), aber für eine qualitativ gute Übertragung sind bestimmte Anforderungen an Latenzzeiten und Paketverluste notwendig, die derzeit noch nicht garantiert werden können.

Größter Nachteil der IP-Telefonie ist die nicht garantierte Ausfallsicherheit. Während bei Stromausfall der analoge und auch eingeschränkt der ISDN-Anschluss noch funktionsfähig sind, ist die IP-Technik mit dem Stromnetz verbunden. Um funktionsfähig zu bleiben ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV oder UPS) notwendig. Während Serverstationen damit ausgestattet werden können ist das im Haushalt eher nicht der Fall. Außerdem funktioniert das Telefon auch bei Serverausfällen nicht. Dazu müsste die ganze Technik redundant aufgebaut werden, was hohe Kosten verursacht. So kam es im August 2014 zu einem Supergau, als Tausende von Telefonkunden mit stunden- oder tagelangen Ausfällen konfrontiert waren, die vom Unternehmen nicht beherrschbar schienen.

Probleme kann es auch bei sogenannten Hausnotrufsystemen geben, wie sie vor allem bei älteren und pflegebedürftigen Menschen installiert sind. Hier sollte man sich vorher beim Anbieter informieren.

Doch das schreckt dieTelekom nicht ab, weiterhin den Kunden ihre DSL-Standard oder–Universal-Anschlüsse zu kündigen, um sie auf IP-Anschlüsse umzustellen. Leider ist VoIP aus Qualitätsgründen noch nicht im LTE-Netz möglich. Deshalb bieten die Hybridtarife der Telekom den einmaligen Vorteil, auch LTE-Kunden, die über ein wenn auch schlechtes DSL verfügen, auf IP-Telefonie umzustellen. Doch auch wenn VoIP keinen separaten Frequenzkanal in der Leitung mehr belegt, ist beimTelefonieren eine bestimmte Bandbreite nötig. Diese beträgt für 2 gleichzeitig zu übertragende Gespräche (wie sie bei ISDN üblich sind) 256 kbit/s. Und daTelefonie bidirektional ist, ist diese sowohl im Down- als auch Upload notwendig. Was bedeutet das zu Hause? Bisher war der Hausanschluss mit einem sogenannten Splitter ausgestattet, der gewissermaßen die Leitung in den DSL-und ISDN-Anteil auftrennte. Anschlüsse mit einem Splitter bezeichnete man auch als Annex-B. Bei IP-Telefonie ist ein Splitter nicht mehr notwendig, er kann einfach entfernt werden. Solche Anschlüsse bezeichnet man als Annex-J. Gleichzeitig erhöht sich die verfügbare Bandbreite um den ISDN-Anteil (64Kbit/s). Damit stehen z.B. an einem Bauern-DSL mit 384 kbps dann im Download 448 und im Upload 288 kbit/s zur Verfügung, dies ist das Minimum für IP-Telefonie. Doch Achtung! Nicht jeder langsame DSL-Anschluss kann dasgarantieren, das hängt mit der verwendeten Technik zusammen. Deshalb muss eine Verfügbarkeitsprüfung durchgeführt werden. Um den Kunden die Eigenschaft „IP-fähig“ leicht ersichtlich zu machen, hat die Telekom neue Produktbezeichnungen eingeführt, die beim Check angezeigt werden. Alle Produkte mit der Bezeichnung DSL … IP sind VoIP-fähig. Leider gibt es (noch) kein Dokument, wo diese Produktnamen erläutert werden (wie man das z.B. in der Leistungsbeschreibung erwarten würde). Hier deshalb eine Übersicht der IP-Produkte:

 

DSL384 IP                           448 kbps DL, 288 kbps UL (fest)

DSL2000RAM IP                2,3 Mbps DL, 544 kbps UL (maximal)

DSL6000RAM IP(1)           3,4 Mbps DL, 2,8Mbps UL (maximal)

DSL6000RAM IP(2)           5,6 Mbps DL, 2,8Mbps UL (maximal)

DSL6000RAM IP                8,2 Mbps DL, 2,8 Mbps UL (maximal)

DSL16000RAM IP(1)       11,6 Mbps DL, 2,8 Mbps UL (maximal)

DSL16000RAM IP(2)       14,0 Mbps DL, 2,8 Mbps UL (maximal)

DSL16000RAM IP            17,7Mbps DL, 2,8 Mbps UL (maximal)

 

Die Mindestgeschwindigkeit im DL beträgt bei DSL6000RAM je 2 Mbps, bei DSL16000RAM je 6 Mbps.

Steht dort nur z.B.DSL3000R oder DSL6000RAM, ist IP-Telefonie nicht möglich! Und damit auch Hybrid nicht. Allerdings ist davon auszugehen, dass die Telekom auf Grund ihres selbst gesetzten Ziels die Technik rasch innovieren wird. Dazu werden ältere DSLAMs (die DSL-Zugangsverteiler) durch neuere Technik ersetzt.

Nicht betroffen sind Analoganschlüsse ohne DSL. Diese Leitungen aus dem Mittelalter müssten komplett erneuert werden, doch oft liegen die in entlegenen Gebieten. Deshalb werden die erst in den Vermittlungsstellen auf VoIP umcodiert. Aber das dürfte den Nutzern egal sein. Ohne DSL gibt es auch keine Chance auf Hybridtechnik.

 

 

Was man über  Antennen wissen sollte

Viele Leser wünschen sich hier ein paar Informationen zum Einsatz von Antennen, und diesem Wunsch wollen wir gern nachkommen. Leider ist es nicht möglich, hier verbindliche Kochrezepte zu liefern, da die individuellen örtlichen Gegebenheiten eine zu große Rolle spielen. Was bei dem einen geht muss nicht zwangsläufig wo anders auch Erfolg bringen. Gleich vorweg sei darauf hingewiesen, dass es im Handel eine Menge schwarze Schafe gibt, die Billigprodukte mit völlig aus der Luft gegriffenen technischen Daten anbieten, meist noch als „Hochleistungsantenne“o.ä. deklariert. Wenn dann diese etwa bei Amazon eine Menge guter Kritikenbekommen heißt das aber nur, dass die Antenne bei diesen Kunden funktioniert, was irgendeine andere wohl auch getan hätte. Doch die Enttäuschung ist groß, wenn jemand mit einem solchen Teil unter wirklich schlechten Verhältnissen feststellt, dass solche Produkte gar keine Verbesserung bringen, manchmal sogar eine Verschlechterung!

 

Netztyp und Sendemast
Bevor man eine Antenne kauft, ist es daher wichtig, etwas über die Empfangsverhältnisse zu wissen. Zunächst muss man in Erfahrung bringen, wo sich der bestmögliche Sendemast befindet und welche Frequenz das LTE-Netz hat. Auf dem Land sind dies meist 800MHz, in Städten eher 1800 MHz (Telekom), manchmal auch 2600 (Vodafone). Eine Hilfe sind die Netzausbaukarten der Betreiber, z.B. die von Telekom, wo man die Mastrichtung angezeigt bekommt und aus der Aussage, ob LTE mit 50, 100 oder gar150 Mbit/s anliegt, auf die Technologie schließen kann (50 Mbps = LTE 800). Die Karte findet man hier:
https://www.t-mobile.de/netzausbau/0,25250,15400-_,00.html
Für den Netzanbieter Vodafone gibt es eine entsprechende Karte hier:
http://www.vodafone.de/privat/hilfe-support/detail-ansicht-netzabdeckung.html

Leider wird der genaue Maststandort nicht angezeigt. Die gibt es hinwiederum bei der Bundesnetzagentur: http://emf3.bundesnetzagentur.de/karte/

Hier stehen aber weder die Betreiber noch die vom Mast ausgestrahlten Technologien, aber aus Wohnort und Richtung kann man meist auf den richtigen Mast schließen.
Nun sollte man sich über die Entfernung und die Topografie zwischen Router- und Maststandort im Klaren sein. Hat man Sichtkontakt? Liegen Gebäude, Wald oder gar Hügel dazwischen? Denn dies kann den Empfang massiv beeinträchtigen. Und da kann eine Antenne sehr hilfreich sein.

 

Antennenübersicht
Bevor wir uns der Frage widmen, wie man die richtige Antenne auswählt, zunächst ein paar physikalische Abschweifungen, die dem besseren Verständnis dienen.
Im Zusammenhang mit LTE liest man oft von MIMO. Das bedeutet „multiple input and multiple output“ und besagt, dass sowohl zum Senden als auch Empfangen mehrere Antennen benutzt werden. Die Digitaltechnik hat den Vorteil, dass die Datenströme auf mehrere Antennen aufgeteilt werden können, so dass schon mit 2Antennen die Datenrate theoretisch verdoppelt werden kann. Der Zahl der Antennen ist theoretisch keine Grenze gesetzt. Beim LTE der ersten Generation kommen jedoch nur zwei Antennen zum Einsatz. Bei der nächsten Generation „LTE advanced“ können es auch 4 oder 8 sein. Ein heutiger LTE-Router hat dementsprechend 2 Antennenbuchsen. Dem Mimo-Prinzip wird Rechnung getragen indem entweder 2 Einzelantennen angeschlossen werden oder die beiden Antennen bereits in einem Gehäuse kombiniert sind und die Antenne selber auch 2 Anschlüsse hat.
Bei den Antennen kann man Rundstrahler (Stabantennen) und Richtantennen unterscheiden. Rundstrahler senden / empfangen in einem horizontalen 360°-Segment (vorausgesetzt die Antenne steht senkrecht), vertikal ist der Winkel meist um die 60 – 90°. Solche Antennen sind oft in die Geräteintegriert, manchmal sind auch externe Rundstrahler vorhanden (z.B. bei WLAN-Geräten).
Richtantennen haben einen Öffnungswinkel, der den Bereich angibt, in dem das Signal gegenüber dem Maximum um höchstens -3 dB geschwächt wird. Der Antennengewinn ist ein Maß für die verstärkende Wirkung der Antenne und wird in dB angegeben. Dieses Maß für den Pegel ist ein logarithmisches Maß, so dass eine Pegeländerung von 3 dB einer Verdoppelung der Leistung, -3dB einer Halbierung entspricht. Ein Antennengewinn von 10 dB bedeutet eine Verzehnfachung der Leistung, ein Öffnungswinkel von 30° heißt, dass 30° links oder rechts der Hauptstrahlrichtung noch die halbe Verstärkung da ist. 
Richtantennen gibt es als Flachantennen (Panel-Antennen), Elementantennen (Yagi-Antennen, bekannt aus Zeiten des terrestrischen UKW- und TV-Empfangs), Parabolantennen (bekannt vom Satellitenfernsehen). In dieser Reihenfolge kann man auch die Wirksamkeit einordnen, mit Flachantennen sind die geringsten, mit Parabolantennen die höchsten Gewinne erzielbar.
Wichtig ist noch, dass die Geometrie der Antenne frequenzselektiv wirkt. Da ja die Frequenz mit der Wellenlänge korrespondiert, können also unterschiedliche Größen und Geometrien bestimmte Frequenzen bevorzugen (verstärken) und andere hingegen abschwächen. Neben Antennen, die nur ein Maximum bei einer Frequenzhaben, gibt es konstruktive Möglichkeiten, die dazu führen, dass eine Antenne für mehrere Frequenzen Maxima haben kann (Breitband- bzw. Mehrbandantennen).

Die Antennendaten werden durch 2 wichtige Messprotokolle charakterisiert: das Richtungsdiagramm, welches den Öffnungswinkel angibt, und das Pegeldiagramm, welches den Pegel über der Frequenz angibt, also bei welcher Frequenz welcher Gewinn erzielt wird. Hier kommen wir schon zu einem wichtigen Punkt bei der Antennenauswahl: Seriöse Antennenhersteller liefern ein Datenblatt mit diesen Diagrammen! Kann ein Händler ein solches Hersteller-Datenblatt nicht beibringen sind die technischen Angaben mit Vorsicht zu genießen!

Kommen wir nun zu den wichtigsten Antennenarten:

1) sogenannte MIMO-Antennen sind meist Panel-Antennen, die z.B. aus einer großen Leiterplatte bestehen auf der zwei Antennen als Leiterbahn aufgebracht sind. Oder es wird Kupferdraht verwendet. Ein wetterfestes Gehäuse und 2 Buchsen – oder eine festmontierte Leitung – komplettieren das Ganze. Der Materialaufwand beträgt dementsprechend meist kaum mehr als 10 Euro, und die Antennen werden für um die 50 - 100 Euro verkauft. Das beste Beispiel für diesen Typ ist die Mimo-Antenne von Novero-Dabendorf,die es für 800, 1800 oder 2600 MHz gibt: http://novero-antennas.com/de/lte-varianten
Mit Abmessungen von ca. 23x22x6cm und einem Gewinn von 8 dB bei einem Öffnungswinkel von 60° und einem Preis von etwa 70 Euro ist sie das Maß der Dinge bei Panel-Antennen.   
Es gibt zahlreiche Antennen ähnlicher Bauart, flach und in einem Plastik-Gehäuse. Alle dürften ähnliche Parameter aufweisen, Verstärkungen um die 6 – 8 dB bei nicht allzu großer Richtwirkung. Vorsicht: werden bei Antennen dieser Bauform Verstärkungen jenseits von 10 dB versprochen ist das nicht seriös. Man kann diese natürlich trotzdem kaufen, sollte sich aber im Klaren sein, dass die Parameter geschönt sind.
Man kann eine solche Antenne sogar selber bauen. Eine Anleitung gibt es hier:
http://www.pcwelt.de/ratgeber/LTE-Antenne-fuer-20-Euro-selbst-bauen-so-geht-s-LTE-Empfang-per-Selbstbau-verbessern-9634357.html
 

2) sogenannte Yagi- oder logarithmische Richtantennen bestehen aus einem Träger mit mehreren Dipol-Elementen. Je mehr Elemente, und damit umso länger die Antenne, desto höher der Gewinn. Man benötigt jeweils zwei dieser Antennen, von denen zur Abdeckung einer 360°-Polarisation jeweils eine horizontal und eine vertikal montiert werden soll, im Abstand von 30-40cm. Durch die Kombination von Dipolen unterschiedlicher Länge sind hier besonders einfach Mehrbereichs-Antennen zu realisieren. Bekannteste Vertreter sind die Antennen von Wittenberg, z.B. LAT 22 (800) oder LAT 54 (1800) und 56 (Allband). Mit 11 bis 12 dB bei etwa 45° Öffnung ist damit eine nochmalige Verdopplung der Leistung gegenüber Flachantennen erreichbar. Ein breites Angebot, auch an Zubehör, bietet z.B. FTS Hennig: http://www.antennendiscount24.de/LTE-Antennen/LTE-Aussenantenne
Auch hier gilt: Wer Antennen vergleichbarer Bauform, aber dem Versprechen von 16oder gar 21 dB anbietet ist unseriös.  Eine800MHz-Yagi-Antenne mit 16 dB müsste eine Länge von etwa 2,5m haben!

 

3) Hochleistungsantennen sind in unseren Breiten eher selten. Denn mit obigen Typen lassen sich hier die meisten Probleme lösen. Dennoch gibt es diese, auch wenn der Bezug etwa schwieriger ist.
Weltweit erste Adresse ist der australische Anbieter Telco Antennas: https://www.telcoantennas.com.au/site/catalog/all-antennas
Dieser bietet neben langen Yagi-Antennen mit bis zu 16 dB auch Parabolantennen bis 22 dB an, mit denen man Entfernungen bis 100km zum Mast überbrücken kann. Naja, Australien eben. Versandt wird weltweit, man muss aber mit etwa 60 AU$(45…50€) Porto rechnen. 

 

Gesetzliche Grundlagen

Hier sei noch auf die gesetzlichen Regelungen zu Sendeanlagen hingewiesen. Denn ein Router empfängt ja nicht nur, er sendet ja auch zurück zum Mast. Und Sendeanlagen auf Nutzerseite für LTE dürfen laut den Technischen Standards der 3GPP (TS36.101) nur eine maximale Strahlerleistungvon 23 dBm haben, das entspricht 200mW. Dabei gilt
Sendeleistung =Sendeleistung des Routers an der Antennenbuchse + Antennengewinn – Dämpfungdurch Kabel und Stecker
Leider geben die Routerhersteller ihre Sendeleistung meist nicht an – vielleicht ist das auch unser Glück. Denn dadurch kann man nur grobe Schätzungen abgeben. Vermutlich beträgt die Sendeleistung des Routers etwa 20 dBm (dazu kommt ja auch die interne Antenne mit 2-3 dBm), so dass eine Antennenanlage effektiv nur auf etwa 3 dBm Gewinn kommen darf.
In Deutschland sind zudem noch 2 dBm Toleranz zulässig, die genaue Regelung findet man hier:
http://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/...blob=publicationFile&v=1
in Anlage 1 Abs. 3.3, wo es auch heißt „Für spezifische Anwendungen, z. B.feste Endgeräte in ländlichen Gebieten, kann der Grenzwert … erleichtert werden, sofern dies den Schutz anderer Dienste, Netze und Anwendungen sowie die Erfüllung grenzübergreifender Verpflichtungen nicht beeinträchtigt.“

Auch ist bishernicht bekannt geworden, dass etwa die Bundesnetzagentur hier Kontrollen durchführt. Die messen nur an ausgewählten Masten.

Schließlich sei noch auf einen allgemeinen Zusammenhang eingegangen. Es gilt, dass derÖffnungswinkel mit zunehmendem Gewinn kleiner wird. Das heißt, je stärker dieAntenne, desto genauer muss die Ausrichtung erfolgen. Oben genannteParabolantenne reagiert z.B. auf 2° genau! Andererseits setzt eine gute Wirkungein möglichst homogenes Feld voraus (das Signal muss sich möglichst geradlinigausbreiten). Das bedeutet, es dürfen sich im Signalweg keine Hindernissebefinden, die Reflexionen und Streuungen verursachen. Oder anders ausgedrückt:je inhomogener das Feld, z.B. durch Hügel oder Bauwerke, desto weniger wirksamist eine Antenne mit hoher Verstärkung. Das mag einer der Gründe sein, warumgerade in Städten mit leistungsstarken Antennen nicht der erhoffte Effekterreicht wird.

 

Netzqualität
Neben den Antennen-Parametern gibt es ein paar weitere physikalische Größen, deren Kenntnis von Vorteil sind. Sie dienen der Beurteilung der Qualität der Funksignale am Standort. Die wichtigsten Parameter sind von der  Mobilfunkstandardisierungsorganisation 3GPP definiert worden. Das sind:
RSRP: dieser Wert ist ein Maß für die Signalstärke. Da die Sendeleistung eines Mastes begrenzt ist und schon in wenigen Meter Abstand stark abfällt, liegt der Wert irgendwo zwischen -50 und-120 dBm, je mehr im Minus desto schlechter. Dieser Wert ist verantwortlich für die Balkenanzeige am Router, und mit Hilfe dieses Wertes sucht der Router den empfangsstärksten Mast.
Als Richtwerte kann man folgendes annehmen:
bis -70 dBm: ausgezeichnet, kein Handlungsbedarf
bis -80 dBm: sehr gut, eine weitere Optimierung ist nur mit unvertretbar hohem Aufwand möglich
bis -90 dBm: gut, wenige Störungen, evtl. bringt eine einfache Antenne z.B. am Fenster Verbesserung
bis -100 dBm: Empfang möglich, eine Antenne kann für Verbesserung sorgen
bis -110 dBm: schlechter Empfang, Störungen und Abbrüche, Antenne notwendig
bis -120 dBm: Signal noch vorhanden, aber ohne leistungsfähige Antenne kein Empfang mehr

RSRQ: dies ist ein noch wichtigerer Wert, denn er sagt etwas über die Signalqualität aus. Neben dem eigentlichen Nutzsignal gibt es nämlich am Empfangsort noch eine Menge anderer elektromagnetischer Strahlung, und nur wenn sich das Nutzsignal sozusagen gut genug aus dieser hervorhebt ist ein guter Empfang möglich. Der RSRQ gibt im Prinzip das Verhältnis vom Nutzsignal zur gesamten elektromagnetischen Energie an. Er kann Werte von -3 bis -20 dB annehmen, je mehr im Minus desto schlechter. Anhand dieses Wertes regelt der Sendemast die Datenrate.
Als Richtwerte kann man folgendes annehmen:
bis -5 dB: sehr gute Verbindung, Datenrate optimal
bis -8 dB: Störungen vorhanden, Datenrate reduziert
bis -11 dB: Signal gestört, schlechter Empfang, Datenrate stark schwankend, Antenne hilfreich
bis -15 dB: Signalqualität schlecht, ohne Antenne kein Empfang möglich
Darüber hinaus ist kein wirkliches Nutzsignal mehr vorhanden, auch eine Antennehilft nicht.
Natürlich ist die Datenrate nicht allein vom RSRQ abhängig. Schwankungen sind auch bei gutem Empfang möglich, dafür ist vor allem die reale Mastauslastung verantwortlich. Mehr dazu gibt es in den Beiträgen zur Funktionsweise von LTE.
Die Werte RSRP und RSRQ werden vom Router angezeigt. Bei den Fritzboxen z.B.erfolgt das sehr komfortabel, über die Bedienoberfläche kann man alle Parameterder Verbindung jederzeit in Echtzeit kontrollieren. Bei den Routern von Huawei(z.B. Speedport) ist es eher versteckt in irgendwelchen Status-Menüs, beimHybridrouter sogar nur in einem nicht offiziell zugänglichem Entwicklermenü(nach dem Einloggen in das Routermenü den Link http://speedport.ip/engineer/html/dsl.html?lang=de aufrufen und zu LTE gehen).

Ein interessanter Wert ist SINR. Dieser gibt das Verhältnis von Nutzsignal zu Interferenzsignalen und Rauschen an und ist ein noch besserer Indikator für die Qualität des Nutzsignals. Doch leider wird dieser Wert nur von wenigen Routern angezeigt.

 

Brauche ich eine Antenne?
Hat man Netztyp und Richtung des Sendemastes ermittelt, empfiehlt sich folgendes Vorgehen:
Als erstes sollte man den Router möglichst nahe an einem Fenster in Richtung des Mastes platzieren, eventuell auch in einer oberen Etage oder dem Dachboden, und testen wie der Empfang ist. Ein erstes Maß ist die Balkenanzeige des Routers. Diese wird abgeleitet aus der anliegenden Signalstärke. Meist zeigen 5 Balken die Stärke in 20%-Schritten an. So kann man zunächst den Ort mit der besten Empfangsstärke finden. Wenn möglich kann man den Router auch mal ins Freie tragen, um zu sehen ob außer Haus der Empfang deutlich besser wird. Findet man so einen Platz, wo der Router 4 oder 5 Balken anzeigt und kann der Router dort auch stationiert werden ist alles gut.
Zeigt der Router weniger als 5 Balken an, ist es ratsam, im Menü die Werte für RSRP und RSRQ  abzufragen. Denn so ist eine Einschätzung genauer möglich als mit der Balkenanzeige.

 

Installation der Antenne
Ist ein Routerstandort an der Stelle des optimalen Empfangs nicht möglich und hat man am geplanten Standort nun nur 2 oder 3 Balken, ist dies ein erster Hinweis auf die Sinnfälligkeit einer Antenne. Hatte man vorher eine Stelle mit gutem Empfang gefunden und kann man dort eine Antenne platzieren, sollte man das tun. Dabei reicht sehr oft eine einfache Panel-Antenne mit Gewinn von 6 bis 8 dB aus. Die muss nicht unbedingt immer auf dem Dach montiert sein, auch an einer Fensteraußenseite oder sogar innen kann sie ihren Dienst tun. Ein Check der RSRP- und RSRQ-Werte ohne und mit Antenne sollte Aufschluss geben. Auf diese Weise kann die Datenrate oftmals um 50…100% gesteigert werden!
Hat man grundsätzlich keinen guten Empfang, auch nicht auf dem Dachboden, deutet das darauf hin, dass der Mast entweder zu weit entfernt ist oder aber Hindernisse den Empfang beeinträchtigen. Das können Bauwerke, aber auch Bäume sein. Allein das Blattgrün mag den Signalen schon als Hindernis im Weg stehen, so kann es sein, dass im Winter der Empfang besser ist als im Sommer. Hier wird es nun schwierig. Ist der Mast weiter entfernt und die Signalrichtung ist unverbaut und frei von Hindernissen, helfen leistungsstärkere Richtantennen, also logarithmische Yagi-Antennen. Dabei ist eine genaue Ausrichtung notwendig, möglichst mit Kompass. Eine Suche des maximalen RSRP ist mehr oder weniger umständlich, aber sinnvoll. Während die Fritzboxen über eine Ausrichtfunktion verfügen, wo in Echtzeit die Signalstärke angezeigt wird und man beim Drehen der Antenne sofort die Veränderung sieht, ist das bei den Speedports schwieriger, da muss man immer wieder das Menü aktualisieren. Man sollte die Antenne dabei in 5°-Schritten drehen und schauen, wie sich die Werte verändern.
Am kompliziertesten ist es, wenn Hindernisse im Weg sind. Dadurch werden die Signalwellen gebeugt, gestreut und reflektiert, das Feld wird inhomogen. Hier hilft es nicht, nach dem Motto „viel hilft viel“ vorzugehen. D.h. starke Antennen nützen meist wenig, man braucht Antennen mit nicht allzu großer Richtwirkung, also eine Panelantenne kann hier besser sein. Und diese sollte man nicht unbedingt nach den meisten Balken oder dem besten RSRP ausrichten, sondern nach dem besten RSRQ. Dabei kann die Richtung durchaus um einige Grad von der Idealrichtung abweichen. Und oft muss man sich damit abfinden, dass die Steigerung nicht so toll ausfällt.

Übrigens erkennen viele Router automatisch, ob eine Antenne angeschlossen ist. Das geschieht durch Messung des ohmschen Widerstands an der Antennenbuchse. Ist der Null, so wird eine Antenne angenommen. Dazu muss die Antenne über einen DC-Kurzschluss verfügen. Die meisten Antennen haben das inzwischen auch. Leider ist die Fritzbox 6842 LTE – wohl durch einen Konstruktionsfehler – gegen einen DC-Kurzschluss allergisch, wobei nicht ganz klar ist, welche Auswirkung das hat. Empfehlenswert ist auf jeden Fall, wenn möglich im Routermenü einzustellen, ob mit externer Antenne gearbeitet werden soll.

Und nun frisch ans Werk!

 

 

 

 

 

   

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