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Push-Pull-Steckverbinder.
Push-Pull-Steckverbinder.
Han-3A-Steckverbinder

Das Phänomen ist bekannt, hat zwei Seiten und enorme Effekte: Der Druck auf die technologische Entwicklung steigt massiv, sobald der Massenmarkt ein Produkt oder eine Dienstleistung erfasst. Die Innovationspotenziale wachsen jedoch ebenfalls. Der Effekt: Die Leistungsfähigkeit und der Komfort der Telekommunikation steigen enorm, während die Kosten für Geräte und Übertragungsraten radikal gesenkt werden können.

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Harting

Dieser Effekt zeigt sich auch bei neuen Standards wie WiMAX (Worldwide interoperability for Mobile Access) und LTE (Long Term Evolution), die auch übertragungsstarke Anwendungen in drahtlosen Kommunikationsnetzen, wie mobiles digitales Fernsehen, komfortabel und massenkompatibel machen werden. Mobile Videotelefonie: vor wenigen Jahren noch Science Fiction, heute ist sie Realität. Wie aus einem Lehrbuch. Der Markt macht sich seine Produkte selbst.

RRH – Basis für eine leistungsfähige Infrastruktur

Eine der zentralen Voraussetzungen der Ausweitung der Leistungsfähigkeit der drahtlosen Netze ist der Aufbau einer flächendeckenden und zuverlässigen Infrastruktur, die zudem eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist. Die Zahl der Sendestationen steigt, da die einzelnen Stationen kleinere Areale abdecken müssen. Dabei spielen so genannte RRH (Remote Radio Header) eine große Rolle, da sie äußerst flexibel platzierbar sind und mit geringem Aufwand den Funkpegel außergewöhnlich hoch halten. Sie können an Hauswänden, Sendemasten oder auf Dächern montiert werden, überall da, wo die bisherigen Sendeeinheiten zu mächtig oder schwer waren.

Leistungssteckverbinder in der Telekommunikation

Die Harting-Technologiegruppe hat im Ausbau der Kommunikationstechnologie für die Datenkommunikation wie die Leistungsversorgung mit Push Pull und Han-Gehäusen tragfähige und betriebssichere Lösungen entwickelt. Sie baut dabei auf einer mittlerweile jahrzehntelangen Erfahrung in der Steckverbindertechnologie auf, die eine belastbare Basis für die heutigen Innovationsschübe ist.

Im RRH-Konzept wird die Sendeeinheit vom Fuß der Station an deren Spitze verlagert. Auf diese Weise können Qualitätsverluste bei der Übertragung von der Sendeeinheit zur Antenne vermieden werden, da die Distanz zwischen Antenne und RRH klein ist und das Koaxialkabel kurz ausgelegt werden kann. Die Daten der Basisstation werden über eine verlustfreie Digitalleitung mit der Sendeeinheit verbunden. Verluste über die Kabeldämpfung zwischen Antenne und Sendeeinheit fallen weg. Es genügt eine deutlich geringere Sendeleistung, um dieselbe Leistung wie bei konventionellen Konfigurationen zu erreichen. Auch kann die Sendestation bis zu mehrere Kilometer entfernt von der Basisstation platziert werden, was die Flexibilität beim Ausbau des flächendeckenden Netzes erhöht. Allerdings müssen die RRH-Einheiten an der Sendeeinheit mit Strom versorgt werden, was bislang nicht notwendig war.

Feldtauglichkeit

Der massive Ausbau der Sendekapazitäten führt damit zu weitergehenden Anforderungen an Steckverbinder, die den extremen Bedingungen im Feld genügen müssen. Sonnen- und UV-Einstrahlung, Hitze, Kälte, Feuchtigkeit, Staub, Vibration und Erschütterungen bis hin zum Blitzschlag gehören im Feldeinsatz zu den normalen Bedingungen, die auf die Versorgungssicherheit keinen Einfluss haben dürfen. Der Kunde ist, was die Verfügbarkeit von Übertragungskapazitäten angeht, ungeduldig.

Hinzu kommt, dass die Steckverbinder teilweise unter erschwerten Bedingungen installiert werden müssen, das heißt für Montage- und Servicetechniker eine hohe Praktikabilität aufweisen müssen, ohne dass an der Zuverlässigkeit der Installation Abstriche gemacht werden müssten. Auch die Kapselung der Steckverbinder und ihr Gewicht werden im Außeneinsatz relevant. Zur Standardausrüstung gehören Power, zwei RJ45-Schnittstellen für Installation und Datenupgrade und zwei Lichtwellenleiterschnittstellen zur Basisstation und zum nächsten RRH.

Für die Leistungssteckverbinder gelten dieselben Anforderungen wie für die Datensteckverbinder, das heißt, Standardlösungen sind hier überfordert und können den Betrieb der Sendestationen und damit des gesamten Netzes gefährden.

Hohe Praktikabilität

Die hohen Anforderungen für den Außeneinsatz haben das Ziel, die Praktikabilität wie die Betriebssicherheit hoch zu halten. Im Feldeinsatz sind unzugängliche Montagestandorte, zum Teil auch durch Witterungsbedingungen beeinträchtigte Montage- und Servicebedingungen, die Regel.

Montage- und Servicetechniker stehen zudem unter starkem Handlungsdruck. Sie sollen so effektiv und kostenbewusst wie möglich agieren, dabei aber die Ausfallzeiten von Komponenten möglichst gering halten. Komponenten sollen schnell, möglichst ohne Spezialwerkzeug und gegebenenfalls einhändig getauscht werden können, dabei aber sicher montiert werden. Fehler sollen durch den Aufbau der Steckverbinder unterbunden werden, was im Harting-Konzept realisiert worden ist. Selbst die Blindmontage, also ohne direkten Blickkontakt, soll keine Einbußen an Montagesicherheit nach sich ziehen. Aus diesem Grund haben sich der modulare Aufbau von Steckverbindern und eine einfache Handhabung in der Kommunikationstechnologie durchgesetzt, was im Harting Push-Pull-Ansatz realisiert wurde (Bild 1).

Über den Einsatz von RRH-Einheiten entfällt jedoch der Einsatz zahlreicher und unübersichtlicher Bündel von Koaxialkabeln, die bei den bisherigen Sendemasten die Norm waren. Bereits diese Verschlankung des Gesamtsystems führt zu deutlichen Erleichterungen in der Montage. Kombiniert mit schnellen Verschlusskonzepten wie Hartings Push Pull, werden die Kosten für den Einzeleinsatz bei Service und Montage deutlich gesenkt.

Natur als Risiko

Powersteckverbinder im Außeneinsatz haben notwendig einen Lebenszyklus von mindestens zehn, besser von fünfzehn Jahren, da derzeit der Lebenszyklus von Außenstationen in diesem Zeitfenster anzusiedeln ist. Das ist jedoch unter Außenbedingungen nur schwer realisierbar. Die Harting-Technologiegruppe setzt deshalb Materialien (Kunststoff und Metall) und Dichtungen ein, die UV- und ozonbeständig sind. Sie müssen in einem erweiterten Temperaturbereich von -40 Grad bis +85 °C funktionsfähig sein. Auch die Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit, Nässe einerseits, andererseits Staub oder Schmutz muss über die gesamte Lebenszeit gesichert sein. Aus diesem Grund sind Harting-Steckverbinder nach IP 65 und 67 ausgelegt.

Hinzu kommen weiter gehende Umwelteinflüsse, die auf den Leistungssteckverbinder einwirken, wie Zug, Stoß oder Vibration. Im Unterschied zum Indoor-Einsatz sind RRH ständigen kinetischen Einflüssen ausgesetzt, die keinen negativen Einfluss auf den Betrieb haben dürfen. Insbesondere die Betriebssicherheit muss auch unter extremen Bedingungen gesichert bleiben, wie dies im Harting-Konzept umgesetzt ist. Die Kontakte sind störungssicher gecrimpt. Das Steckverbindergehäuse sichert die Steckverbinder weitergehend gegen Zug, Stoß und Vibration ab.

Die Betriebszustände werden allerdings auch dadurch beeinflusst, dass an jedem Mast mehrere Antenneneinheiten platziert werden, deren Masse negativen Einfluss haben und etwa zu Vibrationen führen kann. Aus diesem Grund werden mehr und mehr Steckverbinder, deren Gehäuse aus wetterbeständigem Kunststoff besteht, eingesetzt. Aufgrund ihres geringen Gewichts sind sie besonders für die Montage am Mast geeignet.

Zentral ist im Außeneinsatz, dass die Stoßstromfestigkeit der Steckverbinder gewährleistet sein muss, gerade für elektrisch betriebene Komponenten, die an erhabenen Standorten wie Masten, Dächern oder Hauswänden montiert sind. Spannungs- und Stromspitzen aus Blitzeinschlägen werden im Harting-Konzept über den Steckverbinder abgeleitet, ohne die Funktion zu beeinflussen. Im Test bestehen Harting-Steckverbinder Stromspitzen von mehreren tausend Ampere.

Kompakt und belastbar

Für den Bereich Leistungssteckverbinder in der Telekommunikation hat Harting mehrere Lösungen entwickelt, die auf die kundenspezifischen Anforderungen zugeschnitten sind, die im Outdoor-Bereich besondere Konzepte und überragende Fertigungsqualitäten erfordern.

Harting Push Pull bietet eine weltweit erprobte Verschlusstechnik an. Der Steckverbinder ist ausbaubar auf bis zu vier Kontakte und bis zu einem Kabelmaß von 2,5 mm2. Die Kabel werden in der bewährten Crimptechnik verarbeitet, Push Pull ist in Metall- und Kunststoffausführungen lieferbar.

Die Baureihe Han von Harting erweitert dieses Profil auf bis zu sieben Kontakte und einem Kabelmaß von 10 mm2 bei Han 3A und bis zu 36 Kontakte und einem Kabelmaß von max. 35 mm2 bei anderen Han-Gehäusen (Bild 2). Der Kabelanschluss ist bei diesen Steckverbindern in Crimp- oder Schraubtechnik ausgelegt. Im Fall von Han 3A ist zudem das QuickLock-Konzept realisierbar. Beide Steckverbinder sind als gerade oder gewinkelte Ausführungen und in Metall- wie Kunststoffausführungen lieferbar.