Blog

Kerninternationale Normen für die Konformität von HF-Steckverbindern

IEC 61169-Reihe: Definition von Interoperabilität, Abmessungen und elektrischer Leistung

Die IEC 61169-Reihe ist weltweit zur maßgeblichen Referenz für HF-Steckverbinder geworden. Diese Normen stellen sicher, dass alle Steckverbinder konsistente Abmessungen aufweisen, elektrisch zuverlässig funktionieren und problemlos mit Produkten verschiedener Hersteller kompatibel sind. Die Spezifikationen umfassen mehrere wichtige Faktoren wie die Impedanzstabilität (üblicherweise etwa 50 Ohm), das Spannungsstehwellenverhältnis, Einfügedämpfungen und reichen sogar bis hin zu Frequenzen von 40 GHz. Insbesondere im Bereich der Telekommunikation sind diese Spezifikationen von großer Bedeutung, da sie sowohl die Qualität der übertragenen Signale als auch die Effizienz des Systembetriebs beeinflussen. Nehmen wir beispielsweise Steckverbinder gemäß IEC 61169-4: Diese können ihr VSWR bis zu 11 GHz unter 1,25 halten, was sie ideal für zuverlässigen Betrieb im 5G-Sub-6-GHz-Band macht. Hersteller unterziehen Bauteile strengen Prüfungen gemäß diesen Normen, um sicherzustellen, dass sie unter realen Bedingungen tatsächlich funktionieren. Daher ist die Einhaltung dieser Richtlinien nicht nur eine empfehlenswerte Maßnahme, sondern praktisch zwingend erforderlich, wenn Unternehmen möchten, dass ihre Geräte international anerkannt werden.

ETSI EN 300 019 & GR-3108: Umweltschutzmaßnahmen für den Einsatz von Telekommunikations-RF-Steckverbindern

Der ETSI EN 300 019-Standard, der sich mit Umweltbedingungen für Telekommunikationsausrüstung befasst, zusammen mit Telcordia GR-3108, das speziell die Zuverlässigkeit von HF-Steckverbindern betrachtet, legt gemeinsam fest, welchen Belastungen Außenanlagen der Telekommunikation standhalten müssen. Diese Standards verlangen, dass die Ausrüstung zuverlässig funktioniert, selbst wenn die Temperaturen von minus 40 Grad Celsius bis plus 85 Grad Celsius schwanken. Zudem müssen hohe Luftfeuchtigkeit, Salznebel, mechanische Vibrationen durch Wind und Verkehr, sowie Schutz gegen Staub- und Wasser-eindringen mit mindestens IP67-Schutzklasse bewältigt werden. Bei Steckverbindern müssen Hersteller nachweisen, dass diese mindestens zehntausend Steckzyklen ohne erkennbaren Verschleiß überstehen und auch nach beschleunigten Alterungstests eine gleichbleibende elektrische Leistung aufrechterhalten können. Eine solche robuste Konstruktion ist nicht nur wünschenswert, sondern absolut unerlässlich. Ohne sie würden wir häufigere Ausfälle vor Ort erleben, die Netzwerke lahmlegen, im Laufe der Zeit höhere Reparaturkosten haben und Schwierigkeiten bekommen, die branchenübliche Erwartung zu erfüllen, dass Makrozellen-Hardware deutlich länger als zwei Jahrzehnte im Einsatz bleibt.

Top-Telecom-konforme HF-Steckverbinderfamilien und ihre Anwendungsfälle

Typ N-Steckverbinder: Nach IEC 61169-4 zertifiziert für Makrozellen-Basisstationen (DC–11 GHz, Varianten mit IP67-Bewertung)

Typ N-Steckverbinder, die nach IEC 61169-4 zertifiziert sind, haben sich zu unverzichtbaren Komponenten für die Installation von Makrozellen-Basisstationen entwickelt. Das verriegelbare Design bietet eine hervorragende mechanische Stabilität, was besonders wichtig ist, wenn es um starke Vibrationen geht, wie sie auf Dächern und Türmen auftreten, wo Funkeinheiten montiert sind. Diese Steckverbinder decken Frequenzen von DC bis hin zu 11 GHz ab und verfügen zudem über Dichtungen mit IP67-Bewertung, die dafür sorgen, dass die Signale auch bei widrigen Wetterbedingungen und langfristigen Einsätzen stabil bleiben. Praxisnahe Tests zeigen, dass das Spannungsstehwellenverhältnis nach etwa 5.000 Steckzyklen unterhalb von 1,25 bleibt. Dies ist entscheidend, da die Aufrechterhaltung niedriger PIM-Werte immer wichtiger wird, je dichter die Netzwerke sowohl im 4G/LTE- als auch im aufkommenden 5G-Sub-6-GHz-Bereich werden.

7/16 DIN-Steckverbinder: Konform nach IEC 61169-12 für Hochleistungs-5G-Turmfunktionen (VSWR <1,22, >10.000 Steckzyklen)

Der 7/16 DIN-Steckverbinder wurde speziell für die Übertragung hoher Leistungen über makro Tower-Feeder-Systeme entwickelt. Diese Steckverbinder erfüllen den IEC 61169-12-Standard und können kontinuierlich über 150 Watt bewältigen, während sie einen sehr niedrigen Spannungsstehwellenverhältnis-Wert unterhalb von 1,22 auch bei Frequenzen nahe der mmWellen-Bänder aufrechterhalten. Besonders hervorstechend ist die großzügige Kontaktfläche in Kombination mit einer robusten Konstruktion aus rostfreiem Stahl. Dieses Design widersteht Korrosion gemäß ETSI EN 300 019 Klasse 3.1 und ermöglicht mehr als 10.000 Steckzyklen, bevor ein Austausch erforderlich wird. Das bedeutet, dass Türme nur noch ein Drittel so häufig gewartet werden müssen wie üblich. Aufgrund dieser Eigenschaften haben sich Ingenieure in der gesamten Branche zunehmend dafür entschieden, 7/16 DIN-Steckverbinder in Glasfaser-zu-Antenne-Setups und massiven MIMO-Konfigurationen einzusetzen, wo es besonders darauf ankommt, Bauteile kühl zu halten und eine jahrelange Ausfallsicherheit zu gewährleisten.

Warum gängige HF-Steckverbinder wie BNC und SMA die Einhaltung von Telekommunikationsstandards nicht erfüllen

BNC-Einschränkungen: 4-GHz-Bandbreitengrenze und fehlende IEC-61169-8-Zertifizierung für Außenanlagen in der Telekommunikation

BNC-Steckverbinder sind für die heutigen Anforderungen an die Telekommunikationsinfrastruktur einfach nicht geeignet. Mit ihrer maximalen Frequenzgrenze von 4 GHz können diese veralteten Steckverbinder nicht mit den 5G-Frequenzbändern mithalten, die bei neueren Versionen bis zu 6 GHz und darüber hinaus reichen. Auch ihre Verriegelung mittels Bajonettverschluss ist nicht besonders stabil. Was passiert? Bei andauernden Vibrationen durch Wind lösen sie sich oft, was zu lästigen Signalunterbrechungen führt. Und hier ist ein weiteres Problem, über das niemand gerne spricht, das aber sehr wichtig ist: Keine der BNC-Typen erfüllt tatsächlich den IEC 61169-8-Standard für Außenanwendungen in der Telekommunikation. Warum? Weil sie weder ausreichend gegen Wassereintritt abgedichtet sind (sie liegen unterhalb der IP67-Bewertung) noch einen ordnungsgemäßen Schutz vor Rost und Korrosion bieten. Auch Feldingenieure haben dies bereits direkt vor Ort erlebt: Nach etwa 18 Monaten im Einsatz in realen Basisstationen versagen BNC-Verbindungen rund 30 % häufiger als Steckverbinder mit entsprechenden Zertifizierungskennzeichnungen.

SMA-Einschränkungen: Mangelnde Umweltbeständigkeit und keine ETSI EN 300 019 Klasse 3.1 Zertifizierung für den Feldbetrieb

SMA-Stecker können Frequenzen bis zu 18 GHz verarbeiten, aber es gibt einen Haken. Die geringe Größe geht zu Lasten der Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungen. Beim Einbau dieser Stecker ist das richtige Drehmoment entscheidend, um eine ordnungsgemäße Abdichtung sicherzustellen. Feldtechniker haben hier oft Schwierigkeiten, und Studien zeigen, dass etwa 35 Prozent nicht ausreichend angezogen werden. Infolgedessen dringt Wasser in rund 40 Prozent mehr Fällen ein, als es sollte. Noch schlimmer: Keiner der heute auf dem Markt erhältlichen SMA-Stecker hat die ETSI EN 300 019 Klasse 3.1 Prüfungen für extreme Temperaturen, Salzwasserbelastung oder plötzliche Temperaturschwankungen bestanden. Das bedeutet, dass sie einfach nicht zuverlässig an Orten wie Stränden, Wüsten oder überall dort funktionieren, wo sie starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Da Telekommunikationsunternehmen Ausrüstung benötigen, die unter allen Witterungsbedingungen langfristig hält und nahezu perfekten Betrieb gewährleistet (wir sprechen von einer Verfügbarkeit von 99,999 %), sind SMA-Stecker für kritische Infrastruktur-Anwendungen nicht geeignet.

Erreichen der validierten RF-Steckverbinder-Konformität: Prüfung, Zertifizierung und Dokumentation

Drittanbieter-Typgenehmigung (UL, TÜV SÜD) vs. Selbstzertifizierung: Auswirkungen auf den globalen Telekommunikations-Einkauf

Bei der Beschaffung von Telekommunikationsprodukten zählt die tatsächliche Konformität mehr als das, was auf dem Papier behauptet wird. Die Einholung von Drittzertifizierungen durch anerkannte Organisationen wie UL oder TÜV SÜD liefert einen nachweisbaren Beleg dafür, dass Produkte Normen wie IEC 61169 und ETSI EN 300 019 erfüllen. Der Zertifizierungsprozess umfasst detaillierte Prüfberichte, die Aspekte wie das Verhalten der Komponenten unter extremen Temperaturen von minus 40 Grad Celsius bis plus 85 Grad, ihre Beständigkeit gegenüber mehreren tausend Steckzyklen, ihre Leistung unter Bedingungen des Spannungsstehwellenverhältnisses sowie ihre Widerstandsfähigkeit gegen verschiedene Umweltbelastungen einschließlich Salzsprühnebel und IP67-Wasserschutzprüfungen abdecken. Im Gegensatz dazu stützen sich Lieferanten, die ihre Konformität allein über SDoC-Dokumente (Supplier's Declaration of Conformity) erklären, im Wesentlichen auf interne Eigenprüfungen, die bei Regulierungsbehörden kaum Gewicht haben. Aktuelle Audits aus dem Jahr 2023 zeigten, dass Steckverbinder, die ausschließlich auf Grundlage einer SDoC-Erklärung verwendet wurden, an Installationsorten etwa dreimal so häufig versagten wie solche mit ordnungsgemäßer Dritt-Zertifizierung. Während Unternehmen weltweit den Ausbau von 5G vorantreiben, wird eine lückenlose Dokumentation unerlässlich. Beschaffungsabteilungen benötigen Zugang zu Materialspezifikationen, zusammengefassten Prüfergebnissen und Informationen, die bis zu spezifischen Produktionschargen zurückverfolgbar sind, um internationale Genehmigungsverfahren zu beschleunigen und Risiken entlang komplexer Lieferketten zu reduzieren.

FAQ-Bereich

Was ist die IEC 61169-Serie?

Die IEC 61169-Serie ist eine Reihe von Normen, die die Abmessungen, Interoperabilität und elektrische Leistungsfähigkeit von HF-Steckverbindern festlegen, um weltweit Konsistenz und Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Warum sind Typ-N-Steckverbinder für Telekommunikationsanwendungen wichtig?

Typ-N-Steckverbinder, zertifiziert nach IEC 61169-4, sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Stabilität und der IP67-zertifizierten Dichtungen für Installationen an Großzellen-Basisstationen unverzichtbar, wodurch sie für hohe Vibrationen und raue Wetterbedingungen geeignet sind.

Was zeichnet 7/16 DIN-Steckverbinder aus?

7/16 DIN-Steckverbinder sind für Hochleistungs-5G-Turbleitungen konzipiert, verfügen über großzügige Kontaktflächen, eine robuste Bauweise und entsprechen der IEC 61169-12. Sie zeichnen sich durch eine hervorragende Leistung bei hohen Leistungen aus und erfordern weniger häufige Wartung.

Welche Einschränkungen haben BNC- und SMA-Steckverbinder in der Telekommunikation?

BNC-Steckverbinder sind aufgrund ihrer Bandbreitenbegrenzung von 4 GHz und unzureichenden Umweltschutzmaßnahmen für die Telekommunikation ungeeignet, während SMA-Steckverbinder nicht robust genug für raue Umgebungen sind und die erforderlichen Standards für den Einsatz vor Ort nicht erfüllen.

Wie wirkt sich die Genehmigung durch Dritte auf die Beschaffung im Telekommunikationsbereich aus?

Genehmigungen durch unabhängige Organisationen wie UL oder TÜV SÜD belegen, dass HF-Steckverbinder globalen Standards entsprechen, wodurch Ausfallraten gesenkt und eine zuverlässige Telekommunikationsinfrastruktur im Vergleich zu selbst erklärten Konformitäten gewährleistet wird.