02 / 04 / 2023

Warum wir für G.O.D. System keine G4/LTE/WLAN Router anbieten

Aus gegebenem Anlass möchte ich hier eine schon etwas angestaubte Lanze brechen für ein Element, da uns allen recht naheliegt, nämlich für unsere Erde.

Es fängt ja schon damit an, dass ich meiner Tochter wiederholt die Frage stelle: muss es wirklich jedes Jahr aufs neues ein neues Smartphone sein?

Ich bin gewiss kein Altruist, aber zuzusehen wie sich Berge an Elektronikschrott bei den Recyclingfirmen auftürmen, kratz schon ordentlich am Bewusstsein. Als Ingenieur ist mir auch nicht wohl dabei, wenn so eine geballte Ladung an modernsten und ausgereiften Technologien einfach so über den Haufen geworfen wird, da ich aus erster Hand weiß, welchen Aufwand man betreiben muss um ein gescheites Gerät ins Leben zu rufen. Es ist leider so, dass sich in der Herstellung recht teure elektronische Komponeten in einem Smartpohne für eine Reproduktion nicht mehr verwenden lassen, allein schon wegen des Zivilisationssiechtums namens Gewährleistung. Auch die sogenannte "umweltfreundliche Entsorgung" bedarf noch etwas an justierung.

Was passiert mit den alten Geräten eigentlich, nachdem man diese als pflichtbewusster Endverbraucher an der dafür vorgesehenen Stelle abgegeben hat? Wenn die eingesendeten Handys nicht mehr funktionsfähig sind, lassen sich z.B. nicht vermarkten oder deren Daten nicht mehr löschen, werden sie durch einen Schredder mechanisch zerstückelt. In Fachkreisen hat man für den Vorgang auch einen Begriff parat und bezeichnet es als "zertifizierte Datenvernichtung". Danach wird der auf diese Weise produzierte Elektronikschrott an die ISO 9001, 14001, etc, zertifizierten Firmen übergeben zur Einschmelzung, um daraus wertvolle Metalle zu gewinnen. Es wird betont, dass die Schadstoffe so fachgerecht und ökologisch einwandfrei entsorgt werden. Nun wie es dem auch sei, der vorher zerstückelte Schrott landet in einem Schachtofen und wird bei ca. 1250 Grad Celsius eingeschmolzen. Nachdem man die Metalle herausgetrennt hat, bleibt ein Gemisch aus Glas, Keramik und Oxiden übrig. Das Bedenkliche an dem ganzen Prozess ist die Verbrennung selbst. Obwohl es der Schmelzprozess vorsieht, dass die zu verbrennenden Kunsstoffe dabei einen Anteil der Prozesswärme liefern, muss trotzdem eine ordentliche Portion an Energie zugefügt werden um so eine höhere Temperatur zu erreichen und zu halten.

Und dann noch die durch die Verbrennung entstehenden Gase.. Sumasummarum, alles doppelt-gemoppelt. Erst werden Unmengen an Energien für die Herstellung benötigt um anschließend mit fast gleicher Menge das Hergestellte zu vernichten.

Worauf will ich hinaus?

Schaut mal hier, das ist die Ausbeute an Mobile Geräten eines durchschnittliches Haushaltes über die letzten 10 Jahre -

Die Bildschirmfunktionalität muss gerade mal so gut sein, um durch die Menüs zu torkeln um den HotSpot einzurichten. Das wär's dann auch schon. Razfaz hat man einen ordentlichen WLAN-Hotspot, ohne einen Cent zusätzlich dafür ausgeben zu müssen. Was die Stabilität und Verlässlichkeit bei dieser Lösung angeht, muss man ehrlich gestehen, die Smarthphones, milliardenweise gebaut, technologisch ausgereift und erprobt, sich nicht zu verstecken brauchen, vor all diesen so hoch gepriesenen Super-Booster-Very-Very-Long-Range-Routern und können sehr wohl in den wichtigsten Kerndisziplinen gut mithalten und u.U. sogar toppen.

Nun ja, da war noch die Reichweite. Um auch an diesem Punkt einem Smartphone als Technologiekomponent beim Thema WLAN-Router beizustehen, muss etwas Theorie her.

Als erstes: kann man die Reichweite eines G4/LTE-Long-Range-Router mit einem Smartphone überhaupt hinbekommen? Da die zulässige Sendeleistung in diesem Frequenzspektrum gesetzlich festgelegt ist, dürfen alle Router (auch die "Power-Router") mit der gleichen maximalen Leistung wie ein Handy senden. Somit hätte der Router an diesem Punkt gegenüber einem Handy keinen Vorteil. Grundsätzlich kann man die Sendeleistung eines Geräts wenig beeinflußen, denn diese wird von der Basisstation gesteuert. Wie bei einem Handy, so auch bei einem "Power-Router".

Dann wäre da noch die Sache mit der Antenne zu klären. Als Zubehör für die "Power-Router" werden oft so genannte Long-Range-Pro-Antennen angeboten. Was hat es damit auf sich? Vorsichtig ausgedrückt - die Verbreitung des Glaubens an eine außerordentliche Leistung bei solchen Antennen gehört eher in den Resort der Voodoo Priester.

Hier z.B. ein Vergleich zwischen einer mini-Antenne aus den Innereien eines Smartphones und kommerziellen Long-Range-Antennen. Der Größenunterschied ist kaum zu übersehen.

Den Herstellerangaben zu Folge, schaffen die Power-Booster-Antennen Reichweiten von bis zu 20 Seemeilen. Ok, aber wo bleibt nun die Magie? Die GSM-Sender-Betreiber geben an: Theoretisch funktionieren sie bis 40 km, darüber hinaus gibt es Probleme mit der Signallaufzeit. Also, das wären dann sogar etwas mehr als 20 Seemeilen. Der Clou an den Angaben der Provider ist die Tatsache, dass sich diese Angaben auf die Empfangs- und Sendeleistung und Antennenbeschaffenheit handelsüblicher Handys beziehen. Das heißt, dass ein Handy mit seiner mikrigen Antenne, unter gleichen Bedingungen, in der Lage sein muss die gleiche Reichweite vorzuweisen wie die Power-Booster Antenne. So wie es aussieht, kommt es in dieser Vergleichkonstellation eigentlich nur auf einen Punkt an: die Höhe der Antenne über der Kimm, bzw. freie Sicht auf die Basisstation. Man kann also ruhigen Gewissens behaupten, dass solange sich das Handy auf der gleichen Höhe wie die Power-Booster-Antenne befindet, wird es in etwa die gleiche Reichweite aufweisen können. Liegt Ihr Boot in der Marine, ist die Sache mit der Reichweite dann sowieso nur Geschwätz.

Und wie schaut es im WLAN-Bereich aus?

Im Grunde genommen, kann man das Obenstehende über Mobilfunk im gewissen Maße auch auf WLAN übertragen, berücksichtigend, dass die zulässige WLAN-Sendeleistung 10 mal  kleiner ist  als die Sendeleistung im G4/LTE Frequenzbereich . Da auch hier die Sendeleistung der WLAN-Router gesetzlich festgeschrieben ist, sind die WLAN-Router in dieser Hinsicht mit den Handys die WiFi benutzen, gleichgestellt. Was macht dann den Unterschied aus? Es taucht also auch hier die Frage mit der Antenne auf. Im Fachumfeld sagt man: Eine gute Antenne ist der beste HF-Verstärker. Gibt es also signifikante Merkmale die für eine große "Spargelantenne" sprechen?

Allgemein, die Gewinnangaben sind bei WLAN-Equipment ja meisst mehr als optimistisch und die Herstellerangaben haben selten einen Praxisbezug.

Wie ist so eine Power-Booster-Antenne beschaffen?

Vom Konzept her, werden meisstens mehrere Halbwellenstrahler übereinander gestellt, in sogennanter kolinearen Anordnung. Theoretisch, wenn alle Parameter übereinstimmen, muss es einen überschaubaren Gewinn gegenüber einer herkömmlichen Smartphone-Antenne bringen. Praktisch sieht es oft anders aus. Da die Strahler in einer Reihe sind, führen jede Abweichung der Resonanzfrequenz, Umgebungbeschaffenheit und Co-Channel Interferencen zu einer sich aufsummierenden Phasenverschiebung der oberen Strahler. Dadurch fällt das Endergebniss schon im Vergleich zu einem einfachen Viertelwellenstab (ca.30 mm lang) recht dürftig aus. Die sogennanten "Spargelantennen" sind außerdem Rundstrahler und wenn diese noch dazu mit dubiosen Verstärkern bestückt sind (eine Sendeleistung ist gesetzlich im 2,4GHz-Bereich auf 100mW EIRP, Antennengewinn in -dBi eingschlossen, begrenzt und darf nicht weiter verstärkt werden), dann dröhnen sie mit dem ganzen Rauschen nicht nur den WLAN-Router zu, sondern auch das rundum liegende Umfeld.

Je höher die Frequenz, desto stärker stören Hindernisse im Ausbreitungsweg. Auch hier gilt, die freie Sicht auf den Hafen-WLAN-Router und der richtige Einstrahlwinkel ( falls der Haffen-Router eine Richtantenne hat) bringen oft mehr als jeder Booster. Voarausgesetzt natürlich, dass der Hafen-Router technologisch gut ausgestattet ist und ausreichend Airtime bereitstellen kann.

Protokollbedingt darf bei WLAN nach 802.11-Standard immer nur ein einziger Teilnehmer pro Funkkanal zur gleichen Zeit senden, die anderen Teilnehmer müssen dabei warten, bis der aktuelle Sender seine Übertragung beendet hat. Erst danach darf der nächste Funkteilnehmer mit der Übermittlung starten. Für die Dauer einer Übertragung ist der Funkkanal also vollständig blockiert. Diese Zeitspannen sind zwar recht kurz und liegen im Bereich vom Nano und-Mikrosekunden pro TCP-Paket, aber die Übermenge an sich macht es aus und führt dann zum Datenstau. Also, wenn es der Hafen-Router nicht hergibt, nutzt auch kein Booster etwas, es kommt eher zu gegenseitigen Störungen untereinander und im Endeffekt sind dadurch alle nur genervt und unzufrieden.

Was spricht also gegen den Einsatz eines betagten, aber immer noch technologisch uptodate Smartphones als einen Board-WLAN-G4-LTE-Router?

Entscheiden Sie selbst.

Sollten Sie ein gebrauchtes bzw. ausgemustertes Smartphone als Board-Router benutzen wollen, empfiehlt es sich vorher alle unnötigen App's zu löschen bzw. zu deinstallieren oder deaktivieren und nur die, für den HotSpot-Betrieb essentiellen Dienste am Laufen zu lassen, um unnötigen Traffic in ihrem Umfeld zu vermeiden und auch das Guthaben einer SIM-Karte zu schonen. Die Deaktivierung der in diesem Fall unnötigen App's und Dienste trägt auch der Sicherheit bei, allein schon weil Ihr Gerät nicht unerlaubt Selbstgespräche mit irgendwelchen Internet-Adressen führt. Es werden auch keine Updates unerwartet heruntergeladen und installiert, die meisstens doch noch zu einer Betriebsunterbrechung führen könnten.