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Koaxialer Mehrfachsteckverbinder für Mobiltelefonie der dritten Generation

Autor: Markus Witte & John Lei

Der Bedarf nach hoher Datenbandbreite für Multimedialösungen mit Mobilfunkgeräten soll durch die Mobilfunk-Technologie-Normen 3G (CDMA 2000, WCDMA, TD-SCDMA, usw.) abgedeckt werden. Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 2 MB pro Sekunde ermöglichen es dann, Videoaufzeichnungen oder Musikdateien auf dem Weg ins Büro oder unterwegs herunterzuladen.

Für den weltweiten 3G-Markt sind mehr als 130 Betreiber tätig. Bis Oktober 2004 verwendeten bereits mehr als 40 Millionen Teilnehmer ein 3G-Netzwerk; erwartete Tendenz: steigend.
Insbesondere der chinesische Markt scheint die treibende Kraft der 3G-Technologie zu sein – zudem werden Mitte 2005 die Lizenzen von der Regierung freigegeben. Für 3G zeigen die Statistiken für China 10.000 Einwohner pro Node B (B-Knoten: Basis-Station). Die Dauer des Netzwerkaufbaus beträgt ca. drei Jahre. Bis 2008 werden 120 Millionen Teilnehmer erwartet. Dieses besondere Jahr steht ganz im Zeichen der Olympischen Spiele in Peking. Dieses sportliche Highlight soll auch durch ein perfekt funktionierendes Netzwerk gekrönt werden.

Gewiss wird bei diesen Voraussetzungen ein harter Wettbewerb unter den Anbietern der Technologiestandards (zum Beispiel WCDMA [Wideband Code Division Multiple Access], TD-SCDMA [Time Division Synchronous Code Division Multiple Access] und CDMA2000 [Code Division Multiple Access]), und natürlich auch unter den Anbietern der Node B sowie den Herstellern von Mobilfunktechnologie für Endverbraucher entstehen. Auf der anderen Seite müssen aufgrund der wachsenden chinesischen Bevölkerung und deren immenser Technikbegeisterung Mobiltelefone für einen Massenmarkt zugänglich gemacht werden. Die damit einhergehenden konkurrenzfähigen Preise sorgen für einen weltweiten Siegeszug von 3G.

Abb. 1: Blockdiagramm eines typischen B-Knotens

Globales Projektteam

Während der Entwicklung einer neuen Basisstation gemäß den 3G-Standards (Node B) in China diskutierten HARTING-Mitarbeiter aus Deutschland mit den Kollegen chinesischer Projektteams über Steckverbinderlösungen für die Infrastruktur von Node B. In gemeinsamen Meetings entwickelte das globale Projektteam Lösungen für den Kunden.
Die Grundlage für weltumspannende Zusammenarbeit: Der Produktionsstandort der Mini-Coax-Mehrfachsteckverbinder sowie die Kabelmontage befinden sich in Zhuhai (Südchina). Dort befinden sich auch eine Forschungs- und Entwicklungsabteilung für die Kabelmontageentwicklung und die Musterproduktion. Die Produktentwicklung einzelner Bauteile und die „Hochfrequenz- Untersuchung“ (HF-Investigation) des Steckverbinders wird in Zusammenarbeit zwischen Deutschland und China durchgeführt. Der Mini-Coax ist eine HD-Lösung (HD = High Density), die eine mechanisch robuste blind-mating Schnittstelle für die Signalübertragung liefert (blind-mating = Kontakte können gesteckt werden, ohne hinsehen zu müssen). Die Steckverbinder-Schnittstellen sind als Versionen für Board-to-Board, Board-to-Cable und Cable-to-Cable erhältlich. Die in der Produktionsstätte in Zhuhai durchgeführten Kabelmontagen sind typischerweise mit Steckverbindern wie SMA, SMB, MCX oder anderen HF-Steckverbindern montiert.

Abbildung 1 zeigt das Blockdiagramm eines charakteristischen Node B einschließlich der Signalarten zur Übertragung zwischen diesen Blocks. Der typische Frequenzbereich zwischen dem Transceiver und Leistungsverstärker beziehungsweise dem rauscharmen Verstärker enthält ein Frequenzspektrum bis 2,5 GHz. Der Frequenzbereich der Zwischenfrequenz (ZF)-Signale und der digitalen Datenverarbeitung befindet sich im MHz-Bereich. Bei den für die digitalen Signale verwendeten Steckverbindern handelt es sich um Produkte wie har-bus® HM, har-pak® oder DIN.

Die Funktionen der Hauptblöcke sind:

• RF vorderes Ende: Filtern, Kombinieren, Aufteilen, Isolieren
• Transceiver: Umwandlung des RF/Basisbandes
• Digitale Datenverarbeitung: Kompression, Multiplex-Verfahren, Kodierung, Dekodierung, Überwachung, Warnmeldung, Taktung, Kanalisierung
• Netzwerk-Schnittstelle: Verbindung zum Radio Network Controller RNC

Applikationslösung

Aufgrund der weltweiten Zusammenarbeit war das HARTING-Team in der Lage, innerhalb kürzester Zeit den Kunden Lösungen mit Mini-Coax-Produkten ohne Produktänderungen zur Verfügung zu stellen. Bei einigen Anwendungen war es erforderlich, dass die Kunden das Signal durch die Leiterkartenrückwand hindurch führen müssen, wie in Abbildung 2 gezeigt wird. Um Störungen der Signale bei dieser Anwendung auf ein Minimum herabzusetzen, wurde ein Rückwandrahmen zu dem bereits vorhandenen Produkt entwickelt. Hierbei unterstützt der Rahmen durch die Rückwand die Verbindung von „Leiterkarte auf Kabel“ beziehungsweise „Kabel zu Kabel“.Die Lösung mittels des Rückwandrahmens bietet eine maximale Performance bei der Signalübertragung. Ausschnitte in der Rückwand werden oft verwendet und sind daher meistens kein großer zusätzlicher Kostenaufwand.

Fazit

Momentan besteht die Möglichkeit, bei einer Vielzahl lokaler chinesischer Anbieter von Basisstationen für die 3G-Infrastruktur HARTING-Mini-Coax zu verwenden. Aufgrund der staatlichen Unterstützung für die chinesischen Produkte für Basisstationen bestehen ebenfalls gute Verkaufschancen für die HARTING-Lösung. Wir sind bereit für 3G in China zur Vorbereitung auf Olympia 2008.

 

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  Koaxiales Mehrfachsteckverbinder-System Mini Coax