Sorgen Sie mit den PIM-Testlösungen von Anritsu für eine lange Akkulaufzeit.

Die Gewährleistung einer langen Akkulaufzeit ist in modernen drahtlosen Systemen zu einer entscheidenden Priorität geworden. Smartphones, IoT-Sensoren, 5G-Funkgeräte und vernetzte Industriegeräte benötigen stabile Funkumgebungen für einen effizienten Betrieb. Selbst geringfügige Beeinträchtigungen der Signalqualität können dazu führen, dass diese Geräte mit höherer Leistung senden müssen, wodurch sich ihre Akkus schneller als erwartet entladen.

Passive Intermodulation (PIM) ist eine der häufigsten, oft übersehenen Ursachen für übermäßigen Stromverbrauch in drahtlosen Netzwerken. PIM tritt auf, wenn sich zwei oder mehr Signale an einer nichtlinearen Schnittstelle überlagern und dadurch unerwünschte Interferenzen entstehen. Diese Störungen verringern das Signal-Rausch-Verhältnis und beeinträchtigen die Uplink-Leistung. Infolgedessen kompensieren die Geräte dies durch Erhöhung der Sendeleistung, was zu einer schnelleren Entladung des Akkus führt.

Dieses Problem hat sich mit dem Ausbau von 4G- und 5G-Netzen mit hoher Netzdichte verschärft. Moderne Mobilfunknetze basieren auf enger Frequenzwiederverwendung und komplexem Mehrbandbetrieb. Selbst geringfügige PIM-Quellen können die Netzabdeckung beeinträchtigen oder das Rauschen im Netz erhöhen. Branchenanalysen zufolge können schlechte HF-Bedingungen die Akkulaufzeit eines Geräts um 15–30 % reduzieren, insbesondere bei kontinuierlichem Uplink-Verkehr.

Anritsu , eines der führenden Unternehmen für HF-Test- und Messgeräte, bietet hochentwickelte PIM-Tester, die diese Probleme erkennen und beheben, bevor sie langfristige Netzwerkineffizienzen verursachen. Die praxiserprobten Tester – wie der Anritsu MW82119B PIM Master und der Anritsu Field Master Pro ™ – unterstützen Anwender bei der Identifizierung problematischer Steckverbinder, Antennen, Kabel und passiver Komponenten, die nichtlineare Interferenzen verursachen können.

Eine zuverlässige Teststrategie führt zu stabileren Netzwerken, geringerer Gerätebelastung und verbesserter Energieeffizienz. Bei sinkenden Störungen müssen Geräte ihre Sendeleistung nicht erhöhen. Dies reduziert den Akkuverbrauch und verlängert die Betriebsdauer, insbesondere bei IoT-Knoten in abgelegenen Gebieten, wo ein häufiger Akkuwechsel kostspielig ist.

Warum PIM die Akkulaufzeit in drahtlosen Systemen gefährdet

Passive Intermodulation (PIM) beeinträchtigt die Leistung drahtloser Netzwerke unbemerkt, oft ohne dass es dem Nutzer auffällt. Ihre Auswirkungen auf die Akkulaufzeit können jedoch erheblich sein. Steigt die PIM-Rate in einem Netzwerk, müssen die angeschlossenen Geräte mehr Energie aufwenden, um eine stabile Verbindung aufrechtzuerhalten. Diese erhöhte Belastung verkürzt die Akkulaufzeit von Smartphones, IoT-Sensoren und industriellen Funkgeräten.

PIM (Pulswechselwirkungen) treten auf, wenn zwei oder mehr HF-Signale mit einem nichtlinearen Element wie einem korrodierten Stecker, einem defekten Kabel oder einer lockeren Antennenverbindung interagieren. Diese Schwachstellen erzeugen unerwünschte Störprodukte, die in das Betriebsfrequenzband des Empfängers fallen. Selbst geringe PIM-Pegel – oft in dBm gemessen – können den Rauschpegel erhöhen. Sobald der Rauschpegel ansteigt, müssen alle Geräte im betroffenen Bereich mit höherer Sendeleistung arbeiten, um die Verzerrungen zu kompensieren.

Dieses Verhalten wurde in realen Netzwerkstudien dokumentiert. Feldmessungen zeigen, dass ein Gerät seine Uplink-Leistung um bis zu 3–6 dB erhöhen kann, wenn es mäßiger PIM ausgesetzt ist. Eine höhere Sendeleistung führt direkt zu einem schnelleren Akkuverbrauch. In dicht besiedelten urbanen 4G- und 5G-Netzen, wo Signale von Metalloberflächen und Dächern reflektiert werden, tritt PIM noch häufiger auf. Jede Reflexion erhöht die Wahrscheinlichkeit nichtlinearer Überlagerungen, insbesondere wenn mehrere Frequenzbänder im selben Umfeld betrieben werden.

IoT-Geräte sind am stärksten betroffen. Viele Sensoren werden mit Knopfzellen oder kleinen Lithiumbatterien betrieben. Diese Geräte benötigen energiearme Übertragungen, um eine mehrjährige Batterielebensdauer zu erreichen. Eine geringfügige Erhöhung des erforderlichen Sendeleistungsbedarfs kann ihre Lebensdauer um mehrere Monate verkürzen. Bei industriellen Anwendungen mit Tausenden von Sensoren verursacht dies erhebliche Wartungskosten.

PIM beeinträchtigt auch die Leistung von Small Cells, verteilten Antennensystemen (DAS) und Dachstandorten. Wenn diese Systeme Intermodulationsprodukte erzeugen, verschlechtert sich die Uplink-Verbindung. Die Geräte haben Schwierigkeiten, Daten an das Netzwerk zurückzusenden. Ihre Leistungsverstärker bleiben länger aktiv und verbrauchen dadurch mehr Energie.

Umweltbedingungen verstärken das Problem. Temperaturschwankungen, Witterungseinflüsse und mechanische Belastung beschleunigen die Materialermüdung. Mit zunehmendem Alter der Hardware steigt die Wahrscheinlichkeit nichtlinearer Verbindungen. Da sich PIM-Probleme schleichend entwickeln, arbeiten Netzwerke oft über lange Zeiträume unterhalb ihrer optimalen Effizienz, ohne dass dies erkannt wird. In dieser Zeit verbrauchen die Endgeräte mehr Strom als nötig.

Das Verständnis des Zusammenhangs zwischen PIM und Energieverlust hilft Netzbetreibern zu verstehen, warum Beschwerden bezüglich der Batterieleistung häufig auf HF-Probleme und nicht auf Hardwaredefekte hinweisen. Ein Netzwerk mit fehlerfreien passiven Komponenten sorgt dafür, dass Geräte häufiger im Energiesparmodus bleiben. Diese Stabilität führt zu längerer Akkulaufzeit, weniger Verbindungsabbrüchen und einem konsistenteren Nutzererlebnis.

Wie Anritsu PIM-Tester die Netzwerkeffizienz verbessern

Die PIM-Tester von Anritsu spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz der Akkulaufzeit in drahtlosen Netzwerken. Diese Geräte erkennen, messen und isolieren passive Intermodulation direkt an der Quelle, sodass Netzwerkteams Probleme beheben können, bevor diese die Geräteleistung beeinträchtigen. Eine saubere passive Infrastruktur führt zu einem geringeren Sendeleistungsbedarf und einer längeren Akkulaufzeit für jedes angeschlossene Gerät.

Die Lösungen von Anritsu zeichnen sich durch ihre Genauigkeit und Praxistauglichkeit aus. Der Anritsu MW82119B PIM Master wird häufig zur Standortverifizierung von 4G- und 5G-Netzen eingesetzt, da er über mehrere Frequenzbänder hinweg stabile Ergebnisse liefert. Er verwendet zwei Hochleistungs-Testtöne, oft mit 2 × 43 dBm , um nichtlineare Elemente in Kabeln, Antennen und Steckverbindern aufzudecken. Hochleistungstests sind unerlässlich, da PIM eher unter realen Lastbedingungen als bei Messungen mit geringer Leistung im Labor auftritt.

Diese Tester messen Intermodulationsprodukte bis in den niedrigsten Bereich. Viele Netzwerke streben eine PIM-Performance von besser als −150 dBc an, insbesondere in modernen Mehrbandinstallationen. Steigt die PIM über diesen Schwellenwert, sinkt die Uplink-Qualität und die Geräte beginnen, mit höherer Leistung zu senden. Durch die Erkennung kleinster Abweichungen im passiven Verhalten verhindern die Systeme von Anritsu diese Kettenreaktion.

Anritsu-Tester bieten auch eine PIM-Distanzanalyse. Diese Funktion hilft Technikern, die genaue Ursache nichtlinearer Mischungen zu lokalisieren, sei es eine korrodierte Verbindung, ein beschädigtes Kabel oder eine lockere Schraube. Die punktgenaue Lokalisierung reduziert Ausfallzeiten und eliminiert Spekulationen. Werden Probleme schnell behoben, bleiben Netzwerke effizient und stabil.

Ein weiterer Vorteil ist die Unterstützung von Multiband-Tests. Viele aktuelle Installationen arbeiten in den Frequenzbändern 700 MHz, 850 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz und im mittleren 5G-Frequenzbereich. PIM-Probleme variieren in diesen Bändern, da unterschiedliche Materialien, Steckverbinder und mechanische Belastungen sie unterschiedlich beeinflussen. Die Messgeräte von Anritsu ermöglichen es Anwendern, jedes Band unabhängig zu testen und die Leistung unter realistischen Bedingungen zu validieren.

Der Anritsu Field Master Pro™ ergänzt PIM-Tests durch Echtzeit-Spektrumanalyse. Er erkennt vorübergehende Störungen, die bei geplanten Tests möglicherweise nicht auftreten. Echtzeitdaten ermöglichen es Teams, PIM-Spitzen mit Umgebungsänderungen, Stromschwankungen oder Wetterumschwüngen in Zusammenhang zu bringen. Diese langfristige Transparenz trägt zur Aufrechterhaltung einer stabilen HF-Leistung bei, was die Energieeffizienz der Geräte direkt verbessert.

Sauberere Netzwerke reduzieren die Belastung der Leistungsverstärker in Smartphones und IoT-Geräten. Bleiben die Uplink-Verbindungen frei, senden die Geräte weniger Wiederholungsversuche und bleiben länger im Energiesparmodus. Diese Effizienz ist besonders wichtig für die maschinelle Kommunikation, wo ein Batteriewechsel umständlich oder kostspielig ist.

Die PIM-Tester und Spektrumanalysetools von Anritsu ermöglichen gemeinsam einen proaktiven Ansatz zur Überwachung der HF-Systemqualität. Betreiber können Probleme frühzeitig erkennen, die Lebensdauer passiver Infrastruktur verlängern und sicherstellen, dass Geräte nur so viel Strom verbrauchen, wie sie tatsächlich benötigen.

Praktische Testmethoden zur Verlängerung der Gerätebatterielebensdauer

Ein strukturierter Testablauf ist unerlässlich, um PIM zu reduzieren und die Akkulaufzeit moderner Drahtlossysteme zu verlängern. Durch die Anwendung einheitlicher Testmethoden bleiben die Funkpfade sauber und die Geräte arbeiten mit minimalem Stromverbrauch. Die Tools von Anritsu unterstützen diese Abläufe durch präzise Messungen und umsetzbare Erkenntnisse.

Der erste Schritt ist die Basisprüfung während der Installation. Jeder neue Standort, jede Small Cell oder jeder DAS-Knoten sollte vor der Aktivierung einem Hochleistungs-PIM-Test unterzogen werden. Dadurch wird bestätigt, dass Kabel, Steckverbinder und Antennen die Leistungserwartungen erfüllen. Techniker testen häufig mit zwei 40–43 dBm starken Tönen über alle Betriebsfrequenzbänder hinweg. Die Festlegung einer soliden Basislinie hilft den Teams, zukünftige Leistungsabweichungen zu erkennen, die zu einem höheren Stromverbrauch der Geräte führen könnten.

Regelmäßige vorbeugende Wartung spielt eine entscheidende Rolle. Viele Betreiber führen PIM-Prüfungen je nach Witterungseinflüssen und Standortauslastung alle sechs bis zwölf Monate durch. Umwelteinflüsse wie Temperaturschwankungen, Windvibrationen und Feuchtigkeit führen allmählich zu nichtlinearen Verbindungen. Regelmäßige Messungen erkennen Verschleißerscheinungen frühzeitig. Dadurch werden längere Phasen mit übermäßigem Stromverbrauch der Endgeräte vermieden.

Die PIM-Distanzmessung ist für die Fehlersuche unerlässlich. Wird PIM erkannt, verhindert die genaue Lokalisierung des Fehlers unnötige Komponentenaustausche. Die PIM-Distanzmessung von Anritsu zeigt die Fehlerstelle innerhalb eines Kabelstrangs oder einer Antennenbaugruppe an. Techniker können das Problem eingrenzen, Steckverbinder festziehen, korrodierte Komponenten austauschen oder Kontaktflächen reinigen. Schnelle und präzise Reparaturen schützen die Netzwerkleistung und tragen zu einer effizienten Geräteübertragung bei.

Multiband-Tests gewährleisten eine umfassende Validierung. Jedes Frequenzband kann aufgrund mechanischer Belastungen und Materialveränderungen ein unterschiedliches PIM-Verhalten aufweisen. Werden nur einzelne Bänder getestet, bleiben versteckte Probleme unentdeckt. Es empfiehlt sich, die Frequenzen von LTE im niedrigen und mittleren Frequenzband sowie von 5G NR zu überprüfen. Dieser Ansatz garantiert eine konsistente Leistung für alle Geräteklassen, von stromsparenden IoT-Modulen bis hin zu Smartphones mit hohem Datendurchsatz.

Echtzeitüberwachung steigert die langfristige Effizienz. Der Field Master Pro™ erfasst schnell wechselnde Störereignisse, die herkömmliche Scans möglicherweise übersehen. Die Überwachung hilft, PIM-Spitzen mit Faktoren wie Verkehrslast, Wetteränderungen oder dem Einsatz schwerer Geräte in der Nähe des Standorts zu korrelieren. Diese Erkenntnisse ermöglichen es Teams, anfällige Hardware zu verstärken und störungsfreie Uplink-Verbindungen für eine optimale Akkunutzung aufrechtzuerhalten.

Die Dokumentation ist ein weiterer wichtiger Schritt. Die Erfassung von PIM-Werten, Testbedingungen und Fotos der Anlage trägt zur Erstellung einer Leistungshistorie bei. Im Laufe der Zeit lassen sich anhand dieser Daten Muster erkennen, die die Wartungsplanung unterstützen. Ein datenbasierter Ansatz sorgt nicht nur für effiziente Netzwerke, sondern verlängert auch die Lebensdauer passiver Komponenten und reduziert so Kosten und Ausfallzeiten.

Bei konsequenter Anwendung dieser Testmethoden wird sichergestellt, dass Geräte ihre Sendeleistung nur selten erhöhen müssen. Diese Stabilität schont die Akkulaufzeit und ermöglicht längere Betriebszyklen für Smartphones, Wearables und IoT-Systeme. Optimale HF-Bedingungen reduzieren zudem die Anzahl der Paketwiederholungen und verbessern so die Netzwerkkapazität und die Benutzerfreundlichkeit.

Abschluss

Eine lange Akkulaufzeit in drahtlosen Systemen beginnt mit der Aufrechterhaltung einer sauberen und stabilen HF-Umgebung. Passive Intermodulation (PIM) zählt nach wie vor zu den hartnäckigsten und oft übersehenen Gefahren für die Geräteeffizienz. Selbst geringe PIM-Werte können das Grundrauschen erhöhen und Smartphones, Sensoren und Industriegeräte zwingen, mit höherer Sendeleistung zu arbeiten. Diese unnötige Belastung verkürzt die Akkulaufzeit und beeinträchtigt die Netzwerkzuverlässigkeit.

Die PIM-Tester von Anritsu bieten eine leistungsstarke Lösung für diese Herausforderung. Dank Hochleistungsmessung, präziser PIM-Abstandsanalyse und Multiband-Unterstützung erkennen diese Geräte nichtlineare Fehler lange bevor diese Endnutzer beeinträchtigen. Sauberere Netzwerke reduzieren Uplink-Interferenzen und ermöglichen es Geräten, häufiger im Energiesparmodus zu arbeiten. Dies führt zu längeren Akkulaufzeiten und geringerem Wartungsaufwand, insbesondere bei großen IoT-Installationen.

Praktische Testverfahren integrieren diese Vorteile in den täglichen Betrieb. Basismessungen, regelmäßige Wartung, Mehrbandprüfungen und Echtzeitüberwachung helfen Technikern, die Qualität passiver Komponenten langfristig zu erhalten. Eine konsistente Dokumentation unterstützt eine bessere Planung und stellt sicher, dass sich die HF-Eigenschaften mit zunehmendem Alter der Infrastruktur verbessern und nicht verschlechtern.

Investieren Netzbetreiber in präzise PIM-Erkennung, profitiert das gesamte Mobilfunk-Ökosystem. Geräte bleiben kühler und haben eine längere Lebensdauer. Netzwerke bieten eine zuverlässigere Leistung. Nutzer profitieren von stabileren Verbindungen mit weniger Verbindungsabbrüchen. Vor allem aber sinkt der Energieverbrauch von Millionen von Geräten, was langfristig zu Kosteneinsparungen und mehr Nachhaltigkeit führt.

Eine solide PIM-Managementstrategie ist nicht länger optional. Sie ist eine Kernvoraussetzung für jedes Netzwerk, das zuverlässige und energieeffiziente drahtlose Kommunikation im 4G-, 5G- und IoT-Zeitalter unterstützen möchte.