ব্লগ

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (ইএমআই) এর কাছে আরএফ ক্যাবলের দুর্বলতা বোঝা

কো-অ্যাক্সিয়াল ক্যাবলগুলিতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (ইএমআই) এর ভূমিকা

RF সংকেতগুলি বিশৃঙ্খল হয়ে যায় যখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) কো-অ্যাক্সিয়াল ক্যাবলের পরিবাহীগুলির মধ্যে দিয়ে অবাঞ্ছিত তড়িৎ প্রবাহিত হয়। এই সমস্যাগুলি ঘটে কারণ সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই বা কাছাকাছি ওয়্যারলেস ট্রান্সমিটারগুলির মতো বাইরের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রগুলি আসলে অন্তর্নিহিত পরিবাহী উপকরণের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। ফলাফলটি হল যে শব্দটি সিস্টেমে প্রবেশ করে এবং লাইন বরাবর তথ্য স্থানান্তরের প্রক্রিয়াটিকে বিঘ্নিত করে। আমরা এই ধরনের সমস্যা বিশেষত কারখানাগুলিতে দেখেছি যেখানে মানুষ সঠিকভাবে শিল্ডযুক্ত RF ক্যাবল ব্যবহার করে না। EMI-এর কারণে ঘটিত সেই সমস্ত প্যাকেট সংঘর্ষের কারণে এই ধরনের পরিস্থিতিতে ডেটা স্থানান্তরের গতি চল্লিশ শতাংশ পর্যন্ত কমে যেতে পারে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কম্প্যাটিবিলিটি জার্নালে প্রকাশিত সম্প্রতি একটি গবেষণা এটির পক্ষে সমর্থন দিয়েছে, যা কঠোর পরিবেশে নির্ভরযোগ্য যোগাযোগের জন্য শিল্ডিংয়ের গুরুত্ব স্পষ্ট করে দেখায়।

RF সংকেত স্থানান্তরকে প্রভাবিত করা EMI-এর সাধারণ উৎস

ইএমআই-এর প্রধান উৎস হল শক্তি লাইনগুলি যা 50 হার্জের বেশি ফ্রিকোয়েন্সিতে চলে যা আমরা প্রায়শই শহরের চারপাশে কারখানাগুলিতে দেখি। তারপরে অনেক রকম ওয়্যারলেস জিনিসপত্রও রয়েছে যেমন এখন সর্বত্র উপস্থিত ওয়াই-ফাই রাউটার এবং মোবাইল টাওয়ার এন্টেনা। এছাড়াও শিল্প সরঞ্জামগুলি যেমন আর্ক ওয়েল্ডার এবং মোটর নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহৃত পরিবর্তনশীল ফ্রিকোয়েন্সি চালিত ড্রাইভগুলি ভুলবেন না। এই সমস্ত জিনিস কিলোহার্জ থেকে শুরু করে গিগাহার্জ পর্যন্ত বিস্তৃত বৈদ্যুতিক চৌম্বকীয় তরঙ্গ ছড়িয়ে দেয়। যখন আরএফ ক্যাবলগুলি এই ধরনের ব্যাঘাতের বিরুদ্ধে সঠিকভাবে আবদ্ধ হয় না, তখন সেগুলি দ্রুত ভিড়ে পড়ে। শহরগুলির কথা বিবেচনা করুন যেখানে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সরঞ্জামগুলি কাছাকাছি করে প্যাক করা হয়, সেখানে সংকেতের মান উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। পরিমাপে দেখা যায় যে সংকেত থেকে শব্দ অনুপাতটি সঠিকভাবে রক্ষিত সেটআপগুলির তুলনায় 15 থেকে সম্ভবত 25 ডেসিবেল খারাপ হয়ে যায়।

অনাবৃত বা একক-আবরণযুক্ত আরএফ ক্যাবলগুলি উচ্চ-শব্দ পরিস্থিতিতে কীভাবে ব্যর্থ হয়

মৌলিক বুনন বিদ্যুৎ চৌম্বকীয় পরিবর্ধন সহ সাধারণ একক-আবরণযুক্ত আরএফ ক্যাবলগুলি সাধারণত 60 থেকে 70 শতাংশ আবরণ নিয়ে কাজ করে, যার ফলে উচ্চ কম্পাঙ্কের ইএমআই ঢুকে পড়ার জন্য ক্ষুদ্র ফাঁক থেকে যায়। যেসব জায়গায় যেমন ডেটা কেন্দ্র বা যেখানে বৈদ্যুতিক শব্দের পরিমাণ বেশি হয়, সেখানে এই ফাঁকগুলি প্রকৃত সমস্যার সৃষ্টি করে। সংকেতের শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়, কখনও কখনও 2.4 GHz কম্পাঙ্কে প্রতি মিটারে প্রায় 3 dB করে হারায়। এখানেই দ্বিগুণ আবরণের প্রয়োজন পড়ে। এই ক্যাবলগুলিতে ফয়েল এবং বুনন উভয় আবরণের স্তর থাকে যা ওই ফাঁকগুলি প্রায় সম্পূর্ণ দূর করে দেয়। ফলাফলটি হল ব্যাঘাতের বিরুদ্ধে অনেক ভালো সুরক্ষা এবং ব্যবহৃত কম্পাঙ্কের পরিসর যাই হোক না কেন নিয়মিত ভালো কার্যকারিতা।

ডাবল শিল্ডিং কীভাবে আরএফ ক্যাবলের ব্যাঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়

বুনন এবং ফয়েল শিল্ড: ডবল-শিল্ডযুক্ত আরএফ ক্যাবলে সংযুক্ত প্রতিরক্ষা

ডবল শিল্ডিংয়ের সাথে RF ক্যাবলগুলি দুটি স্তর নিয়ে কাজ করে যা একসাথে বাধা দেয় ইন্টারফেরেন্সের। বাইরের স্তরটি তৈরি করা হয় ব্রেডেড কপার দিয়ে এবং ভিতরেরটি হয় অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দিয়ে। একসাথে এগুলি প্রকৌশলীদের কাছে ডুয়াল ডিফেন্স সিস্টেম হিসাবে পরিচিত, যা কম এবং বেশি ফ্রিকোয়েন্সি থেকে আগত বিভিন্ন ধরনের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্সের বিরুদ্ধে কাজ করে। একক স্তরের শিল্ডগুলি আর কার্যকর হয় না কারণ সবসময় কিছু না কিছু ফাঁক থাকে যা অবাঞ্ছিত সংকেতগুলি পার হয়ে যেতে দেয়। পরীক্ষার ফলাফল দেখলে দেখা যায় যে 1 থেকে 10 GHz স্পেকট্রামে ডবল শিল্ডিং সাধারণ একক স্তরের ক্যাবলের তুলনায় 40 থেকে 60 dB ভালো সংকেত রক্ষা প্রদান করে। বর্তমানে যাঁদের কাজ RF সিস্টেম নিয়ে, বিশেষ করে যেসব এলাকায় ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি ঘন ঘন ব্যবহৃত হয়, এই ধরনের পারফরম্যান্সের পার্থক্য তাঁদের পুরো সেটআপের জন্য সমালোচনামূলক ভূমিকা পালন করতে পারে।

পৃথক ভূমিকা: ফ্লেক্সিবিলিটি এবং কভারেজের জন্য ব্রেড, সম্পূর্ণ আলাদা করার জন্য ফয়েল

আবৃত শিল্ডিং ভালো যান্ত্রিক শক্তি প্রদান করে এবং সেইসাথে প্রতিবার বাঁকানোর পর ভেঙে না যাওয়া পর্যন্ত নমনীয়তা বজায় রাখে। কিন্তু এই বোনা ডিজাইনের একটি অসুবিধা রয়েছে - প্রায় 5 থেকে 15 শতাংশ পৃষ্ঠ সম্পূর্ণ অনুপস্থিত থাকে। এখানেই আলুমিনিয়াম ফয়েল লাইনিংয়ের প্রয়োজন হয়, যা ক্যাবলের চারপাশে একটি সম্পূর্ণ বৃত্তাকার পরিবাহী স্তর তৈরি করে। এই দুটি উপাদান একসাথে কাজ করলে কঠিন পরিবেশেও সংকেতের গুণমান বজায় রাখে। শক্তিশালী ইলেকট্রিক মোটরের পাশাপাশি ক্যাবল চালানো বা কারখানা এবং যোগাযোগ কেন্দ্রগুলিতে সেল টাওয়ার এবং রেডিও সরঞ্জামের কাছাকাছি এমন জায়গাগুলি ভাবুন। এই জায়গাগুলিতেই তড়িৎ চৌম্বকীয় ব্যতিক্রম (ইএমআই) ডেটা স্থানান্তরের জন্য প্রকৃত সমস্যা হয়ে দাঁড়ায়।

শিল্ডিং প্রভাবশীলতা মেট্রিক: ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের ওপর ডিবি কমতি

ডবল-শিল্ডযুক্ত ক্যাবলে শিল্ডিং প্রভাবশীলতা (SE) ডেসিবেল (dB) কমতির মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়, যার কার্যকারিতা ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের ওপর নির্ভর করে:

• নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি ইএমআই (1–100 মেগাহার্জ): 90–110 dB কমতি
• উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইএমআই (1–10 GHz): 70–90 ডিবি হ্রাস

এই মানগুলি একক-স্তরের শিল্ডের চেয়ে বেশি 30–50%, আইইসি 62153-4 এর মতো আন্তর্জাতিক ইএমসি মানদণ্ডের অধীনে যাচাই করা হয়েছে। 5G বেস স্টেশনগুলিতে ক্ষেত্র ব্যবহারে দেখা গেছে যে ফয়েল-শুধুমাত্র ডিজাইনের তুলনায় দ্বিগুণ শিল্ডিং শীর্ষ ইন্টারফেরেন্স ইভেন্টগুলির সময় প্যাকেট ক্ষতি 87% হ্রাস করে।

শিল্ড অখণ্ডতা এবং টার্মিনেশন: নিরবিচ্ছিন্ন RF সুরক্ষা নিশ্চিত করা

RF সিগন্যাল ফিডেলিটি বজায় রাখতে শিল্ড অবিচ্ছিন্নতা কেন গুরুত্বপূর্ণ

ভালো সংকেতের মান বজায় রাখা এবং অবাঞ্ছিত তড়িৎ-চৌম্বকীয় ব্যাঘাত রোধ করতে চলমান আবরণ বজায় রাখা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। 2024 এর সাম্প্রতিক গবেষণা থেকে দেখা গেছে যে মাত্র অর্ধেক মিলিমিটার পরিমাপের ক্ষুদ্র ফাঁকও সংকেতে ব্যাপক বিকৃতি ঘটাতে পারে, 6 গিগাহার্জ ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রায় 24 ডেসিবেল পর্যন্ত কমিয়ে দিতে পারে। যখন আবরণগুলি সম্পূর্ণ থাকে, তখন এগুলি আমাদের স্কুলে পড়া ফ্যারাডে কেজের মতো কাজ করে, বাইরের শব্দ বাইরে রাখে এবং রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি শক্তিকে ভিতরে আবদ্ধ করে রাখে। কিন্তু যখন আবরণে ভাঙন দেখা দেয়, তখন এগুলি অজ্ঞাতসারে এন্টেনা হয়ে যায়। এর ফলে একসাথে চলমান ক্যাবলগুলির মধ্যে ক্রসটক তৈরি হয় এবং ফেডারেল কমিউনিকেশনস কমিশনের নির্গমন মানদণ্ডের ক্ষেত্রে ব্যর্থ হওয়ার গুরুতর ঝুঁকি তৈরি হয়, যা কোনও পণ্য সার্টিফিকেশন প্রক্রিয়ায় কাম্য নয়।

ডবল-শিল্ডযুক্ত আরএফ ক্যাবলের প্রদর্শনে খারাপ কানেক্টর টার্মিনেশনের প্রভাব

যখন সমাপ্তি ঠিকভাবে করা হয় না, তখন সেই ডবল শিল্ডগুলি তাদের কাজ ঠিকমতো করতে ব্যর্থ হয় এবং আসলে রেজন্যান্ট স্ট্রাকচারে পরিণত হয় যা ইএমআই সমস্যাগুলি রোধ করার পরিবর্তে তা আরও খারাপ করে তোলে। পরীক্ষাগুলি আরও অবাক করা একটি বিষয় দেখায় - যখন ফয়েল স্তর এবং কানেক্টরের মধ্যে দুর্বল বন্ধন থাকে, তখন গ্রাউন্ড লুপ কারেন্ট প্রায় 18 গুণ বেশি হয়ে যায় যেটা আমরা সঠিকভাবে তৈরি করা RF ক্যাবলগুলিতে দেখি। পরবর্তী ঘটনা আরও বেশি উদ্বেগজনক। এই ত্রুটিপূর্ণ সংযোগগুলি নিজেরাই রেডিয়েশনের মাধ্যমে দ্বিতীয় উৎসে পরিণত হয়, যা মূলত সেই শিল্ডিংয়ের দুটি স্তরের কারণে পাওয়া যাওয়া 65% থেকে হয়তো এমনকি 90% পর্যন্ত সুরক্ষা নিষ্ক্রিয় করে দেয়। এটি এমন কোনও ব্যবস্থার উপর নির্ভরশীল ব্যক্তিদের জন্য বিপুল ক্ষতি।

কেস স্টাডি: ব্রডকাস্ট সিস্টেমগুলিতে শিল্ড অসমাপ্ততার কারণে ক্ষেত্র ব্যর্থতার বিশ্লেষণ

গত মৌসুমে তাদের লাইভ সম্প্রচারের সময় ওয়্যারলেস ক্যামেরা সেটআপের সঙ্গে গুরুতর সমস্যা হয়েছিল দেশের এক বড় জাতীয় সম্প্রচারকের, প্রায় 12% ডেটা প্যাকেট হারিয়ে যায়। বিষয়টি পরীক্ষা করে দেখার পর, প্রকৌশলীদের দল জানতে পারে যে প্রায় প্রতি নয়টি কেবলের মধ্যে আটটিতে ফয়েল শিল্ডিং ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল। মূলত কোণাগুলোতে এবং সরঞ্জামের চারপাশে কেবলগুলো প্রস্তুতকারকের দ্বারা নিরাপদ ম্যানিপুলেশনের জন্য সুপারিশ করা মানের তুলনায় অনেক বেশি বাঁকানো হচ্ছিল। এর ফলে ক্ষতিগ্রস্ত শিল্ডিং থেকে ক্যামেরা সংকেতগুলোতে ব্যাঘাত ঘটাতে থাকা 2.5 GHz ফ্রিকোয়েন্সির ব্যান্ড 41-এ কাজ করা কাছাকাছি সেল টাওয়ারগুলো থেকে হস্তক্ষেপ শুরু হয়ে যায়। সমাধানটি কী হয়েছিল? তারা সেই পুরানো কেবলগুলো সবগুলো প্রতিস্থাপন করে নতুন কেবল দিয়ে যাতে ডবল লেয়ার শিল্ডিং এবং উপযুক্ত টার্মিনেশন পয়েন্ট ছিল। এর ফলে সংকেতের মান পুনরায় গ্রহণযোগ্য মাত্রায় পৌঁছে যায়, IEC 62153-4 স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী তড়িৎ চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপের বিরুদ্ধে প্রায় 98.7% রক্ষা প্রদান করে যা শিল্প মান প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

অ্যাপ্লিকেশন এবং প্রবণতা: ডবল শিল্ডযুক্ত RF কেবলগুলো সর্বোচ্চ মূল্য প্রদান করে যেখানে

তুলনামূলক কর্মক্ষমতা: বাস্তব বিশ্বের RF পরিবেশে ফয়েল বনাম ব্রেইড বনাম ডবল শিল্ডিং

রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির ক্ষেত্রে, যেখানে ইন্টারফেরেন্স প্রধান সমস্যা, সেখানে ব্যবহৃত শিল্ডিংয়ের ধরনটি সব থেকে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। ফয়েল শিল্ডিং প্রায় 85 থেকে 90 শতাংশ কভারেজ দেয় এবং এটি যুক্তিসঙ্গত মূল্যে পাওয়া যায়, কিন্তু সময়ের সাথে সাথে এটি পদার্থিক চাপ সহ্য করতে পারে না। ব্রেডেড শিল্ডিং এর দৃঢ়তার জন্য পরিচিত এবং এটি 95 শতাংশের বেশি কভারেজ দেয়, যদিও এখনও কিছু ক্ষুদ্র অংশ সম্পূর্ণ রক্ষা ছাড়াই থাকবে। যখন প্রস্তুতকারকরা ডবল-শিল্ডেড ক্যাবলগুলিতে ফয়েল এবং ব্রেড উভয়ই একসাথে ব্যবহার করেন, তখন তারা প্রায় 99.9 শতাংশ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স হ্রাস পায় বাস্তব শিল্প পরিস্থিতিতে এবং এই সংমিশ্রিত শিল্ডগুলি সাধারণ একক স্তরের বিকল্পগুলির তুলনায় সিগন্যাল লিকেজ প্রায় 40 ডেসিবেল কমিয়ে দেয়, যা ব্যস্ত উত্পাদন কারখানা বা ঘন শহুরে অঞ্চলগুলিতে বেশ গুরুত্বপূর্ণ যেখানে 5G নেটওয়ার্কগুলি নিয়ত ক্রিয়াশীল থাকে।

ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ জুড়ে পারফরম্যান্স: আধুনিক RF সিস্টেমগুলিতে MHz থেকে GHz পর্যন্ত

ডবল শিল্ডিং 50 মেগাহার্টজ থেকে 40 গিগাহার্টজ পর্যন্ত শক্তিশালী কর্মক্ষমতা বজায় রাখে, যা মাল্টি-ব্যান্ড 5G রেডিও এবং সামরিক যোগাযোগ ব্যবস্থার চাহিদা পূরণ করে। পরীক্ষার তথ্য এর শ্রেষ্ঠত্ব প্রদর্শন করে:

ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড	একক-শিল্ড কমিয়ে দেওয়া	ডবল-শিল্ড কমিয়ে দেওয়া
900 মেগাহার্টজ	65 ডিবি	৮৫ ডিবি
2.4 GHz	55 ডিবি	78 ডিবি
28 গিগাহার্টজ	32 ডিবি	63 ডিবি

স্তরিত স্থাপত্য উচ্চ কম্পাঙ্কে ত্বকের প্রভাবের সীমাবদ্ধতা প্রতিরোধ করে, মিলিমিটার-ওয়েভ সিস্টেমের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যেখানে মাত্র 0.1 ডিবি ক্ষতি পর্যন্ত ফেজড অ্যারে অ্যান্টেনা অপারেশন ব্যাহত করতে পারে।

5G, IoT এবং হাই-ডেনসিটি RF ইনফ্রাস্ট্রাকচারে গ্রহণের পরিসর বৃদ্ধি

২০২৫ এর মধ্যে ৫জি বেস স্টেশনের সংখ্যা তিনগুণ বাড়ার প্রত্যাশা করা হচ্ছে, এবং ইতিমধ্যে শহরগুলিতে নতুন ছোট ছোট সেলগুলির প্রায় দুই তৃতীয়াংশ এই ডবল শিল্ডযুক্ত আরএফ কেবল ব্যবহার করছে। এগুলোকে এত ভালো করে কী তৈরি করেছে? আসলে, এগুলো পাওয়ার লাইন থেকে আসা ব্যাঘাত এবং কাছাকাছি এন্টেনাগুলোতে ধাক্কা মেরে সংকেতগুলোকে বাধা দেয়, যা মাইক্রোভোল্ট স্তরের খুব স্থিতিশীল পাঠের প্রয়োজনীয়তা সহ আইওটি সেন্সরগুলোর ক্ষেত্রে খুব গুরুত্বপূর্ণ। প্রধান কেবল প্রস্তুতকারকরাও কিছু আকর্ষণীয় বিষয় লক্ষ করেছেন। যেসব শহর এই আরও ভালো শিল্ডযুক্ত সিস্টেমগুলো ইনস্টল করেছে, পুরানো ব্রেইডেড কেবলগুলোর তুলনায় সমস্যা সংশোধনের প্রায় ২২ শতাংশ কম সমস্যা দেখা গেছে। শিল্প আইওটি সরঞ্জাম দিয়ে পরিপূর্ণ এলাকা বা যেসব ইলেকট্রিক গাড়ি চার্জিং স্পটের কাছাকাছি তড়িৎ চৌম্বকীয় শব্দ সাধারণত সবচেয়ে খারাপ হয়, সেখানে এই পার্থক্যটি সবচেয়ে বেশি পরিষ্কার হয়ে ওঠে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

আরএফ কেবলে তড়িৎ চৌম্বকীয় ব্যাঘাতের কারণ কী?

ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স প্রায়শই ওয়াই-ফাই রাউটার, বিদ্যুৎ লাইন এবং শিল্প সরঞ্জামের মতো কাছাকাছি ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি থেকে সংকেত নির্গমনের কারণে হয়, যা RF কেবলগুলির সাথে যোগাযোগ করে এবং সিস্টেমে শব্দ প্রবর্তন করে।

ডবল-শিল্ডেড RF কেবলের সুবিধা কী?

ডবল-শিল্ডেড RF কেবলগুলি ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্সের বিরুদ্ধে উল্লেখযোগ্যভাবে ভাল সুরক্ষা প্রদান করে। এতে ব্রেড এবং ফয়েল উভয় শিল্ডই রয়েছে, একক-স্তরের শিল্ডের তুলনায় সর্বোপরি 99.9% EMI হ্রাস করে।

অযোগ্য টার্মিনেশন কীভাবে RF কেবলের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারে?

খারাপ কানেক্টর টার্মিনেশনের ফলে ফাঁকগুলি রেজোন্যান্ট স্ট্রাকচারের মতো কাজ করতে পারে, EMI সমস্যা আরও খারাপ করে তুলতে পারে। এর ফলে ভূমি লুপ কারেন্টের বৃদ্ধি ঘটতে পারে, ডবল-স্তরের কেবলগুলির শিল্ডিং কার্যকারিতা বাতিল করে দিতে পারে।

ব্রডকাস্ট সিস্টেমগুলিতে RF কেবলের নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণ কেন গুরুত্বপূর্ণ?

নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণের মাধ্যমে শীল্ডিং এর অখণ্ডতা বজায় রাখা হয়, যা বিরতি থেকে উদ্ভূত ব্যাঘাত প্রতিরোধ করে। ঘন ইলেকট্রনিক পরিবেশে উচ্চমানের সংকেত স্থানান্তর বজায় রাখতে এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।