Blog

Forståelse af RF-fødekabler: Kernefunktioner og typer

Hvad er RF-fødekabler, og hvordan fungerer de i cellulære netværk?

RF-fødekabler transporterer de radiofrekvente signaler frem og tilbage mellem vigtige dele af cellulære netværk såsom antenner og baseband-enheder. De fleste koaksiale konstruktioner har fire hoveddele indeni – startende med en kobbertråd i midten, derefter omviklet med et såkaldt dielektrisk materiale, der fungerer som isolation. Rundt om dette kommer metallisk afskærmning for at blokere uønsket støj, alt sammen beskyttet af et ydre kabelomklædning mod fysisk skade. Afskærmningsdelen er særlig kritisk, da den forhindrer elektromagnetisk støj i at forstyrre signalerne, mens det dielektriske materiale hjælper med at holde systemet kørende problemfrit ved at opretholde korrekte elektriske egenskaber. Når vi specifikt taler om 5G, bliver disse lavtabskabler absolut nødvendige, da de skal kunne håndtere de ekstremt høje frekvenser i millimetrebølgeområdet uden at miste for meget signalmæssig styrke undervejs.

Almindelige typer af koaksialkabler: RG vs LMR-serien

Telekommunikationsoperatører anvender primært to typer koaksiale fødekabler:

Serie	Dæmpning (dB/100fod @ 2 GHz)	Brugstilfælde
Rg	6.8–9.1	Kortrækkevidde indendørs links
LMR	2.2–3.7	Lavtab udendørs installationer

LMR-kabler har cirka 23 % lavere signaltab ved høje frekvenser end standard RG-varianter, hvilket gør dem mere velegnede til 5G-makrosites med kabelløb over 100 fod.

Impedans forklaret: 50 Ohm vs 75 Ohm i telekommunikationsapplikationer

Når der opstår en impedanstemismatch i systemet, reflekteres signaler tilbage i stedet for at bevæge sig korrekt fremad, hvilket påvirker netværks effektivitet negativt. De fleste, der arbejder inden for tv-udsendelser, bruger stadig 75 ohm kabler, fordi de fungerer godt til dette formål. Men når det kommer til mobiltelefonmast og anden trådløs infrastruktur, foretrækker næsten alle i dag 50 ohm kabler. De kan håndtere meget mere effekt end deres 75 ohm-modstykker, nogle gange op til 5 kilowatt, og samtidig taber de mindre signaleffekt undervejs. Ifølge en nyere brancheberetning fra starten af 2024 installerer omkring 9 ud af 10 teleselskaber 50 ohm kabler mellem antenner og deres fjernstyrede sende- og modtageenheder (RRU). Dette valg er forståeligt set i lyset af kravene fra moderne mobilnet.

Minimering af signalsvind: Kabellængde, tykkelse og frekvenstab

Hvordan signalsvind øges med afstand og frekvens

Når signaler bevæger sig længere og opererer ved højere frekvenser, mister de naturligt styrke. Tabet ligger typisk mellem 0,2 og 1,5 dB pr. 100 fod kabel, selvom dette varierer afhængigt af hvilken type kabel der er tale om og hvilket frekvensområde det arbejder i. Tag for eksempel 900 MHz – almindelige gamle koaks-kabler vil opleve et signaltab på ca. 11 dB efter blot 100 fod, mens de nyere low-loss-kabler reducerer dette til omkring 8 dB. Situationen forværres, når vi går op til højere frekvenser. Ser man på 5G, der kører på 3,5 GHz-bånd, i sammenligning med ældre 4G-signaler under 2 GHz, lider den nyere teknologi næsten 2,5 gange mere signaltab. Der findes faktisk to forskellige måder, hvorpå disse tab optræder. Når vi taler om kabellængde, bliver signalet svagere i direkte forhold til, hvor langt det bevæger sig. Men frekvens fungerer anderledes – det er ikke bare lidt værre, det bliver eksponentielt værre, når vi går højere. Så hvis nogen forsøger at fordoble deres kabellængde, vil de også fordoble deres signaltab. Og glem alt om at gå meget længere end det uden alvorlige signalproblemer.

Afbalancering af kabeldiameter og dæmpning for optimal ydeevne

Kabler med større diameter reducerer dæmpning, men øger stivhed og omkostninger. For eksempel reducerer et 0,5 tommer kabel signaltab med 40 % i forhold til en 0,25 tommer version ved 3 GHz. Tykkere kabler er dog vanskeligere at rute i trange rum. Operatører vurderer ofte afvejningerne ud fra følgende kriterier:

Diameter (tommer)	Fleksibilitetsvurdering	Dæmpning ved 3 GHz (dB/100fod)
0.25	Høj	6.8
0.5	Moderat	4.1
0.75	Lav	2.9

Frekvensafhængige tabsegenskaber i 4G- og 5G-bånd

Dagens netværksinfrastruktur skal kunne håndtere signaler over et bredt frekvensspektrum, der rækker fra 600 MHz helt op til 40 GHz. Ældre 4G LTE-teknologi, der opererer mellem 700 og 2600 MHz, oplever generelt en signaldeteriorering på omkring 3 til 8 dB for hver 100 fod med almindelige kabler. Det bliver mere kompliceret ved nyere teknologier. 5G mid-band ved 3,5 GHz står over for væsentligt større tab, nogle gange op til 12 dB over samme afstand. Og så har vi de høje frekvenser i millimeterbølgeområdet mellem 24 og 40 GHz, som absolut kræver særlige ultra lavtabskabler for at holde signalet over farlige 15 dB fald. Disse forskelle er meget vigtige for beslutninger i praktisk implementering.

Bedste praksis til reduktion af signaldeteriorering i fødekabler

1. Minimer kabelløb : Reduktion af længden med 50 fod kan mindske signaltabet med 30–55 %, afhængigt af frekvens
2. Brug forforbindelsesmonterede kabler : Fabriksafsluttede samlinger minimerer risikoen for passiv intermodulation (PIM) under installation i feltet
3. Undgå skarpe bøjninger : Overhold bøjningsradius på mindst 10× kabeldiameteren for at undgå impedansforstyrrelser
4. Vælg materialer med lav tab : Skumdielektriske kerner giver 18–22 % bedre højfrekvensydeevne end fast polyethylen

Ved at tilpasse kabelspecifikationerne til udrulningsafstand, frekvens og miljøforhold kan operatører reducere udbrud relateret til dæmpning med op til 67 %, samtidig med at signalet-til-støj-forholdet (SNR) holdes over operationelle tærskler.

Sikring af frekvens- og båndbreddekompatibilitet for moderne netværk

Understøttelse af 4G LTE og 5G NR: Krav til frekvensområde

Dagens kommunikationsnetværk har brug for fødekabler, der kan håndtere både 4G LTE-frekvensområderne fra 700 til 2600 MHz samt de nyere 5G NR-signaler, der rækker helt op til 7,125 GHz. Set i lyset af forskellige dele af spektret forbliver Sub-6 GHz-området meget vigtigt for at opnå den optimale balance mellem god dækning og tilstrækkelig datakapacitet. Derudover findes der millimetrebølgefrekvenser mellem 24 og 47 GHz, som kræver specielle kabler med næsten ingen signalsvind, da de fungerer bedst over kortere afstande, men til gengæld tilbyder enorm båndbreddekapacitet. For netoperatører, der forsøger at følge med i ændrede behov, giver det mening at anvende kabler, der understøtter flere frekvensbånd, da det giver dem mulighed for at udnytte de tilgængelige spektrumressourcer optimalt, mens infrastrukturen fortsat udvikler sig over tid.

Båndbreddekravene i telekommunikation med høj datarate

5G-kanaler kræver båndbredder på 100–400 MHz per bærer, langt over LTE's grænse på 20 MHz. For at opretholde signalkvalitet bør fødekabler have VSWR-forhold under 1,5:1 for at minimere refleksioner, som kan forstyrre 4K-videostreaming og store IoT-datastrømme.

Balancering af support for ældre netværk med fremtidsikret ydelse

Operatører skal sikre kompatibilitet med eksisterende 3G- og 4G-tjenester samtidig med forberedelsen til 5G-Advanced, som har sigte på maksimale gennemløb på op til 10 Gbps. Fasestabile kabler med konstante dielektriske egenskaber sikrer pålidelig ydelse i miljøer med blandede frekvenser og reducerer fasedistortion i MIMO- og beamforming-anvendelser.

Vurdering af multibånds fødekabler for netværksfleksibilitet

Dobbeltbånd og tredobbelt båndfødekabler kan reducere infrastrukturkostnader med op til 30 % i overgangszoner mellem landlige og byområder. Optimal design understøtter samtidig transmission ved 600 MHz (LTE) og 3,5 GHz (5G), med en dæmpning på højst 0,3 dB/m ved 40 °C, hvilket sikrer effektiv drift under reelle termiske belastninger.

Bevaring af signalkvalitet: PIM-ydelse og installationsfaktorer

Forståelse af passiv intermodulation (PIM) i cellulære systemer

Passiv intermodulation, eller PIM for forkortelsen, opstår, når de ikke-lineære punkter i passive komponenter begynder at skabe irriterende harmoniske signaler, som ingen ønsker. Vi ser, at dette problem især er blevet værre i 5G-netværk i nyere tid. Overgangen til højere frekvenser omkring 3,5 GHz gør situationen faktisk endnu værre og forårsager cirka 15 til 20 procent mere forvrængning end det, vi så med den gamle 4G-teknologi. Feltteknikere støder ofte på flere almindelige skyldnere, når de fejlsøger PIM-problemer. Korroderede stik er en stor faktor, ligesom løse samlinger, som ingen har taget sig tid til at stramme ordentligt efter installationen. Og lad os ikke glemme kabler, der simpelthen ikke passer godt sammen. Alle disse små problemer skaber interferens, der underminerer netværksydelsen og nedsætter den samlede kapacitet over tid.

Hvordan PIM påvirker netværkskapacitet og samtalekvalitet

Undersøgelser udført i feltmiljøer gennem hele 2023 viser, at når passiv intermodulation (PIM) forstyrrelse optræder, kan den reducere netværkets dataoverførselshastighed med op til 40 procent ved travle byzoner under myldretid. Når flere operatører arbejder i tætte områder, bliver disse problemer endnu værre, hvilket resulterer i afbrudte opkald og frustrerende langsomme internetforbindelser for brugerne. Netværksoperatører, der arbejder med fødekabler, hvor PIM-målinger overstiger -140 dBc, oplever typisk en stigning på omkring 30 % i antallet af kundeservicehenvendelser med klager over dårlig lydkvalitet ved telefonsamtaler og ustabile forbindelser. Dette er ikke blot et abstrakt problem for ingeniører – det påvirker direkte slutbrugernes oplevelser i tætbefolkede områder.

Valg og installation af lav-PIM fødekabler til tætte omgivelser

Lav-PIM fødekabler med sølvpladerede kontakter reducerer intermodulation med 85 % i forhold til standard aluminiumsgrænseflader. Vigtige installationspraksisser inkluderer:

• Drejekraftstyret fastspænding (25–30 N·m for N-type stik)
• Undgå buer, der er strammere end 10× kabeldiameteren
• Anvendelse af anti-oksidationsgel på udendørs tilslutninger

I millimeterbølge 5G-installationer forbedrer kabler med en PIM-værdi på ≤ -155 dBc signal-støj-forholdet med 12 dB og øger den effektive dækningsradius med 18 %. Almindelig PIM-test hvert 6.–12. måned hjælper med at opretholde overholdelse af 3GPP TS 37.145-standarder for interferenskontrol.

Miljømæssig holdbarhed og langvarig pålidelighed for fødekabler

Udfordringer ved udendørs installation: UV, fugt og ekstreme temperaturer

Fødekabler, der er installeret udendørs, skal klare alle mulige hårde forhold. Længerevarende udsættelse for UV-lys er et stort problem, og det fører ofte til, at polyethylenmuffer bryder ned med omkring 40 procent over bare fem år. Derudover er der ekstreme temperatursvingninger fra -40 grader Celsius op til 85 grader Celsius samt kraftige regnvejr, som nogle gange overstiger 100 millimeter i timen, og som kan skade dårlige tætninger på kablerne. Når kablerne lægges langs kystområder, bliver forholdene endnu værre, da salttåge forårsager korrosion. Forbindelser begynder at svigte hurtigere, og signaler forringes markant, hvis de ikke er ordentligt beskyttet mod dette marine miljø.

Vigtige beskyttelsesfunktioner: UV-bestsandighed, vandblokering og termisk stabilitet

For at klare barske forhold indeholder moderne fødekabler:

• UV-stabiliseret kappe (testet i henhold til UL 1581 MW 1100) bevarer ≥90 % trækstyrke efter 3.000 timers udsættelse
• Trefaset vandbeskyttelse kombinerer tør-kerne-teknologi med svejst aluminiumsarmoring for at forhindre fugtindtrængning
• Termisk stabile dielektrika vedligeholder VSWR <1,3:1 over temperaturer fra -55°C til +125°C

Disse funktioner sikrer konsekvent elektrisk ydeevne trods skiftende miljøforhold.

Industristandarder for holdbare, udendørs-certificerede fødekabler

Overensstemmelse med Telcordia GR-13-CORE garanterer en minimumslevetid på 20 år i krævende udendørs miljøer. Vigtige certificeringer inkluderer:

Standard	Nøglekrav	Relevans for kabler
IEC 60754-1	Halogensfri røgudvikling	Sikre installationer i tunneler/kældere
EN 50288-7-1	UV/vejrbestandighed	Direkte sollysudsættelse
ETSI EN 302 066	IP68 nedsænkningsskyddelse	Cellestationer i oversvømmelsesramte områder

RF-forsyningskabler FAQ

Hvad bruges RF-forsyningskabler til?

RF-forsyningskabler bruges til at overføre radiofrekvenssignaler mellem nøglekomponenter såsom antenner og baseband-enheder i cellulære netværk.

Hvilke typer koaksialkabler anvendes typisk i telekommunikation?

Telekommunikationsoperatører bruger primært RG- og LMR-koaksialkabler, hvor LMR tilbyder lavere signalsvind ved højere frekvenser.

Hvorfor foretrækker teleselskaber 50 Ohm kabler?

50 Ohm kabler foretrækkes, fordi de håndterer mere effekt effektivt med mindre signaltab sammenlignet med 75 Ohm kabler.

Hvordan påvirker kabeldiameteren signaludhævelse?

Større diameter kabler reducerer signaludhævelse, men øger stivheden og omkostningerne, hvilket kræver en omhyggelig vurdering af kompromisserne.

Hvordan kan signaldeteriorering i fødekabler minimeres?

Signaldeteriorering kan minimeres ved at reducere kabellængden, bruge forforbundne kabler, undgå skarpe buer og vælge materialer med lavt tab.

Hvilke miljømæssige udfordringer står udendørs fødekabler over for?

Udendørs fødekabler står over for udfordringer som UV-udsættelse, fugt, ekstreme temperaturer og korrosion i marine miljøer.