Blog

Hvorfor luftdielektrisk koaksialkabel er det optimale valg til 5G- og mmWave-basestationer

Fysikken bag lavt tab: Sådan minimerer luftdielektrikum attentuation over 2,5 GHz

Luftdielektriske koaksialkabler udnytter lufts ekstremt lave dielektriske konstant (omkring 1), som tilfældigvis er den laveste blandt alle praktiske isolatorer, hvilket gør dem fremragende til at mindske signalsvind over 2,5 GHz-frekvenser. I forhold til traditionelle alternativer som skum- eller fast polyethylen-dielektrika forårsager luft ikke meget molekylær polarisering og absorberer derfor langt mindre energi. Omkring 6 GHz kan dette reducere signalsvækkelse med næsten 40 %. Når man kommer op i de højere millimetrebølgeområder, er denne egenskab særlig vigtig, da signalsvind hurtigere forværres med stigende frekvens. Reelle tests viser, at disse luftdielektriske kabler bevarer omkring 92 % signalkvalitet, selv efter at være blevet ført over 100 meter ved 28 GHz. Det er langt bedre end de fleste skumkernekablers ydeevne, som typisk falder under 70 %. At bevare rene signaler på denne måde er afgørende for avancerede modulationsmetoder, der anvendes i moderne netværk, og særlig vigtigt for at holde latensen lav i 5G-backhaul-systemer.

Termisk Stabilitet og Høj Effekthåndtering til Tætte Urbane 5G-Basestationer

I byområder kører 5G-basestationer typisk med sendeeffekter over 200 watt, hvilket betyder, at de virkelig har brug for gode løsninger til varmehåndtering. Luftdielektriske koaksialkabler bliver populære, fordi deres hule kerne tillader, at varme slipper ud cirka tre gange hurtigere end ved traditionelle solidt fyldte konstruktioner. For stive kabler ser vi, at indsættelsestab holdes under 0,05 dB gennem hele det industrielle temperaturspektrum fra minus 40 grader Celsius helt op til plus 85 grader Celsius. Dette er meget vigtigt for udstyr installeret på tag, hvor direkte sollys kan forårsage alvorlige opvarmningsproblemer. Når det kommer til halvflexible kabler, holder de impedansen stabil med VSWR-forhold under 1,15:1, selv når de bukkes tæt om hjørner. Dette hjælper med at forhindre irriterende PIM-problemer, der opstår ved integration af kompakte antennearrays. Alle disse funktioner sikrer sammen, at netværk forbliver pålideligt online. Og lad os være ærlige, operatører kan ikke tillade sig at være offline, da nedetid koster dem cirka 740.000 dollar hver eneste time ifølge Ponemon Institute's undersøgelse fra i fjor.

Topvaliderede luftdielektriske koaksialkabeltyper til basestationsinstallation

Stive luftdielektriske linjer: Præcisionsydelse ved 3,5 GHz og derover

Stive koaksialkabler med luft som dielektrikum giver ekstremt lav signaltab for faste føderanvendelser, der arbejder med frekvenser over 2,5 GHz. Det, der gør disse kabler specielle, er deres sammenhængende ydre lederdesign, som sikrer en konstant geometri i luftmellemrummet hele vejen igennem. Denne konsekvens mindsker signaltabet med omkring 30 % sammenlignet med tilsvarende skumkernekabler ved brug ved millimetrebølgefrekvenser. For alle, der arbejder med signaler på 3,5 GHz og derover, betyder denne præcision bedre signaldækning i alt. Derfor foretrækker mange teleselskaber disse kabler til deres makro basestationsantennefødere, især fordi dæmpning ofte er en begrænsende faktor. For at holde systemet kørende problemfrit har de fleste producenter begyndt at integrere ptryksystemer, der opretholder tørr luft inde i kablet på ca. 3 til 5 pund per kvadrattomme. Disse systemer forhindrer fugt i at trænge ind og hjælper med at holde spændingsstående bølgeforhold (VSWR) under kontrol, selv under barske vejrforhold. Installationen stiller dog krav. Teknikere skal følge strenge retningslinjer for bukkeradius under opsætningen. Men trods disse krav skiller stive luftdielektriske kabler sig alligevel ud ved deres lange levetid og fremragende fasestabilitet, hvilket gør dem ideelle til permanente tårnsinstallationer, hvor pålidelighed er altafgørende.

Semi-fleksible luftdielektriske varianter: Afbalancerer installationspraktik og effektivitet ved 24–28 GHz

Luftdielektriske kabler, der er semifleksible, befinder sig et sted mellem toppræstation og nem installation, især nyttige i overfyldte byer og indendørs, hvor små celler skal installeres. Den ydre leder, fremstillet af bukket kobber, gør det muligt for disse kabler at bøje lige så stramt som otte gange deres egen diameter, hvilket gør eftermontering mulig, selv på travle tage, og tillader pæne installationer i trange maskinrum. Tests har vist et tab på kun omkring 0,6 dB hvert 30. meter ved frekvenser op til 28 GHz, så datahastigheder forbliver stærke uden kompromis. Disse kabler har også præcist formgivne afstandsstykker til dielektrikummet, der forhindrer den centrale leder i at bevæge sig ved vibration eller temperaturændringer og derved sikrer stabil signalkvalitet over tid. Selvom de viser lidt større signaltab sammenlignet med stive versioner, tilbyder semifleksible kabler stadig den bedste kombination af højfrekvenspræstation, fysisk fleksibilitet og installationshastighed for teknikere i de fleste situationer inden for frekvensområdet 24 til 28 GHz.

Reelle ydeevne: Luftdielektrisk koaxialkabel mod skum-PE i basestationscenarioer

CBRS-bånd feltvalidering: 22 % lavere tab over 120 m ved 3,7–3,98 GHz

Feltforsøg med CBRS-bånd har vist, at luftdielektriske koaxkabler yder langt bedre end kabler fremstillet med skum polyethylen. Når man ser på forsyningsledninger på omkring 120 meter, der fungerer mellem 3,7 og 3,98 GHz, oplever netværksoperatører konsekvent omkring 22 % mindre signalsvigt. Dette skyldes, at luft næsten har ideelle dielektriske egenskaber (epsilon r tæt på 1,0) i forhold til den naturlige modstand og signaldeteriorering, der findes i skummaterialer. Den bedre signalkvalitet betyder, at tårne generelt kan udsende stærkere signaler. I travle byområder med høj mobiltrafik resulterer dette i 15 % til 30 % mere datagennemstrømning pr. basestation. Desuden udvides dækningsområdet automatisk uden behov for ekstra udstyr som forstærkere. For teleselskaber betyder alle disse fordele, at de kan implementere ny infrastruktur hurtigere, at deres effektforstærkere arbejder hårdere men holder længere, og at samlede omkostninger falder markant. De økonomiske fordele er lige så tydelige, idet afkastet på investeringen indtræffer 3 til 5 år tidligere end forventet, takket være udskudt behov for udskiftning af hardware og bedre overholdelse af serviceaftaler.

Kritiske installations- og miljømæssige bedste praksis for luftdielektrisk koaxialkabel

Forebyggelse af fugtindtrængning, presføring og pålidelighed ved udendørs langstrækninger

At opretholde signalkvaliteten i luftdielektriske koaksialkabler afhænger stort set af, at der er et tørt og stabilt rum indvendigt, hvor dielektrikummet befinder sig. Til udendørsinstallationer og længere kabelløb kræves en kontinuerlig trykluft på mellem 3 og 5 pund per kvadrattomme for at forhindre kondensproblemer. Allerede små mængder fugt kan forårsage alvorlige tab af signalsvingninger, op til 15 eller måske 20 decibel over blot 100 meter ved brug af højfrekvente mm-bølgesignaler. Når tilslutningsdelerne forsegles, anvender teknikere typisk to beskyttelseslag: først vikles der silikonegenfusibelt på, derefter dækkes det med krympehylstre, som både er UV-bestandige og har en limfoderm. For stive kabler, der føres gennem vægge eller tværs over bygninger, indebærer korrekt installation, at der dannes drypdamper og ventilationsventiler monteret nedad, så eventuelle vanddråber falder væk, inden de når det pressuriserede område indvendigt. På længere vandrette strækninger over 30 meter er det god praksis at anbringe ekspansionsfuger cirka hver 15 til 20 meter. Dette hjælper med at håndtere temperaturændringer uden at bryde forseglingen. Set i lyset af faktiske feltindberetninger fra kystnære områder med konstant høj luftfugtighed ses det, at systemer med god presbyggelse varer cirka 8 til 10 år længere end systemer uden denne beskyttelse. Selvom nogle måske mener, at presbyggelse blot er en ekstra funktion, ved erfarne installatører, at det faktisk er afgørende for at sikre, at disse systemer fungerer pålideligt over tid.

FAQ-sektion

• Hvad er hovedfordelen ved at bruge koaksialkabler med luftdielektrikum til 5G?
  Koaksialkabler med luftdielektrikum har lavere signaldæmpning og bedre termisk styring, hvilket gør dem ideelle til højfrekvente anvendelser som 5G.
• Hvordan håndterer kabler med luftdielektrikum temperaturen bedre end andre typer?
  Den hule kerne i kabler med luftdielektrikum tillader, at varme slipper ud mere effektivt, hvilket er afgørende for at håndtere de høje effektniveauer, der anvendes i byske 5G-basestationsinstallationer.
• Hvad er installationsudfordringerne forbundet med koaksialkabler med luftdielektrikum?
  Installationen kræver overholdelse af strengt definerede bueradiuskriterier og anvendelse af trykstigningssystemer for at forhindre fugtindtrængen.
• Hvorfor foretrækkes kabler med luftdielektrikum frem for skum-polyethylen-kabler?
  Kabler med luftdielektrikum tilbyder bedre signalkvalitet og lavere dæmpning, hvilket øger datagennemstrømningen og dækningsområdet uden behov for yderligere infrastruktur.