Οι σταθμοί βάσης απαιτούν καλώδια που διατηρούν την ακεραιότητα του σήματος σε συχνότητες έως 6 GHz, ενώ αντιστέκονται σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως αλλαγές θερμοκρασίας και υγρασία. Αυτά τα συστήματα απαιτούν επιστροφή απώλειας <20 dB και σταθερή αντίσταση 50-ohm για να αποφευχθούν ανακλάσεις σήματος, κάτι απαραίτητο για αξιόπιστη μετάδοση φωνής και δεδομένων σε κυψελωτά δίκτυα.
Η επίστρωση σχεδιασμού των RF κοαξονικών καλωδίων συνδυάζει ακριβείς αγωγούς με προηγμένα διηλεκτρικά υλικά για να εξισορροπήσει την ευελιξία και την αποτελεσματικότητα θωράκισης. Σε αντίθεση με τους άκαμπτους οδηγούς κυμάτων, οι κοαξονικές παραλλαγές προσαρμόζονται σε στενές καμπές σε εγκαταστάσεις πύργων, παρέχοντας εξασθένιση <0,3 dB/m στα 3,5 GHz, πληρούντας κρίσιμα πρότυπα απόδοσης για εγκαταστάσεις 5G NR.
Οι φορείς ανακοίνωσαν 38% λιγότερες επισκέψεις σε εγκαταστάσεις όταν χρησιμοποίησαν διπλά θωρακισμένα RF κοαξονικά καλώδια σε mmWave μικροκύτταρα κατά τις δοκιμές πεδίου το 2023. Η βελτιωμένη αξιοπιστία προέρχεται από καινοτομίες όπως τα διηλεκτρικά με αφρώδη ένεση, τα οποία βοηθούν στην ελαχιστοποίηση των αιχμών καθυστέρησης υπό μέγιστα φορτία κίνησης.
| Κριτήριο | Συζώδη | Οδηγός Κυμάτων | Ινών |
|---|---|---|---|
| Κόστος Εγκατάστασης | $12/μ | $45/μ | $28/m |
| Εύρος συχνοτήτων | DC 110 GHz | 1 100 GHz | Μ/Υ (βασισμένο στο φως) |
| Ανθεκτικότητα στις καιρικές συνθήκες | Υψηλές | Μετριοπαθής | Χαμηλά |
| Τα ομοαξονικά καλώδια κυριαρχούν στις συνδέσεις του τελευταίου χιλιομέτρου λόγω της αναλογίας κόστους-απόδοσης σε περιβάλλοντα RF, ειδικά όπου υπάρχουν ήδη μεταλλικοί αγωγοί. Ενώ η οπτική ίνα ξεπερνά σε εφαρμογές backhaul, η ευαισθησία της στην οξείδωση των συνδετήρων καθιστά το ομοαξονικό την προτιμώμενη λύση για συνδέσεις προς τις κεραίες. |
Οι RF συναξονικά καλώδια υποφέρουν από απώλεια σήματος κυρίως λόγω τριών παραγόντων. Πρώτον, υπάρχει η διηλεκτρική απορρόφηση, κατά την οποία περίπου 0,8 έως 1,5 τοις εκατό της ενέργειας χάνεται σε αυτά τα τυπικά αφρώδη υλικά PE. Στη συνέχεια, έχουμε την αντίσταση του αγωγού, η οποία μπορεί να μειώσει μέχρι και 25% την ισχύ του σήματος σε πλεξούδες χάλκινα καλώδια. Και τέλος, η κακή θωράκιση οδηγεί επίσης σε απώλειες λόγω ακτινοβολίας. Ωστόσο, μια πρόσφατη έκθεση από το Ινστιτούτο Τηλεπικοινωνιακών Προτύπων ανέδειξε κάτι ενδιαφέρον. Η έρευνά τους το 2023 έδειξε ότι οι σύγχρονοι σταθμοί βάσης υψηλής συχνότητας που λειτουργούν μεταξύ 3,5 και 28 GHz εξασθενούν τα σήματα περίπου 23% γρηγορότερα σε σύγκριση με τα παλαιότερα συστήματα sub-6 GHz, όταν συνδυαστούν όλοι αυτοί οι παράγοντες. Αυτό έχει μεγάλη σημασία για τους φορείς λειτουργίας δικτύων που προσπαθούν να διατηρήσουν ποιοτικές συνδέσεις σε διαφορετικές συχνότητες.
Οι τυπικά RF κοαξονικά καλώδια τείνουν να χάνουν ισχύ σήματος με ρυθμό περίπου 18% για κάθε GHz αύξησης στη συχνότητα. Τα περισσότερα συνηθισμένα μοντέλα εμφανίζουν μείωση πάνω από 3 dB μετά από μόλις 100 πόδια, όταν λειτουργούν σε συχνότητες 6 GHz. Στις χαμηλότερες συχνότητες όμως τα πράγματα είναι πολύ καλύτερα, καθώς τα σήματα κάτω από 1 GHz αντιμετωπίζουν συνήθως απώλεια μικρότερη από το μισό decibel στην ίδια απόσταση. Για να αντιμετωπιστούν αυτές οι απώλειες, οι μηχανικοί σχεδιάζουν καλώδια με σταθερά χαρακτηριστικά σύνθετης αντίστασης. Καλώδια υψηλής ποιότητας μπορούν να διατηρούν την τιμή των 50 ohm εντός ±1 ohm σε όλο το εύρος από DC μέχρι 40 GHz, κάτι που τα καθιστά αξιόπιστα σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπου η ακεραιότητα του σήματος είναι κρίσιμη.
Για κάθε επιπλέον 50 πόδια καλωδίου, η ισχύς του σήματος μειώνεται κατά περίπου 0,75 έως 1,2 dB σε αυτά τα δίκτυα 4G και 5G. Αυτό είναι σημαντικό, αν λάβουμε υπόψη ότι η FCC ζητά απώλεια μικρότερη των 2 dB για αυτές τις τελικές συνδέσεις στο πελάτη. Οι περισσότεροι επαγγελματίες στο χώρο προτείνουν να διατηρούνται τα καλώδια μικρότερα από 150 πόδια όταν χρησιμοποιούνται συχνότητες sub-6 GHz. Χρησιμοποιούν επίσης κάποια προηγμένα τεχνάσματα ταίριασμα εμπέδησης, τα οποία φαίνεται να μειώνουν τις ενοχλητικές απώλειες ανάκλασης κατά περίπου δύο τρίτα. Η Ένωση Υποδομών Ασύρματης Επικοινωνίας ανέφερε αυτό στην έκθεσή της του 2022, οπότε είναι κάτι στο οποίο οι επαγγελματίες δίνουν βαρύτητα αυτές τις μέρες.
Μία μεγάλη εταιρεία τηλεπικοινωνιών από πόλη κατάφερε να μειώσει την απώλεια σήματος macrocell από περίπου 4,2 dB σε μόλις 1,8 dB, αντικαθιστώντας τα συνηθισμένα καλώδια RG-8 με αυτές τις νέες εκδόσεις με αφρώδη διηλεκτρικό γεμισμένο με άζωτο. Τα αποτελέσματα ήταν αρκετά εντυπωσιακά. Οι ταχύτητες λήψης αυξήθηκαν κατά περίπου 41% σε εκείνες τις πυκνοκατοικημένες περιοχές του κέντρου όπου όλοι ανταγωνίζονται για εύρος ζώνης. Επιπλέον, κάθε βάση χρησιμοποιούσε 18 λιγότερα βατ σε κάθε τοποθεσία κελιού. Αυτό ίσως δεν φαίνεται πολύ, μέχρι να συνειδητοποιήσει κανείς ότι αντιστοιχεί σε περίπου 2.100 δολάρια εξοικονόμησης στους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος κάθε χρόνο για κάθε πύργο που λειτουργεί.
Το 78% των κινητών φορέων πλέον προτεραιοποιεί καλώδια υπερχαμηλής απώλειας (<0,5 dB/100 ft στα 28 GHz) για εγκαταστάσεις mmWave, λόγω των απαιτήσεων εύρους ζώνης καναλιού 5G NR. Η Έκθεση Δικτύων Κινητής Τηλεφωνίας 2024 αναφέρει αύξηση 290% σε ετήσια βάση στη χρήση αγωγών επιχρυσωμένων με ασήμι, η οποία βελτιώνει την αγωγιμότητα υψηλής συχνότητας κατά 27% σε σύγκριση με τα τυπικά σχέδια χαλκού.
Τα RF συναξονικά καλώδια προσφέρουν αξιοπιστία λόγω της ακριβούς κατασκευής τους σε επίπεδα. Εσωτερικά βρίσκονται είτε συμπαγείς είτε πλεξούδες αγωγοί από χαλκό που μεταφέρουν τα σήματα αποτελεσματικά. Ανάμεσά τους υπάρχει ένα διηλεκτρικό μονωτικό υλικό, όπως το PTFE ή μερικές φορές αφρώδες πολυαιθυλένιο, το οποίο διασφαλίζει ομαλή λειτουργία χωρίς παρεμβολές. Στη συνέχεια, υπάρχει το θωρακιστικό στρώμα, συνήθως κατασκευασμένο από πλεξούδα χαλκού ή φύλλο αλουμινίου, το οποίο αποκλείει περίπου 90 έως 95 τοις εκατό των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Τέλος, γύρω από όλα αυτά υπάρχει ένα εξωτερικό περίβλημα, συνήθως κατασκευασμένο από PVC ανθεκτικό στην υπεριώδη ακτινοβολία, για να προστατεύει από τον καιρό και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Πρακτικά τεστ έχουν δείξει ότι αυτοί οι πολυεπίπεδοι σχεδιασμοί αποτυγχάνουν πολύ σπανιότερα από τις απλούστερες μονοεπίπεδες επιλογές, περίπου 25% λιγότερο συχνά, σύμφωνα με στοιχεία πεδίου που συγκεντρώθηκαν με την πάροδο του χρόνου.
Η τελευταία γενιά RF ομοαξονικών καλωδίων κάνει κύματα χάρη σε κάποιες σοβαρές καινοτομίες στην επιστήμη των υλικών που τις βοηθούν να συμβαδίζουν με τις απαιτήσεις των δικτύων 5G. Όσον αφορά την αγωγιμότητα, τα κράματα χαλκού υψηλής καθαρότητας μειώνουν την απώλεια σήματος κατά περίπου 18% σε σύγκριση με τους κανονικούς αγωγούς σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε από την Ponemon το 2023. Εν τω μεταξύ, αυτά τα φανταχτερά αζώτινα, φουσκωμένα διαλεκτρικά μέσα σε αυτά τα καλώδια, κατάφεραν να αυξήσουν τον συντελεστή ταχύτητας τους σε περίπου 0,85, πράγμα που σημαίνει ότι τα σήματα μπορούν να ταξιδέψουν μέσα από αυτά πολύ πιο γρήγορα από πριν. Το εξωτερικό στρώμα δεν παραβλέπεται. Τα διπλά στρώματα ακτινοβολημένων σακάτων από πολυαιθυλένιο αντέχουν σε σκληρές καιρικές συνθήκες περίπου 40% καλύτερα από τα παλαιότερα μοντέλα, έτσι ώστε αυτά τα καλώδια να διαρκούν περισσότερο από 15 χρόνια ακόμη και σε δύσκολα αστικά περιβάλλοντα όπου οι ακραίες θερμοκρασίες είναι Όλες αυτές οι βελτιώσεις ταιριάζουν με αυτό που είδαμε στην Έκθεση Εργασιών Τηλεπικοινωνιών 2024, όπου οι ειδικοί τόνισαν ότι η αναβάθμιση των υλικών δεν είναι μόνο ωραία αλλά απολύτως απαραίτητη αν οι φορείς θέλουν να διατηρήσουν την σχεδόν τέλεια λειτουργία του
Ένα πρότυπο αντίστασης 50 Ω βοηθά να μειωθεί η αντανάκλαση του ενοχλητικού σήματος επειδή κρατά την διηλεκτρική σταθερή σταθερή μέσα σε διακύμανση περίπου 1,5%. Όταν οι μηχανικοί κάνουν λάθος στο πεδίο, τα πράγματα πάνε γρήγορα στραβά. Έχουμε δει από τις δοκιμές ότι οι ανισορροπίες μπορούν να αυξήσουν την απώλεια επιστροφής κατά 6 δεσιβέλια, γεγονός που προκαλεί προβλήματα σε περίπου τέσσερις από τις πέντε εγκαταστάσεις σταθμών βάσης σύμφωνα με την έρευνα των Εργαστηρίων της Νέας Αγγλίας πέρυσι. Οι σύγχρονες τεχνικές παραγωγής διατηρούν τώρα την ευθυγράμμιση των αγωγών σε απόσταση μικρότερη από 0,1 χιλιοστά. Αυτό έχει μεγάλη σημασία όταν τα καλώδια πρέπει να λυγίζουν σε ορθή γωνία χωρίς να χάνουν τα χαρακτηριστικά τους. Το αποτέλεσμα; Πολύ καλύτερη ποιότητα σήματος με περίπου 32% λιγότερη στρέβλωση φάσης σε αυτές τις υψηλές συχνότητες mmWave σε σύγκριση με αυτά που συμβαίνουν με καλώδια που κατασκευάζονται εκτός αυτών των προτύπων.
| Παράγοντας | Διαρθρωμένος Χαλκός | Αλουμίνιο |
|---|---|---|
| Διοδηγικότητα | 100% IACS | 61% IACS |
| Βάρος | 8,96 g/cm³ | 2,70 g/cm³ |
| Αντοχή στη διάβρωση | Άριστη (με επίστρωση) | Καλό (ανωδισμένες παραλλαγές) |
| Ευελιξία | 30% μεγαλύτεροι κύκλοι κάμψης | 15% μεγαλύτερη δυσκαμψία |
Ο χαλκός είναι προτιμώμενος για τις μεγάλες αστικές μονάδες με μεγάλη ισχύ, ενώ η μείωση του βάρους του αλουμινίου κατά 63% το καθιστά ιδανικό για εγκαταστάσεις στον αέρα. Τα κυματισμένα σχέδια βελτιώνουν την αντοχή σε συντριβή κατά 22% και στα δύο υλικά σε σύγκριση με τα εναλλακτικά με λεία τοιχώματα.
Οι σημερινοί σταθμοί βάσης πρέπει να αντιμετωπίζουν κάθε είδους ηλεκτρομαγνητική ακαταστασία που προέρχεται από κοντινές κεραίες, γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας που τρέχουν παντού, συν αμέτρητα gadgets IoT που ζουρίζουν γύρω. Η λύση; Τα ραδιοφωνικά ομοαξονικά καλώδια με καλή ασπίδα κάνουν θαύματα εδώ. Αυτά τα καλώδια λειτουργούν ως φραγμοί ενάντια σε ανεπιθύμητο θόρυβο ραδιοσυχνοτήτων που διαφορετικά θα διέκοπτε τα σήματα. Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα που δημοσιεύθηκε στην Έκθεση Αποτελεσματικότητας Ασπίδωσης RF 2024, όταν οι φορείς εκμετάλλευσης επενδύουν σε υλικά προστασίας ποιότητας, παρατηρούν δραματική μείωση των διακοπών υπηρεσίας που προκαλούνται από παρεμβολές. Στις πολυσύχναστες περιοχές των πόλεων όπου οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) μπορούν να φτάσουν πάνω από 100 βολτ ανά μέτρο, αυτές οι βελτιώσεις μειώνουν τα προβλήματα κατά σχεδόν τα δύο τρίτα. Αυτό κάνει τεράστια διαφορά για τη διατήρηση αξιόπιστων επικοινωνιών σε πολυσύχναστες αστικές περιοχές.
Για να αντιμετωπιστεί ο ηλεκτρομαγνητικός θόρυβος υψηλής συχνότητας στις ζώνες 5G, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν πολύστρωτες αρχιτεκτονικές θωράκισης που συνδυάζουν φύλλα, πλέξεις και σύνθετα υλικά:
| Τύπος Θωράκισης | Κάλυψη συχνότητας | Εξασθένιση ΗΜΙ (dB) | Ευελιξία |
|---|---|---|---|
| Απλή Πλέξη | Έως 6 GHz | 40 50 dB | Υψηλές |
| Φύλλο + Πλέξη | Μέχρι 40 GHz | 70 85 dB | Μετριοπαθής |
| Τετραπλές Θωρακίσεις | 60 GHz+ | 90 110 dB | Χαμηλά |
Σχεδιασμοί πολλαπλών στρωμάτων ξεπερνούν κατά 2,5 φορές τα μονού θωρακισμού καλώδια στις ζώνες mmWave, βάσει συγκριτικής μελέτης θωράκισης που αναλύει 120 κελλουλαρικούς κόμβους.
Ενώ η θωράκιση βελτιώνει την αντοχή στα ΗΜΠ, η εσφαλμένη τερματική σύνδεση μπορεί να οδηγήσει σε παθητική παρεμβολή πολλαπλασιασμού (PIM), όπου διαβρωμένοι συνδέσμοι ή χαλαρές συνδέσεις παράγουν ανεπιθύμητα σήματα. Μελέτες του κλάδου δείχνουν ότι το 31% των αποτυχιών στο πεδίο σε πυκνά δίκτυα οφείλεται στο PIM και όχι σε ελαττώματα θωράκισης, επισημαίνοντας τη σημασία της ακριβούς συναρμολόγησης.
Σε δοκιμές το 2023, η χρήση διπλά θωρακισμένων RF συναξονικών καλωδίων σε βάσεις μακροκελιών μείωσε τις επαναπομπές λόγω ΗΜΠ κατά 42%. Τα δίκτυα που χρησιμοποίησαν καλώδια με θωράκιση 90 dB επέτυχαν λόγο σήματος προς θόρυβο 12% υψηλότερο σε σύγκριση με εκείνα με τυπικούς σχεδιασμούς 60 dB, αποδεικνύοντας την αποτελεσματικότητά τους σε ζώνες υψηλής παρεμβολής όπως στάδια και κόμβοι μεταφορών.
Τα RF κοαξονικά καλώδια διατηρούν σταθερή απόδοση σε όλο το εύρος συχνοτήτων που εμφανίζεται στους σημερινούς σταθμούς βάσης, καλύπτοντας όλα τα υπο-6 GHz ζώνες περίπου 3,3 έως 7,1 GHz μέχρι τις υψηλές συχνότητες mmWave περιοχές μεταξύ 24 και 40 GHz. Αυτά τα καλώδια διαθέτουν ειδικά υλικά εσωτερικά που ελαχιστοποιούν την απώλεια σήματος και διατηρούν την ακριβή αντίσταση 50 ohm που απαιτείται για την αποτελεσματική μετάδοση ισχύος, ακόμη και όταν αντιμετωπίζονται ισχυρά σήματα που φτάνουν μέχρι 5 kilowatts σε μεγάλες εγκαταστάσεις κεραιών κινητής τηλεφωνίας. Όταν πρόκειται συγκεκριμένα για εφαρμογές mmWave, οι κατασκευαστές στρέφονται όλο και περισσότερο σε μονωτικό από αφρώδες πολυαιθυλένιο εμπλουτισμένο με άζωτο, αντί για το συνηθισμένο υλικό PTFE. Σύμφωνα με πρόσφατα ευρήματα που δημοσιεύθηκαν πέρυσι στην Έκθεση Ασύρματης Υποδομής, αυτή η αλλαγή μειώνει πραγματικά την απώλεια σήματος κατά περίπου 17 τοις εκατό, κάνοντας αυτά τα καλώδια πολύ πιο κατάλληλα για την αντιμετώπιση των δύσκολων μεταδόσεων υψηλότερης συχνότητας.
Σε αστικά περιβάλλοντα που διαχειρίζονται πάνω από 50.000 ταυτόχρονες συνδέσεις, τα διπλά θωρακισμένα RF κοαξονικά καλώδια διατηρούν το 98,6% της ακεραιότητας του σήματος υπό μέγιστο φορτίο. Η κατασκευή τους ανθεκτική στη λυγισμό επιτρέπει συμπαγή διαδρομή σε καλωδιωτούς δίσκους και πύργους, προσφέροντας σαφές πλεονέκτημα έναντι των άκαμπτων λύσεων οδηγών κυμάτων.
Όλο και περισσότεροι φορείς δικτύων αποφασίζουν να χρησιμοποιήσουν ευρυζωνικά RF συναξονικά καλώδια που λειτουργούν στην περιοχή συχνοτήτων 1,7 έως 7,5 GHz. Αυτά τα καλώδια τους επιτρέπουν να συνδυάσουν τα δίκτυα 4G, 5G και LTE σε μία ενιαία γραμμή τροφοδοσίας αντί για πολλαπλές. Τα οικονομικά οφέλη από αυτή τη διαμόρφωση μπορούν να είναι αρκετά σημαντικά, περίπου 23 τοις εκατό σύμφωνα με την έκθεση του Mobile Broadband Alliance του 2023. Επιπλέον, αφήνει περιθώρια για μελλοντική επέκταση, καθώς αυτά τα συστήματα μπορούν να υποστηρίξουν συχνότητες έως 10 GHz. Μελετώντας την περαιτέρω προοπτική, σημειώνεται μια ενδιαφέρουσα εξέλιξη με υβριδικά σχέδια καλωδίων που χρησιμοποιούν διηλεκτρικά με αερική μόνωση. Αυτά τα νέα καλώδια αρχίζουν να εμφανίζονται σε εφαρμογές που απαιτούν υπέρ-ευρυζωνικές mmWave συνδέσεις backhaul σε συχνότητες άνω των 28 GHz.
Πού χρησιμοποιούνται τα RF συναξονικά καλώδια;
Τα RF συναξονικά καλώδια χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ραδιοσυχνοτήτων στην υποδομή τηλεπικοινωνιών, συμπεριλαμβανομένων των κινητών δικτύων και των βάσεων σταθμών.
Γιατί προτιμώνται τα συναξονικά καλώδια από την οπτική ίνα στις τελευταίες συνδέσεις;
Οι ομοαξονικοί καλωδιώσεις προτιμώνται έναντι των οπτικών ινών στις συνδέσεις του τελευταίου χιλιομέτρου λόγω της αναλογίας κόστους-απόδοσης και της ανθεκτικότητας στις καιρικές συνθήκες.
Ποια είναι η περιοχή συχνοτήτων που καλύπτουν τα RF ομοαξονικά καλώδια;
Τα RF ομοαξονικά καλώδια καλύπτουν περιοχή συχνοτήτων από DC έως 110 GHz, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα για διάφορες εφαρμογές.
Ποια είναι η επίδραση της εσφαλμένης τερματικής σύνδεσης στα RF ομοαξονικά καλώδια;
Η εσφαλμένη τερματική σύνδεση μπορεί να οδηγήσει σε παθητική διαμόρφωση (PIM), προκαλώντας ανεπιθύμητα σήματα και μειώνοντας την αξιοπιστία.
Πώς επηρεάζουν οι σχεδιασμοί θωράκισης την απόδοση σε πυκνά RF περιβάλλοντα;
Οι σχεδιασμοί θωράκισης με πολλαπλά επίπεδα (φύλλο, πλέξιμο, σύνθετα υλικά) μειώνουν τα προβλήματα παρεμβολών και βελτιώνουν την αντοχή σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) σε πυκνά RF περιβάλλοντα.
Τελευταία Νέα
Πνευματικά Δικαιώματα Κατοχύρωσης © 2024 από την Zhenjiang Jiewei Electronic Technology Co., Ltd - Πολιτική Απορρήτου