وبلاگ

استانداردهای بین‌المللی اصلی حاکم بر انطباق کانکتورهای RF

سری IEC 61169: تعریف همکاری‌پذیری، ابعاد و عملکرد الکتریکی

سری IEC 61169 به نقطه مرجع مورد اعتماد در سطح جهانی در زمینه اتصالات RF تبدیل شده است. این استانداردها تضمین می‌کنند که تمام اتصالات ابعاد یکنواختی داشته باشند، عملکرد الکتریکی قابل اعتمادی داشته باشند و بدون مشکل در محصولات سازندگان مختلف کار کنند. مشخصات فنی شامل چندین عامل مهم می‌شود؛ از جمله پایداری امپدانس (معمولاً حدود 50 اهم)، نسبت موج ایستاده ولتاژ، تلفات نفوذ و حتی فرکانس‌های تا 40 گیگاهرتز. هنگامی که به طور خاص در مخابرات صحبت می‌کنیم، این مشخصات واقعاً اهمیت دارند، زیرا بر کیفیت سیگنال‌های انتقال یافته و همچنین کارایی سیستم‌ها تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال، اتصالات منطبق با استاندارد IEC 61169-4 را در نظر بگیرید. این اتصالات می‌توانند VSWR خود را تا فرکانس 11 گیگاهرتز پایین‌تر از 1.25 نگه دارند که آن‌ها را برای عملکرد قابل اعتماد در باند 5G زیر 6 گیگاهرتز ایده‌آل می‌کند. سازندگان قطعات را تحت آزمون‌های سختگیرانه‌ای بر اساس این استانداردها قرار می‌دهند تا اطمینان حاصل کنند که در شرایط واقعی عملکرد مناسبی خواهند داشت. به همین دلیل، پیروی از این دستورالعمل‌ها تنها یک روش خوب نیست، بلکه از نظر عملی ضروری است اگر شرکت‌ها بخواهند تجهیزاتشان در سطح بین‌المللی پذیرفته شوند.

ETSI EN 300 019 و GR-3108: سخت‌سازی محیطی برای نصب کانکتورهای RF درجه مخابراتی

استاندارد ETSI EN 300 019 که به شرایط محیطی تجهیزات مخابراتی می‌پردازد، همراه با Telcordia GR-3108 که به طور خاص به قابلیت اطمینان اتصال‌دهنده‌های فرکانس رادیویی (RF) می‌پردازد، در کنار هم مشخص می‌کنند که زیرساخت‌های مخابراتی بیرونی باید چه عواملی را تحمل کنند. این استانداردها الزام می‌کنند که تجهیزات حتی در شرایطی که دما از منفی 40 درجه سانتی‌گراد تا مثبت 85 درجه سانتی‌گراد نوسان دارد، به‌طور قابل اعتماد عمل کنند. همچنین این تجهیزات باید بتوانند سطوح بالای رطوبت، قرار گرفتن در معرض مه نمک، ارتعاشات مکانیکی ناشی از باد و ترافیک، و همچنین حفاظت در برابر نفوذ گرد و غبار و آب (حداقل با رتبه IP67) را تحمل کنند. برای اتصال‌دهنده‌ها، تولیدکنندگان باید ثابت کنند که محصولاتشان می‌توانند حداقل ده هزار چرخه قرارگیری و جداسازی را بدون هیچ نشانه‌ای از فرسودگی پشت سر بگذارند و پس از انجام آزمون‌های پیری شتاب‌دار، عملکرد الکتریکی پایداری را حفظ کنند. این نوع استحکام‌بخشی فقط یک ویژگی مطلوب نیست، بلکه ضروری مطلق است. بدون آن، شاهد شکست‌های بیشتر در محل نصب خواهیم بود که منجر به قطعی شبکه‌ها، صدور هزینه‌های تعمیراتی بالاتر در طول زمان و دشواری در تحقق انتظارات صنعت برای دوام سخت‌افزار ماکروسِل به مدت بیش از دو دهه در حال کار خواهیم شد.

خانواده‌های برتر اتصالات RF سازگار با مقررات مخابراتی و موارد استفاده آنها

اتصالات نوع N: دارای گواهی IEC 61169-4 برای ایستگاه‌های پایه ماکروسیل (DC–11 گیگاهرتز، انواع با رتبه IP67)

اتصالات نوع N که دارای گواهی استاندارد IEC 61169-4 هستند، به مؤلفه‌های ضروری برای نصب ایستگاه‌های پایه ماکروسیل تبدیل شده‌اند. طراحی رزوه‌دار آن‌ها ایمنی مکانیکی عالی فراهم می‌کند که در شرایط ارتعاش شدید روی پشت‌بام‌ها و دکل‌هایی که واحدهای رادیویی روی آن‌ها نصب شده‌اند بسیار مهم است. این اتصالات قادر به پردازش فرکانس‌هایی از DC تا 11 گیگاهرتز هستند و همچنین دارای درزگیرهای با رتبه IP67 می‌باشند که سیگنال‌ها را حتی در شرایط آب‌وهوایی سخت و نصب‌های بلندمدت پایدار نگه می‌دارند. آزمایش‌های واقعی نشان می‌دهند که نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) پس از حدود 5000 چرخه اتصال، زیر مقدار 1.25 باقی می‌ماند. این موضوع اهمیت دارد، زیرا حفظ سطوح پایین PIM در شرایط افزایش تراکم شبکه در سیستم‌های 4G/LTE و 5G نوظهور با فرکانس زیر 6 گیگاهرتز بسیار حیاتی است.

اتصال‌دهنده‌های 7/16 DIN: سازگار با استاندارد IEC 61169-12 برای فیدهای توان بالا در تاورهای 5G (VSWR <1.22، بیش از 10 هزار چرخه قرارگیری)

اتصال‌دهنده 7/16 DIN به‌طور خاص برای انتقال توان بالا از طریق سیستم‌های فیدر ماکرو تاور ساخته شده است. این اتصال‌دهنده‌ها استاندارد IEC 61169-12 را رعایت می‌کنند و قادر به تحمل بیش از 150 وات به‌صورت پیوسته هستند، در حالی که نسبت موج ایستای ولتاژ بسیار پایینی کمتر از 1.22 حتی در فرکانس‌های نزدیک به باندهای mmWave حفظ می‌شود. آنچه این اتصال‌دهنده‌ها را متمایز می‌کند، سطح تماس گسترده آنها همراه با ساختار فولاد ضدزنگ بادوام است. این طراحی بر اساس الزامات ETSI EN 300 019 کلاس 3.1 در برابر خوردگی مقاومت می‌کند و اجازه می‌دهد بیش از 10,000 چرخه اتصال قبل از نیاز به تعویض انجام شود، بدین معنا که تاورها نسبت به حالت معمول سه بار کمتر نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. به دلیل این ویژگی‌ها، مهندسان در سراسر صنعت به سمت استفاده از اتصال‌دهنده‌های 7/16 DIN در تنظیمات فیبر به آنتن و پیکربندی‌های massive MIMO روی آورده‌اند، جایی که حفظ دمای مناسب و تضمین عمر بلندمدت قطعات بدون خرابی اهمیت بالایی دارد.

چرا اتصال‌دهنده‌های رادیویی رایج مانند BNC و SMA در رعایت استانداردهای مخابراتی کوتاهی می‌کنند

محدودیت‌های BNC: سقف پهنای باند 4 گیگاهرتز و عدم داشتن گواهی IEC 61169-8 برای زیرساخت مخابراتی بیرونی

اتصال‌دهنده‌های BNC در پاسخگویی به نیازهای زیرساخت مخابرات امروزی کافی نیستند. با توجه به محدودیت حداکثر فرکانسی آن‌ها در ۴ گیگاهرتز، این اتصال‌دهنده‌های قدیمی نمی‌توانند باندهای ۵G را که در نسخه‌های جدیدتر تا ۶ گیگاهرتز و بالاتر می‌روند، پشتیبانی کنند. نحوه قفل شدن آن‌ها با استفاده از اتصال بایونت هم چندان محکم نیست. چه اتفاقی می‌افتد؟ این اتصال‌ها تمایل دارند در معرض لرزش‌های مداوم ناشی از باد، شل شوند که منجر به قطعی‌های آزاردهنده سیگنال می‌شود. و اینجا یک مشکل دیگر هم وجود دارد که کمتر کسی درباره‌اش صحبت می‌کند اما بسیار مهم است: هیچ‌یک از انواع BNC معیار IEC 61169-8 برای کاربردهای مخابراتی در فضای باز را رعایت نمی‌کنند. چرا؟ چون به سادگی در برابر نفوذ آب به درستی درزبندی نمی‌شوند (درجه‌بندی آن‌ها پایین‌تر از IP67 است) و محافظت کافی در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی ندارند. مهندسان محلی هم این موضوع را مستقیماً مشاهده کرده‌اند. پس از حدود ۱۸ ماه کار در ایستگاه‌های پایه واقعی، اتصال‌های BNC حدود ۳۰ درصد بیشتر از اتصال‌هایی که علامت تأییدیه مناسب دارند، دچار خرابی می‌شوند.

محدودیت‌های SMA: عدم داشتن استحکام محیطی و عدم دارا بودن گواهی ETSI EN 300 019 کلاس 3.1 برای استقرار در محل

کانکتورهای SMA می‌توانند فرکانس‌های تا 18 گیگاهرتز را پشتیبانی کنند، اما یک مشکل وجود دارد. اندازه کوچک آنها به قیمت مقاومت در برابر محیط‌های سخت تمام می‌شود. برای حفظ درستی آب‌بندی، اعمال گشتاور مناسب هنگام نصب این کانکتورها بسیار مهم است. کارگران میدانی اغلب در این زمینه با مشکل مواجه می‌شوند و مطالعات نشان می‌دهد حدود 35 درصد از آنها به اندازه کافی سفت نمی‌شوند. در این صورت، نفوذ آب حدود 40 درصد بیشتر از حد معمول اتفاق می‌افتد. بدتر از آن، هیچ‌یک از کانکتورهای SMA موجود در بازار امروزه آزمون‌های ETSI EN 300 019 کلاس 3.1 را برای شرایط دمایی شدید، قرار گرفتن در معرض آب شور یا تغییرات ناگهانی دما پشت سر نگذاشته‌اند. این بدین معناست که آنها به سادگی در مکان‌هایی مانند سواحل، بیابان‌ها یا هر جای دیگری که در معرض نور شدید خورشید قرار دارند، عملکرد قابل اعتمادی نخواهند داشت. از آنجا که شرکت‌های مخابراتی به تجهیزاتی نیاز دارند که در تمام شرایط آب‌وهوایی دوام بیاورند و تقریباً عملکرد کاملی داشته باشند (صحبت از بالای 99.999 درصد آماده‌به‌کار بودن است)، کانکتورهای SMA برای کاربردهای حیاتی زیرساختی مناسب نیستند.

دستیابی به تطابق تأییدشده اتصال‌دهنده RF: آزمون، گواهی‌نامه و مستندات

تأییدیه نوع سوم (UL، TÜV SÜD) در مقابل اعلامیه خوداظهاری: پیامدهای آن برای خریداری جهانی مخابرات

در خرید و فروش تجهیزات مخابراتی، رعایت واقعی استانداردها اهمیت بیشتری نسبت به آنچه در مدارک ادعا می‌شود دارد. اخذ مجوزهای نوع سوم شخص از سازمان‌های شناخته‌شده مانند UL یا TUV SUD، گواهی واقعی از انطباق محصولات با استانداردهایی همچون IEC 61169 و ETSI EN 300 019 را فراهم می‌کند. فرآیند گواهی‌نامه شامل گزارش‌های دقیق آزمایشی است که مواردی مانند نحوه تحمل قطعات در دماهای بسیار پایین تا منفی 40 درجه سانتی‌گراد و بالاتا به مثبت 85 درجه سانتی‌گراد، توانایی تحمل هزاران چرخه اتصال، عملکرد تحت شرایط نسبت موج ایستاده ولتاژ و مقاومت در برابر تنش‌های محیطی مختلف از جمله قرارگیری در معرض دود نمک و آزمون‌های ضدآب به استاندارد IP67 را پوشش می‌دهد. در مقابل، زمانی که تأمین‌کنندگان با ارائه مدارک SDoC به صورت مستقل اعلام انطباق می‌کنند، عملاً تنها به آزمایش‌های داخلی خود متکی هستند که وزن کمی در برابر نهادهای نظارتی دارد. بررسی‌های اخیر در سال 2023 نشان داده‌اند که اتصالاتی که فقط مبتنی بر SDoC هستند، حدود سه برابر بیشتر از محصولات دارای گواهی سوم‌شخص در محل نصب دچار خرابی می‌شوند. با پیشروی شرکت‌ها در اجرای شبکه‌های جهانی 5G، داشتن مدارک شفاف ضروری شده است. بخش‌های خرید و تدارکات نیازمند دسترسی به مشخصات مواد، خلاصه‌ای از نتایج آزمایش‌ها و اطلاعاتی هستند که قابلیت ردیابی به دسته‌های خاص تولید را فراهم کند تا بتوانند تأییدیه‌های بین‌المللی را تسریع کرده و ریسک‌ها را در زنجیره‌های تأمین پیچیده کاهش دهند.

بخش سوالات متداول

سری IEC 61169 چیست؟

سری IEC 61169 مجموعه‌ای از استانداردها است که ابعاد، قابلیت تعویض‌پذیری و عملکرد الکتریکی اتصالات فرکانس رادیویی (RF) را به منظور تضمین سازگاری و قابلیت اطمینان در سطح جهانی تعیین می‌کند.

اتصالات نوع N چرا برای کاربردهای مخابراتی مهم هستند؟

اتصالات نوع N، که مطابق با استاندارد IEC 61169-4 تأیید شده‌اند، به دلیل پایداری مکانیکی عالی و آب‌بندی با رتبه IP67، برای نصب ایستگاه‌های پایه ماکروسیل ضروری هستند و در شرایط لرزش شدید و آب و هوای سخت مناسب عمل می‌کنند.

آنچه که اتصالات 7/16 DIN را منحصر به فرد می‌کند چیست؟

اتصالات 7/16 DIN برای تغذیه برج‌های 5G با توان بالا طراحی شده‌اند و دارای سطوح تماس گسترده، ساختار بادوام و انطباق با استاندارد IEC 61169-12 هستند. این اتصالات در مدیریت توان بالا بسیار عالی عمل می‌کنند و نیاز به نگهداری کمتری دارند.

محدودیت‌های اتصالات BNC و SMA در مخابرات چیست؟

اتصال‌دهنده‌های BNC به دلیل سقف پهنای باند 4 گیگاهرتزی و محافظت ناکافی از محیط، برای مخابرات مناسب نیستند، در حالی که اتصال‌دهنده‌های SMA استحکام لازم برای محیط‌های سخت را ندارند و در زمینه استقرار میدانی استانداردهای مورد نیاز را برآورده نمی‌کنند.

تأییدیه شخص ثالث چگونه بر خرید و فروش مخابراتی تأثیر می‌گذارد؟

تأییدیه‌های شخص ثالث از سازمان‌هایی مانند UL یا TUV SUD گواهی می‌دهند که اتصال‌دهنده‌های RF با استانداردهای جهانی سازگار هستند، نرخ خرابی را کاهش می‌دهند و زیرساخت مخابراتی قابل اعتمادی را در مقایسه با انطباق‌های اعلام‌شده توسط خود شرکت‌ها فراهم می‌کنند.