Tukiasemat vaativat kaapeleita, jotka säilyttävät signaalin eheyden taajuuksilla jopa 6 GHz samalla kun ne kestävät ympäristövaikutuksia, kuten lämpötilan vaihteluita ja kosteutta. Näissä järjestelmissä vaaditaan alle 20 dB:n paluuhäviö ja vakaa 50-ohmin impedanssi estämään signaalin heijastumisia, mikä on välttämätöntä luotettavan puhe- ja datasiirron takaamiseksi soluverkoissa.
RF-koaksiaalikaapelin kerroksellinen rakenne yhdistää tarkat johtimet edistyneisiin eristeaineisiin, mikä tasapainottaa joustavuuden ja suojauksen tehokkuutta. Jäykkiin aaltoputkiin verrattuna koaksiaaliversiot sopeutuvat tiukkoihin taivutuksiin torniasennuksissa samalla kun ne tarjoavat alle 0,3 dB/m vaimennusta taajuudella 3,5 GHz, täyttäen kriittiset suorituskykymittarit 5G NR-verkkojen käyttöönottoon.
Operaattorit raportoivat 38 % vähemmän paikkakäyntejä, kun käytettiin kaksinkertaisesti suojattuja RF-koaksiaalikaapeleita mm-aaltojen pienisolukkeissa vuoden 2023 kenttäkokeissa. Tämä parantunut luotettavuus johtuu innovaatioista, kuten vaahtoeristeiden käytöstä, jotka auttavat minimoimaan viivepiikkejä huippuliikenteen aikana.
| Kriteeri | Coaxia | Aaltoputki | Kuitu |
|---|---|---|---|
| Asennuskustannus | 12 miljoonaa dollaria | 45 dollaria/m | $28/kk |
| Taajuusalue | DC 110 GHz | 1 100 GHz | Ei saatavilla (valopohjainen) |
| Säänkestävyys | Korkea | Kohtalainen | Alhainen |
| Koaksiaalikaapelit hallitsevat viimeisen mailin yhteyksiä niiden hinta-suorituskyky-suhde vuoksi RF-ympäristöissä, erityisesti siellä, missä metalliputkistot ovat jo olemassa. Vaikka kuitu toimii erinomaisesti takaisinkytkennässä, sen liittimien alttius hapettumiselle tekee koaksiaalista suositumpaa ratkaisua antenniyhteyksissä. |
RF-koaksiaalikaapelit kärsivät signaalin menetyksestä pääasiassa kolmen syyn vuoksi. Ensinnäkin on dielektrinen imeytyminen, jossa noin 0,8-1,5% energiasta menee hukkaan normaaleissa PE-vaahto-aineissa. Sitten on johdon vastustus, joka voi vähentää jopa 25% signaalin voimakkuudesta koperijohdoissa. Ja lopuksi huono suojaus johtaa myös säteilykatkoihin. Viimeaikainen raportti Telekom-standardien instituutista löysi kuitenkin jotain mielenkiintoista. Heidän 2023:n tutkimuksensa osoitti, että nykyaikaiset 3,5-28 GHz:n taajuuden alapohjaasemat hajoavat signaaleja noin 23 prosenttia nopeammin kuin vanhemmat alle 6 GHz:n taajuuden alaiset järjestelmät, kun kaikki nämä tekijät yhdistetään. Tämä on tärkeää verkonoperaattoreille, jotka yrittävät ylläpitää laadukkaita yhteyksiä eri taajuuksissa.
Standardi RF-koaksiaalikaapelit menettävät signaalitehoa noin 18 %:n vauhdilla jokaista taajuuden gigahertsikasvua kohden. Useimmat yleisimmät mallit menettävät yli 3 dB:n jo 30 metrin (100 jalan) matkalla 6 GHz:n taajuuksilla toimiessaan. Alhaisemmilla taajuuksilla tilanne on paljon parempi, sillä alle 1 GHz:n taajuiset signaalit kärsivät tyypillisesti alle puolen desibelin vahingon samalla matkalla. Näiden tappioiden torjumiseksi insinöörit suunnittelevat kaapeleita, joissa on stabiilit impedanssiominaisuudet. Laadukkaat kaapelit voivat säilyttää 50 ohmin arvonsa ±1 ohmin tarkkuudella koko taajuusalueella tasavirrasta (DC) aina 40 GHz:iin asti, mikä tekee niistä luotettavia laajassa sovellusvalikoimassa, jossa signaalin eheys on kriittistä.
Jokaista lisämetrin kaapelia kohden signaalin voimakkuus laskee noin 0,75–1,2 dB:n verran näissä 4G- ja 5G-verkoissa. Tämä on itse asiassa melko merkittävää, kun otetaan huomioon, että FCC vaatii alle 2 dB:n häviötä viimeisissä yhteyksissä juuri asiakkaan päässä. Useimmat asiantuntijat suosittelevat pitämään kaapelit lyhyempinä kuin 150 metriä käsiteltäessä alle 6 GHz:n taajuuksia. He käyttävät myös usein kehittyneitä impedanssimatchaustekniikoita, jotka vähentävät häiritseviä heijastushäviöitä noin kaksi kolmasosaa. Wireless Infrastructure Association mainitsi tämän vuoden 2022 raportissaan, joten kyseessä on ehdottomasti asia, johon ammattilaiset kiinnittävät nykyisin huomiota.
Yksi suuren kaupungin teleoperaattori onnistui vähentämään makrosolun signaalin menetystä noin 4,2 dB:stä vain 1,8 dB:een vaihtamalla tavalliset RG-8-kaapelit uuteen typpivillä täytettyihin vaahtoeristeisiin versioihin. Tulokset olivat melko vaikuttavat. Latausnopeudet nousivat noin 41 % vilkkaille keskustan alueille, joilla kaikki kilpailevat kaistan päästä. Ja lisäksi jokainen tukiasema käytti 18 vähemmän wattiä jokaisessa soluasemassa. Tämä ei ehkä kuulosta paljolta, kunnes ymmärtää, että se tarkoittaa noin 2 100 dollarin säästöjä vuosittain sähkölaskuissa jokaista heidän toiminnassaan olevaa tornia kohden.
78 prosenttia matkaviestintäoperaattoreista asettaa nyt etusijalle erittäin alhaisen häviön kaapelit (<0,5 dB/100 ft 28 GHz:ssä) mmWave-verkkojen rakentamisessa, ja tämän taustalla ovat 5G NR -kanalan kaistanleveyden vaatimukset. Vuoden 2024 Mobiiliverkkojen raportti korostaa 290 prosentin vuosittaisen kasvun hopeapinnoitettujen johtimien käytössä, mikä parantaa korkeataajuista johtavuutta 27 prosenttia verrattuna tavallisiin kuparirakenteisiin.
RF-koaksiaalikaapelit saavat luotettavuutensa tarkasta kerrosrakenteestaan, joka on suunniteltu huolella. Sisällä on joko kiinteä tai monilankainen kuparijohto, joka siirtää signaaleja tehokkaasti. Näiden välissä on eristysmateriaali, kuten PTFE tai joskus vaahtomuovinen polyeteeni, joka pitää toiminnan esteettömänä häiriöiden varalta. Sen jälkeen tulee varjostuskerros, joka on yleensä kudottua kuparia tai alumiinifoliota ja joka estää noin 90–95 prosenttia sähkömagneettisesta häiriöstä. Lopuksi kaiken ympärille on kiedottu ulkokuori, joka on yleensä UV-kestävää PVC:stä valmistettu, ja joka suojelee sääoloilta ja muilta ympäristötekijöiltä. Käytännön testien perusteella nämä monikerroksiset rakenteet epäonnistuvat todella paljon harvemmin kuin yksinkertaisemmat yksikerroksiset vaihtoehdot – noin 25 % harvemmin kenttätietojen mukaan, jotka on kerätty ajan myötä.
Uusimman sukupolven RF-koaksiaalikaapit ovat herättäneet huomiota merkittävien materiaaliteknologian innovaatioiden ansiosta, jotka auttavat niitä pysymään mukana 5G-verkkojen vaatimuksissa. Johtavuuden osalta korkean puhtauden kuppiseokset vähentävät signaalihäviötä noin 18 % verrattuna tavallisiin johtimiin vuonna 2023 Ponemonin julkaiseman tutkimuksen mukaan. Samalla näihin kaapeleihin sisällytetyt typpikäsitellyt vaahtomaiset dielektriset kerrokset ovat nostaneet niiden nopeuskertoimen noin 0,85:een, mikä tarkoittaa, että signaalit kulkevat niiden läpi huomattavasti nopeammin kuin aiemmin. Ulkokerroskaan ei jää huomiotta. Kaksinkertaiset säteilytetyn polyeteenin ulkokotelo kestävät ankaria sääoloja noin 40 % paremmin kuin vanhemmat mallit, joten nämä kaapelit kestävät yli 15 vuotta edes kovissa kaupunkiympäristöissä, joissa lämpötilan äärilämpötilat ovat yleisiä. Kaikki nämä parannukset sopivat hyvin yhteen vuoden 2024 Telekommunikaatiomateriaaliraportin kanssa, jossa asiantuntijat huomauttivat, että materiaalien päivittäminen ei ole vain toivottavaa, vaan ehdottoman välttämätöntä, jos operaattorit haluavat ylläpitää melkein täydellistä 99,999 prosentin verkkosaadettavuutta, johon kaikki luottavat.
50 ohmin impedanssivakio vähentää ärsyttäviä signaalien heijastumisia, koska se pitää dielektrisen vakion erittäin stabiilina noin 1,5 prosentin vaihteluvälillä. Kun insinöörit tekevät tästä virheen kentällä, tilanne huononee nopeasti. Testauksestamme on käynyt ilmi, että epäsovitetut impedanssit voivat lisätä paluuhäviötä jopa 6 desibeliä, mikä aiheuttaa ongelmia noin neljässä viidestä tukiasema-asennuksesta New England Labsin viime vuoden tutkimuksen mukaan. Nykyaikaiset valmistustekniikat pitävät nyt johtimien kohdistuksen alle 0,1 millimetriä toisistaan. Tämä on erittäin tärkeää, kun kaapelia on taivutettava suorassa kulmassa menettämättä suorituskykyominaisuuksiaan. Tuloksena? Huomattavasti parempi signaalin laatu, noin 32 prosenttia vähemmän vaihevääristymää korkeilla mmWave-taajuuksilla verrattuna kaapeihin, jotka on valmistettu ilman näitä standardeja.
| Tehta | Ripitetty kupari | Alumiini |
|---|---|---|
| Johtavuus | 100 % IACS | 61 % IACS |
| Paino | 8,96 g/cm³ | 2,70 g/cm³ |
| Korroosionkestävyys | Erinomainen (suojakuorilla) | Hyvä (anodoidut versiot) |
| Joustavuus | 30 % korkeammat taivutussyklit | 15 % korkeampi jäykkyys |
Kuparia suositellaan tehokkaisiin kaupunkimakrosoluasennuksiin, kun taas alumiini, jolla on 63 % painonvähennys, sopii ideaalisti ilmasijoituksiin. Rypistetyt rakenteet parantavat murskautumisvastusta 22 % molemmissa materiaaleissa verrattuna sileäseinäisiin vaihtoehtoihin.
Nykyisten tukiasemien on pärjättävä kaikenlaista sähkömagneettista häiriölähetystä vastaan, joka tulee läheisistä antenneista, kaikkialle kulkevista sähköjohtoista sekä lukemattomista IoT-laitteista, jotka lentävät ympäriinsä. Ratkaisu? Hyvin varustetut RF-koaksiaalikaapelit tekevät ihmeitä tässä tilanteessa. Nämä kaapelit toimivat suojana epätoivottua radioaaltohäiriötä vastaan, joka muuten häiritsisi signaaleja. Joidenkin vuonna 2024 julkaistujen tutkimusten mukaan, kun operaattorit sijoittavat laadukkaisiin suojamateriaaleihin, he havaitsevat dramaattisen laskun häiriöiden aiheuttamissa palveluhäiriöissä. Vilkkaille kaupunkialueille, joilla sähkömagneettinen häiriö (EMI) voi nousta yli 100 volttia metriä kohti, nämä parannukset vähentävät ongelmia lähes kaksi kolmasosaa. Tämä merkitsee valtavaa eroa luotettavan viestinnän ylläpitämisessä tiheään asutuilla alueilla.
Korkeataajuista EMI:tä 5G-kaistoissa vastaan taistellaan kerrostettujen suojarkkitehtuurien avulla, jotka yhdistävät folion, kudotun langan ja komposiittimateriaalit:
| Suojatyypin | Taajuuskattavuus | EMI-vaimennus (dB) | Joustavuus |
|---|---|---|---|
| Yksinkertainen kudottu suoja | Enintään 6 GHz | 40–50 dB | Korkea |
| Folio + kudottu suoja | Jopa 40 GHz | 70–85 dB | Kohtalainen |
| Nelinkertaiset suojat | 60 GHz+ | 90–110 dB | Alhainen |
Monikerroksiset ratkaisut suoriutuvat paremmin kuin yksinkertaiset kaapelit mmWave-alueilla, mikä on 2,5-kertainen parannus vertailevassa suojauksen tutkimuksessa, jossa analysoitiin 120 solukkonetta.
Vaikka suojaus parantaa EMI-resistanssia, virheellinen päättö voi johtaa passiiviseen epälineaariseen sekoitukseen (PIM), jossa korroosion vaikutuksesta olevat liittimet tai löysät liitokset generoivat epätoivottuja signaaleja. Teollisuustutkimukset osoittavat, että 31 % tiheissä verkoissa esiintyvistä vioista johtuu PIM-ilmiöstä eikä suojauksen viasta, mikä korostaa tarkan asennuksen merkitystä.
Vuoden 2023 kokeissa makrosolujen tukiasemissa käytettävien kaksinkertaisesti suojattujen RF-koaksiaalikaapeleiden käyttö vähensi EMI:n aiheuttamia uudelleenlähetyksiä 42 %. Verkot, jotka käyttivät 90 dB:n suojattuja kaapeleita, saavuttivat 12 % korkeamman signaali-kohinasuhteen verrattuna tavallisiin 60 dB:n ratkaisuihin, mikä osoittaa niiden tehokkuuden suuren häiriöalttiuden alueilla, kuten stadioneilla ja liikennekeskuksissa.
RF-koaksiaalikaapelit säilyttävät tasaisen suorituskyvyn koko taajuusalueella, jota nykyaikaisten tukiasemien käytetään, ja joka ulottuu alueelta 3,3–7,1 GHz:n alle 6 GHz:n sekä aina korkeataajuisiin mm-aaltoalueisiin välillä 24–40 GHz asti. Näissä kaapeleissa on erityisiä sisäisiä materiaaleja, jotka minimoivat signaalihäviöt ja säilyttävät tarkan 50 ohmin vastuksen, joka tarvitaan tehon tehokkaaseen siirtoon, myös silloin, kun käsitellään voimakkaita signaaleja, jotka voivat nousta jopa 5 kilowattiin isojen solukkomastojen asennuksissa. Kun tarkastellaan nimenomaan mm-aalto-sovelluksia, valmistajat siirtyvät yhä enemmän käyttämään typellä täytettyä vaahtomuovipolyeteenieristettä tavallisen PTFE-materiaalin sijaan. Viime vuonna julkaistujen tutkimustulosten mukaan Wireless Infrastructure Report -julkaisussa, tämä muutos vähentää signaalihäviötä noin 17 prosenttia, mikä tekee näistä kaapeleista huomattavasti paremmin soveltuvia haastavien korkeatajuisten lähetysten käsittelyyn.
Kaupungeissa, joissa on yli 50 000 samanaikaista yhteyttä, kaksoiskytkettyjen RF-koaksiaalikaapeleiden signaaliintegritys on 98,6% huippulähteiden aikana. Niiden taivunesteinen rakenne mahdollistaa kompaktinä kaapelitalletissa ja torneissa sijaitsevan reitityksen, mikä tarjoaa selkeän edun jäykkien aaltojohtojärjestelmien suhteen.
Yhä useammat verkonoperaattorit käyttävät laajakaistaisia RF-koaksiaalikaapeleita, jotka toimivat 1,7 - 7,5 GHz-alueella. Näiden kaapeleiden avulla he voivat yhdistää 4G-, 5G- ja LTE-verkkonsa yhdelle syöttölinjalle useiden sijasta. Tämän järjestelmän kustannussäästöt voivat olla melko merkittäviä, noin 23 prosenttia vuoden 2023 Liittouman raportin mukaan. Lisäksi se antaa tilaa kasvun kannalta, koska nämä järjestelmät voivat käsitellä taajuuksia jopa 10 GHz:n välillä tulevaisuudessa. Vielä pidemmällepäin katsottuna tapahtuu jotain mielenkiintoista hybridikaapeleiden suunnittelussa, joissa käytetään ilmatilassa olevia dielektrisiä. Nämä uudet kaapelit alkavat näkyä sovelluksissa, joissa tarvitaan ultralaajakaistaisia mmWave-yhteyksiä yli 28 GHz:n taajuuksien.
Mihin RF-koaksiaalikaapeleita käytetään?
Sähköviestintäinfrastruktuurin, kuten solun verkkojen ja tukiasemien, radiotaajuussignaalien lähettämiseen käytetään röntgenkaapeliä.
Miksi kaapelit ovat suosituimpia kuin kuitu?
Koaksiaalikaapelit ovat suositumpia viimeisen mailin yhteyksissä kuin kuitu, koska niiden hinta-suorituskyky-suhde ja säänsietoisuus ovat paremmat.
Minkä taajuusalueen RF-koaksiaalikaapelit kattavat?
RF-koaksiaalikaapelit kattavat taajuusalueen tasajännitteestä (DC) 110 GHz:iin, mikä tekee niistä sopivia erilaisiin sovelluksiin.
Mikä on vaikutus virheellisellä päätöksellä RF-koaksiaalikaapeleihin?
Virheellinen päätös voi johtaa passiiviseen intermodulaatioon (PIM), joka aiheuttaa epätoivottuja signaaleja ja heikentää luotettavuutta.
Miten suojauksen suunnittelu vaikuttaa suorituskykyyn tiheissä RF-ympäristöissä?
Useista kerroksista (folio, kudonta, komposiittimateriaalit) koostuvat suojasuunnittelut vähentävät häiriöongelmia ja parantavat EMI-kestävyyttä tiheissä RF-ympäristöissä.
Tekijänoikeudet © 2024 Zhenjiang Jiewei Electronic Technology Co., Ltd. - Tietosuojakäytäntö
EN
Uutiskanava