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लीक होने वाली केबल मूलभूत तथ्य: विकिरण तंत्र और निष्क्रिय DAS एकीकरण

एकरूप आंतरिक सिग्नल वितरण के लिए उत्सर्जन बनाम युग्मित मोड संचालन

लीकी केबल्स दो मुख्य संचालन विधियों—विकिरण और युग्मित मोड का उपयोग करके भरोसेमंद आंतरिक कवरेज प्रदान करते हैं। जब विकिरण मोड में काम करते हैं, तो इन केबल्स की बाहरी परत में विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए स्लॉट काटे जाते हैं जो पूरे केबल मार्ग के साथ रेडियो आवृत्ति संकेत छोड़ते हैं। यह लंबे सीधे मार्गों जैसे गलियारों, भूमिगत मार्गों और इमारत की सीढ़ियों के लिए बहुत अच्छा काम करता है। दूसरा मोड, जिसे युग्मित मोड कहा जाता है, अलग तरीके से काम करता है। सीधे संकेत उत्सर्जित करने के बजाय, यह निकटवर्ती एंटीना या धातु सतहों के साथ इंटरैक्ट करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है, जिससे संकेत केबल से सीधे प्रसारित हुए बिना भी ऐसे स्थानों तक पहुँच सकते हैं जहाँ पहुँचना अन्यथा कठिन होता है। दोनों दृष्टिकोणों के इस संयोजन के कारण लीकी केबल्स जटिल इमारतों में स्थापित कई वितरित एंटीना प्रणालियों का इतना महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाते हैं। उदाहरण के लिए खेल के मैदानों को लें। वे अक्सर दर्शकों की सीटिंग क्षेत्रों के किनारों के आसपास विकिरण केबल्स स्थापित करते हैं, लेकिन फिर लक्जरी बॉक्स और फूड कोर्ट तक पहुँचने के लिए युग्मित मोड के खंडों में शाखित हो जाते हैं, जहाँ मानक एंटीना सेटअप सेवा में बड़े अंतर छोड़ देंगे। वास्तविक परिस्थितियों में किए गए परीक्षणों से पता चलता है कि संकेत अवरोधक सामग्री से बनी इमारतों में इन तकनीकों के संयोजन से संकेत शक्ति की निरंतरता में लगभग 40 प्रतिशत तक की वृद्धि हो सकती है।

नियंत्रित रिसाव का भौतिकी: स्लॉट ज्यामिति, करघा डिज़ाइन, और कपलिंग हानि ट्यूनिंग

आरएफ रिसाव नियंत्रण ऐसी चीज नहीं है जो संयोगवश होती है। यह सावधानीपूर्वक किए गए विद्युत चुम्बकीय इंजीनियरिंग कार्य पर निर्भर करता है। मूल रूप से, इन प्रणालियों के प्रदर्शन को प्रभावित करने के लिए तीन कारक साथ मिलकर काम करते हैं: स्लॉट का आकार, आंतरिक चालक की क्रिमित (corrugated) व्यवस्था, और उचित प्रतिबाधा मिलान प्राप्त करना। वास्तविक स्लॉट आकार या तो दीर्घवृत्ताकार या आयताकार हो सकते हैं, जिन्हें आमतौर पर एक चौथाई से आधी तरंग दैर्ध्य की दूरी पर रखा जाता है, और विशिष्ट अभिविन्यास में स्थिति दी जाती है जो विकिरण प्रतिरूप, चयनित आवृत्तियाँ, और संकेतों के फैलाव की दूरी जैसी चीजों को निर्धारित करती है। जब आंतरिक चालकों पर ये क्रिमित संरचनाएँ होती हैं, तो वे अवांछित उच्च-क्रम मोड को रोकने में मदद करती हैं और प्रतिबाधा में आने वाले उन परेशान करने वाले झटकों को काफी कम कर देती हैं। तरंग मार्ग सिद्धांतों के अनुसार, जिन्हें IEEE और IEC जैसे मानक संगठनों द्वारा समर्थित किया गया है, इससे संकेत हानि में लगभग 100 मीटर प्रति 15 से 20 डेसीबल की कमी आती है, जो सामान्य चिकने चालक वाले संस्करणों की तुलना में होती है। युग्मन हानि, जो मूल रूप से केबल से आसपास के क्षेत्रों में संकेत स्थानांतरण की मात्रा को मापती है, स्लॉट घनत्व पर भी भारी निर्भर करती है। यदि प्रति मीटर कम स्लॉट हैं (मान लीजिए 2 से 4), तो संकेत मजबूत चीजों जैसे रीइंफोर्स्ड कंक्रीट की दीवारों के माध्यम से बेहतर ढंग से प्रवेश करते हैं। अधिक स्लॉट (लगभग 6 से 8 प्रति मीटर) बड़े खुले स्थानों में बेहतर कवरेज प्रदान करते हैं। हेलिकल क्रिमित डिजाइन को उदाहरण के रूप में लें—वे 698 MHz से लेकर 3.8 GHz तक की विस्तृत रेंज में संकेतों को काम करने की अनुमति देते हैं, जबकि पूरी आवृत्ति परास में विकिरण दक्षता 85% से ऊपर बनाए रखते हैं।

मल्टी-बैंड प्रदर्शन: सेलुलर, वाई-फाई और प्रसारण सेवाओं का एक साथ समर्थन

आवृत्ति-अनुकूल लीकी केबल डिज़ाइन जो 700 मेगाहर्ट्ज़ से लेकर 3.8 गीगाहर्ट्ज़ तक को कवर करते हैं

आज की लीक होने वाली केबल्स सिर्फ चौड़ी बैंडविड्थ के बारे में नहीं हैं; इन्हें ऐसे वास्तविक मल्टी-सर्विस एकीकरण के लिए बनाया गया है जहाँ विभिन्न संकेत बिना परेशानी किए एक साथ काम कर सकते हैं। यह जादू केबल की सतह पर ध्यानपूर्वक डिज़ाइन किए गए स्लॉट आकारों और उभरी हुई (corrugation) पैटर्न्स के लिए धन्यवाद होता है। इनके कारण 700 MHz सिग्नल्स, जिनका उपयोग FirstNet और डिजिटल टीवी प्रसारण द्वारा किया जाता है, से लेकर सब-6 GHz 5G नेटवर्क्स और यहां तक कि 3.8 GHz आवृत्तियों तक के सभी सिग्नल्स को समर्थन मिलता है। इसमें सेल फोन नेटवर्क्स, सार्वजनिक सुरक्षा संचार, 5 GHz पर Wi-Fi 6/6E और पुराने स्कूल के प्रसारण चैनल्स सहित लगभग हर महत्वपूर्ण बैंड शामिल हैं। जब इंजीनियर केबल की लंबाई में सीधे चलने वाले स्लॉट्स और इसके चारों ओर लपेटे गए सर्पिल आकार के स्लॉट्स के बीच चयन करते हैं, तो वे वास्तव में यह नियंत्रित करते हैं कि सिग्नल कितना लीक हो। इससे सभी आवृत्तियों में विकिरण का स्तर लगभग 1.5 dB के अंतर के भीतर बना रहता है। और यह छोटी सी सीमा उन जगहों पर बहुत फर्क करती है जहां वायरलेस सिग्नल्स भरे होते हैं, जैसे व्यस्त रेलवे स्टेशन या ऊंची अपार्टमेंट बिल्डिंग्स, जहां सामान्य एंटीनास को ठीक ढंग से काम करने के लिए जटिल फिल्टर और अलगाव तकनीकों की आवश्यकता होती।

वास्तविक दुनिया सह-अस्तित्व मान्यता: मिश्रित उपयोग भवनों में LTE-A, 5G NR, Wi-Fi 6 और DVB-T

वास्तविक परिस्थितियों में परीक्षण सैद्धांतिक सुझावों की पुष्टि करता है। खुदरा और वाणिज्यिक स्थानों के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील फ्रेम वाले भवनों में एक साथ कई संकेतों को संभालने वाली लीकी केबल्स का अनुभव किया गया। इनमें 2.1 गीगाहर्ट्ज़ पर LTE-A, 3.5 गीगाहर्ट्ज़ पर 5G NR, लगभग 5 गीगाहर्ट्ज़ पर संचालित Wi-Fi 6 और 700 मेगाहर्ट्ज़ पर DVB-T संकेत शामिल थे। इस प्रणाली ने सभी आवृत्तियों पर 1.3% से थोड़ा कम सिग्नल ड्रॉप के साथ स्थिर कनेक्शन बनाए रखे। इसकी उत्कृष्ट कार्यप्रणाली का कारण यह है कि केबल सभी संकेतों को समान रूप से प्रसारित करने के बजाय नियंत्रित तरंग पैटर्न के आधार पर चयनित तरीके से संकेतों को लीक करती है। इससे विभिन्न सेवाओं के बीच हस्तक्षेप रोका जाता है। यहां तक कि जब सेल नेटवर्क व्यस्त होते हैं, तब भी Wi-Fi कनेक्शन से डेटा पैकेट्स का एक दसवां हिस्से से भी कम खो जाता है। प्रसारण वीडियो बिना किसी व्यवधान के चलते रहते हैं जबकि आसपास के लोग LTE पर वॉइस कॉल करते हैं। पारंपरिक सेटअप में प्रत्येक सेवा प्रकार के लिए अलग-अलग एंटीना, केबल, फ़िल्टर और पावर बूस्टर की आवश्यकता होती है। लेकिन यह एकल समाधान लगभग 40% तक उपकरणों की आवश्यकता कम कर देता है और स्थापना के दौरान लागत बचाता है। रखरखाव भी आसान हो जाता है, और भविष्य में नई क्षमताओं को जोड़ने के लिए सब कुछ तोड़ने की आवश्यकता नहीं होती।

मृत क्षेत्र उन्मूलन: चुनौतीपूर्ण आंतरिक वातावरण में भेदन और कवरेज विश्वसनीयता

प्रबलित कंक्रीट, संरचनात्मक इस्पात और कम-उत्सर्जकता वाले कांच के माध्यम से संकेत प्रतिरोधकता

प्रबलित कंक्रीट, संरचनात्मक इस्पात फ्रेम और कम उत्सर्जन (लो-ई) कांच जैसे आधुनिक निर्माण सामग्री रेडियो आवृत्ति संकेतों को रोकने में काफी हद तक सक्षम होती हैं, जिससे कभी-कभी 20 से 40 डेसीबल तक का हानि हो सकता है। हम ऐसी संकेत अवरोधों को लिफ्ट, भूमिगत क्षेत्रों, चिकित्सा इमेजिंग कक्षों और चमकीले बाहरी आवरण वाली अत्यधिक दक्ष कार्यालय इमारतों जैसे स्थानों में नियमित रूप से देखते हैं। लीकी केबल इस समस्या का समाधान केवल शक्ति स्तर बढ़ाकर नहीं करतीं, बल्कि विकिरण बिंदु को उन बाधाओं के भीतर ही स्थानांतरित कर देती हैं। इन केबलों के कार्य करने का तरीका वास्तव में चतुर है—उनके सीधी रेखा में उत्सर्जन परावर्तक सतहों के आसपास के क्षेत्रों को प्रभावी ढंग से जोड़ने में सक्षम होता है। चूंकि संकेत पूरी केबल लंबाई के साथ फैलता है, इसलिए यह मोटी दीवारों से गुजरते समय भी विभिन्न स्थानों में मजबूत और सुसंगत बना रहता है। क्षेत्र परीक्षणों में दिखाया गया है कि 40 सेमी मोटी कंक्रीट की दीवारों से गुजरते समय लीकी कोएक्स केबल में 3 डेसीबल से कम की हानि होती है, जो समान परिस्थितियों में सामान्य छत पर लगे एंटीना की तुलना में लगभग 15 डेसीबल बेहतर है।

केस अध्ययन: ड्यूल-बैंड लीकी कोएक्स के साथ 12 मंजिला अस्पताल में 99.2% आवरण एकरूपता प्राप्त करना

12 मंजिला एक शहरी अस्पताल ने हाल ही में एमआरआई कक्षों, भूमिगत पार्किंग गैराजों और विकिरण सुरक्षित प्रयोगशालाओं जैसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में गंभीर संचार समस्याओं को दूर करने के लिए ड्यूल बैंड लीकी केबल प्रणाली स्थापित की है। इस स्थापना ने 700 मेगाहर्ट्ज़ पर फर्स्टनेट और 2.5 गीगाहर्ट्ज़ आवृत्ति पर नए 5जी एनआर सिग्नल को एक ही समाक्षीय सेटअप के माध्यम से संभाला। सब कुछ स्थापित करने के बाद, परीक्षणों में पता चला कि भवन के 99.2% क्षेत्र में सुसंगत कवरेज उपलब्ध है। प्रत्येक मंजिल और विभाग में सिग्नल शक्ति -95 डीबीएम से ऊपर दर्ज की गई, यहां तक कि उन स्थानों तक भी पहुंच गई जहां पहले बिल्कुल कोई संकेत नहीं था। जब आपातकालीन क्रू ने वास्तविक अभ्यास के दौरान प्रणाली का परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि उनके रेडियो बिल्कुल सही ढंग से काम कर रहे थे, सिर्फ अलग-अलग केबल खंडों के बीच संक्रमण के दौरान मामूली समस्याएं थीं। इस समाधान को अन्य पारंपरिक तरीकों से अलग करने वाली बात यह है कि यह कितनी अच्छी तरह से काम करता है। भवन के वास्तुकला के बारे में उचित नियोजन और आवृत्ति व्यवहार की समझ अस्पतालों को विश्वसनीय संचार मानक प्राप्त करने में सक्षम बनाती है, जिन्हें पुरानी निष्क्रिय या सक्रिय वितरित ऐंटीना प्रणाली बस प्राप्त नहीं कर सकती थी।

सामान्य प्रश्न

रिसाव वाली केबल्स कैसे काम करती हैं?

रिसाव वाली केबल्स उत्सर्जक और युग्मित मोड का उपयोग करके काम करती हैं। उत्सर्जक मोड केबल में स्लॉट्स के माध्यम से सीधे संकेत उत्सर्जित करता है, जबकि युग्मित मोड सीधे उत्सर्जन के बिना संकेत संचारित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग करता है।

जटिल इमारतों में रिसाव वाली केबल्स के क्या फायदे हैं?

रिसाव वाली केबल्स सिग्नल की ताकत और स्थिरता में सुधार कर सकती हैं, खासकर उन इमारतों में जो आमतौर पर सिग्नल को अवरुद्ध करने वाली सामग्री से बनी होती हैं, जिससे विश्वसनीयता में लगभग 40% की वृद्धि होती है।

रिसाव वाली केबल डिज़ाइन में सिग्नल नुकसान को कम करने में कौन सी सामग्री और विशेषताएं मदद करती हैं?

स्लॉट्स का आकार, आंतरिक कंडक्टर का क्रियामुखी डिज़ाइन और स्लॉट घनत्व महत्वपूर्ण हैं। ये कारक विकिरण पैटर्न, आवृत्ति चयन को प्रबंधित करने और सिग्नल नुकसान को सीमित करने में मदद करते हैं।

रिसाव वाली केबल्स सेलुलर और वाई-फाई जैसी कई सेवाओं का समर्थन कैसे करती हैं?

रिसाव वाली केबल्स आवृत्ति-अनुकूल डिज़ाइन का उपयोग करती हैं जो आवृत्तियों की एक श्रृंखला (700 MHz से 3.8 GHz तक) को समायोजित करती हैं, जिससे बिना हस्तक्षेप के एक साथ विविध सेवाओं का समर्थन होता है।

संरचनात्मक चुनौतियों वाले क्षेत्रों में लीक होने वाली केबल्स संकेत कवरेज में सुधार करने में सहायता कर सकती हैं?

हां, बाधाओं के भीतर विकिरण बिंदुओं को स्थापित करके, लीक होने वाली केबल्स कंक्रीट और इस्पात जैसी सामग्री बाधाओं के माध्यम से भी मजबूत संकेत वितरण सुनिश्चित करती हैं।