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5G और mmWave आधार स्टेशनों के लिए वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल इष्टतम विकल्प क्यों है

कम हानि का भौतिकी: 2.5 गीगाहर्ट्ज़ से ऊपर वायु परावैद्युत कैसे क्षीणन को कम करता है

वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल्स वायु के अत्यंत निम्न परावैद्युत स्थिरांक (लगभग 1) का लाभ उठाते हैं, जो सभी व्यावहारिक विद्युतरोधकों में सबसे कम होता है, जिससे वे 2.5 गीगाहर्ट्ज़ से ऊपर की आवृत्तियों पर संकेत हानि को कम करने में बहुत अच्छे होते हैं। फोम या ठोस पॉलीएथिलीन परावैद्युत जैसे पारंपरिक विकल्पों की तुलना में, वायु अणुक स्तर पर बहुत कम ध्रुवीकरण पैदा करती है, इसलिए यह बहुत कम ऊर्जा अवशोषित करती है। लगभग 6 गीगाहर्ट्ज़ पर, इससे संकेत अशक्तिकरण में लगभग 40% तक कमी आ सकती है। जब हम उच्च मिलीमीटर तरंग सीमा में पहुँचते हैं, तो यह गुण वास्तव में महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि आवृत्ति बढ़ने के साथ संकेत हानि तेजी से बढ़ जाती है। वास्तविक दुनिया के परीक्षणों से पता चलता है कि 28 गीगाहर्ट्ज़ पर 100 मीटर की दूरी तय करने के बाद भी इन वायु परावैद्युत केबल्स में संकेत गुणवत्ता लगभग 92% तक बनी रहती है। यह अधिकांश फोम कोर केबल्स की तुलना में बहुत बेहतर है, जो आमतौर पर 70% से नीचे के प्रदर्शन पर आ जाते हैं। आधुनिक नेटवर्क में उपयोग की जाने वाली उन्नत मॉड्यूलेशन तकनीकों के लिए ऐसे स्वच्छ संकेत बनाए रखना आवश्यक है और विशेष रूप से 5G बैकहॉल प्रणालियों में विलंबता को कम रखने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है।

सघन शहरी 5G बेस स्टेशनों के लिए उच्च तापीय स्थिरता और उच्च शक्ति हैंडलिंग

शहरी क्षेत्रों में, 5G बेस स्टेशन आमतौर पर 200 वाट से अधिक ट्रांसमिट शक्ति के साथ काम करते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें वास्तव में अच्छे थर्मल प्रबंधन समाधान की आवश्यकता होती है। वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल लोकप्रिय हो रहे हैं क्योंकि उनकी खोखली कोर पारंपरिक ठोस भराव डिज़ाइन की तुलना में लगभग तीन गुना तेज़ी से ऊष्मा को बाहर निकलने देती है। कठोर केबल विकल्पों के मामले में, हम देखते हैं कि घुसपैठ हानि माइनस 40 डिग्री सेल्सियस से लेकर प्लस 85 डिग्री सेल्सियस तक के पूरे औद्योगिक तापमान स्पेक्ट्रम में 0.05 डीबी से कम बनी रहती है। यह उन उपकरणों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है जो छतों पर स्थापित होते हैं, जहाँ सीधी धूप गंभीर ताप समस्याएँ पैदा कर सकती है। अर्ध-लचीले केबल की बात करें, तो वे कोनों के चारों ओर तंगी से मोड़े जाने पर भी VSWR अनुपात 1.15:1 से कम रखकर प्रतिबाधा को स्थिर बनाए रखते हैं। यह संकुचित एंटीना ऐरे के एकीकरण के दौरान उत्पन्न होने वाली पीआईएम समस्याओं को रोकने में मदद करता है। ये सभी विशेषताएँ मिलकर यह सुनिश्चित करती हैं कि नेटवर्क विश्वसनीय रूप से ऑनलाइन रहें। और आइए स्वीकार करें, ऑपरेटरों के लिए ऑफलाइन होना बर्दाश्त नहीं है क्योंकि पिछले साल पोनेमन इंस्टीट्यूट के शोध के अनुसार बंद रहने से उन्हें हर घंटे लगभग 740,000 डॉलर की लागत आती है।

बेस स्टेशन तैनाती के लिए शीर्ष मान्य केबल प्रकार वायु परावैद्युत समाक्षीय

कठोर वायु परावैद्युत लाइन: 3.5 गीगाहर्ट्ज और उससे आगे सटीक प्रदर्शन

कठोर वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल्स 2.5 गीगाहर्ट्ज़ से ऊपर की आवृत्तियों पर काम करने वाले स्थिर फीडर अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत कम सिग्नल हानि प्रदान करते हैं। इन केबल्स को विशेष बनाने वाली बात उनका निरंतर बाहरी चालक डिज़ाइन है, जो पूरी लंबाई में वायु अंतर की ज्यामिति को स्थिर रखता है। यह स्थिरता मिलीमीटर तरंग आवृत्तियों में उपयोग करने पर समान फोम कोर केबल्स की तुलना में सिग्नल हानि को लगभग 30% तक कम कर देती है। 3.5 गीगाहर्ट्ज़ और उससे ऊपर के सिग्नल्स के साथ काम करने वालों के लिए, यह सटीकता समग्र रूप से बेहतर सिग्नल अखंडता का अर्थ है। इसीलिए कई दूरसंचार कंपनियाँ अपने मैक्रो बेस स्टेशन एंटीना फीडर्स के लिए इन केबल्स को प्राथमिकता देती हैं, खासकर चूंकि पथ हानि इतना सीमित कारक हो सकता है। सब कुछ सुचारू रूप से चलाए रखने के लिए, अधिकांश निर्माता केबल के अंदर लगभग 3 से 5 पाउंड प्रति वर्ग इंच पर शुष्क वायु बनाए रखने वाली दाबीकरण प्रणाली को शामिल करना शुरू कर चुके हैं। ये प्रणाली नमी के अंदर घुसने से रोकती हैं और कठोर मौसमी परिस्थितियों में भी वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात को नियंत्रण में रखने में मदद करती हैं। हालांकि स्थापना में कुछ चुनौतियाँ आती हैं। स्थापना के दौरान तकनीशियनों को सख्त मोड़ त्रिज्या दिशानिर्देशों का पालन करना होता है। लेकिन इन आवश्यकताओं के बावजूद, कठोर वायु परावैद्युत केबल्स अपने लंबे जीवनकाल और उत्कृष्ट कला स्थिरता के कारण अलग खड़े होते हैं, जो उन स्थायी टावर स्थापनाओं के लिए आदर्श बनाते हैं जहाँ विश्वसनीयता सर्वाधिक महत्वपूर्ण होती है।

अर्ध-लचीला वायु परावैद्युत प्रकार: स्थापना की व्यावहारिकता और 24–28 गीगाहर्ट्ज़ दक्षता के बीच संतुलन

अर्ध-लचीले वायु परावैद्युत केबल, जो शीर्ष प्रदर्शन और सरल तैनाती के बीच स्थित होते हैं, विशेष रूप से उन सघन शहरों और इमारतों के अंदर उपयोगी होते हैं जहां छोटी कोशिकाओं (सेल) को स्थापित करने की आवश्यकता होती है। इन केबल्स में क्रिमिलित तांबे से बने बाहरी चालक होते हैं, जो इन्हें अपने व्यास के आठ गुना तक घुमाने की अनुमति देते हैं, जिससे व्यस्त छतों पर भी पुनः स्थापना संभव हो जाती है और तंग यांत्रिक क्षेत्रों में साफ-सुथरी स्थापना की अनुमति मिलती है। परीक्षणों में 28 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर प्रत्येक 30 मीटर में लगभग 0.6 डीबी की हानि दर्शाई गई है, जिससे डेटा गति मजबूत बनी रहती है और कोई समझौता नहीं करना पड़ता। इन केबल्स में परावैद्युत सामग्री के लिए सटीक ढंग से ढाले गए स्पेसर भी होते हैं, जो कंपन या तापमान परिवर्तन के दौरान मध्य चालक के स्थानांतरण को रोकते हैं और संकेत गुणवत्ता को समय के साथ स्थिर बनाए रखते हैं। जबकि ये कठोर संस्करणों की तुलना में थोड़ी अधिक संकेत हानि दर्शाते हैं, अर्ध-लचीले केबल फिर भी 24 से 28 गीगाहर्ट्ज़ की सीमा में अधिकांश परिस्थितियों में रेडियो आवृत्ति प्रदर्शन, भौतिक लचीलेपन और तकनीशियनों द्वारा त्वरित स्थापना का सर्वोत्तम संतुलन प्रदान करते हैं।

वास्तविक दुनिया का प्रदर्शन: बेस स्टेशन परिदृश्यों में एयर डाइलेक्ट्रिक कोएक्सियल केबल बनाम फोम पीई

सीबीआरएस बैंड फील्ड वैलिडेशन: 3.7–3.98 गीगाहर्ट्ज़ पर 120 मीटर में 22% कम पथ हानि

सीबीआरएस बैंड के साथ क्षेत्र परीक्षणों में दिखाया गया है कि हवा डाइलेक्ट्रिक समाक्षीय केबल फोम पॉलीएथिलीन से बने केबल्स की तुलना में वास्तव में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। 3.7 से 3.98 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्तियों के बीच संचालित होने वाली लगभग 120 मीटर लंबी फीडर लाइनों को देखते समय, नेटवर्क ऑपरेटरों ने लगातार लगभग 22% तक संकेत हानि में कमी देखी। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि हवा में फूले हुए पदार्थों में पाए जाने वाले प्राकृतिक घर्षण और संकेत अपक्षय की समस्याओं की तुलना में लगभग पूर्ण डाइलेक्ट्रिक गुण (इप्सिलॉन r लगभग 1.0 के करीब) होते हैं। बेहतर संकेत गुणवत्ता का अर्थ है कि टावर समग्र रूप से मजबूत संकेत प्रसारित कर सकते हैं। व्यस्त शहरी क्षेत्रों में जहां सेल ट्रैफ़िक भारी होता है, इसके परिणामस्वरूप प्रति बेस स्टेशन 15% से 30% तक अधिक डेटा थ्रूपुट होता है। इसके अतिरिक्त, किसी रिपीटर जैसे अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता के बिना ही कवरेज क्षेत्र स्वाभाविक रूप से बढ़ जाता है। दूरसंचार कंपनियों के लिए, इन सभी लाभों का अर्थ है कि वे नई बुनियादी ढांचे को तेजी से तैनात कर सकते हैं, उनके पावर एम्पलीफायर अधिक काम कर सकते हैं लेकिन लंबे समय तक चलते हैं, और समग्र लागत में काफी कमी आती है। वित्तीय लाभ भी काफी स्पष्ट हैं, जहां उपकरण प्रतिस्थापन की आवश्यकता में देरी और सेवा स्तर समझौतों के बेहतर अनुपालन के कारण निवेश पर रिटर्न 3 से 5 वर्ष पहले ही प्राप्त हो जाता है।

वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल के लिए महत्वपूर्ण स्थापना और पर्यावरणीय उत्तम अभ्यास

नमी प्रवेश रोकथाम, दबाव बनाए रखना और खुले में लंबे समय तक विश्वसनीयता

हवा परावैद्युत कोएक्स केबल में संकेत गुणवत्ता को बनाए रखना उस भीतरी स्थान की सूखी और स्थिर स्थिति पर निर्भर करता है जहाँ परावैद्युत सामग्री स्थित होती है। बाहरी स्थापनाओं और लंबे केबल प्रसारण के लिए, संघनन की समस्याओं को रोकने के लिए 3 से 5 पाउंड प्रति वर्ग इंच के बीच लगातार सूखी वायु दबाव की आवश्यकता होती है। उच्च आवृत्ति वाले mmWave संकेतों के साथ काम करते समय, सिर्फ 100 मीटर की दूरी में नमी की थोड़ी सी मात्रा भी गंभीर संकेत हानि की समस्या पैदा कर सकती है, जो 15 से लेकर शायद 20 डेसीबल तक हो सकती है। कनेक्टर्स को सील करते समय, तकनीशियन आमतौर पर दो सुरक्षा परतें लगाते हैं—पहले सिलिकॉन स्व-फ्यूज़िंग टेप से लपेटते हैं, फिर यूवी प्रतिरोधी और चिपकने वाली परत वाले हीट श्रिंक बूट्स से ढक देते हैं। दीवारों के माध्यम से या इमारतों के ऊपर चलने वाली कठोर केबलों के लिए, उचित स्थापना में ड्रिप लूप बनाना और नीचे की ओर मुंह किए वेंट वाल्व लगाना शामिल है ताकि कोई भी जल बूंद दबाव वाले आंतरिक क्षेत्र तक पहुँचने से पहले गिर जाए। 30 मीटर से अधिक की लंबी क्षैतिज दूरी के लिए, लगभग हर 15 से 20 मीटर के बाद एक्सपेंशन जॉइंट लगाना एक अच्छी प्रथा है। इससे सील टूटे बिना तापमान में परिवर्तन को प्रबंधित करने में मदद मिलती है। तटरेखा के पास के क्षेत्रों से आए वास्तविक क्षेत्र रिपोर्ट्स को देखते हुए, जहाँ आर्द्रता हमेशा अधिक रहती है, हम देखते हैं कि अच्छे दबाव वाले सिस्टम उन सिस्टम की तुलना में लगभग 8 से 10 वर्ष अधिक चलते हैं जिनमें यह सुरक्षा नहीं होती। इसलिए, जबकि कुछ लोग दबाव को केवल एक अतिरिक्त सुविधा समझ सकते हैं, अनुभवी स्थापनाकर्ता जानते हैं कि इन सिस्टम के समय के साथ विश्वसनीय तरीके से काम करने के लिए यह वास्तव में आवश्यक है।

सामान्य प्रश्न अनुभाग

• 5G के लिए वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल के उपयोग का मुख्य लाभ क्या है?
  वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल में संकेत क्षीणन कम होता है और थर्मल प्रबंधन बेहतर होता है, जिससे इन्हें 5G जैसे उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।
• अन्य प्रकार की केबल की तुलना में वायु परावैद्युत केबल तापमान का प्रबंधन कैसे बेहतर ढंग से करती हैं?
  वायु परावैद्युत केबल की खोखली कोर गर्मी को अधिक कुशलता से बाहर निकलने देती है, जो शहरी 5G बेस स्टेशनों में उपयोग किए जाने वाले उच्च शक्ति स्तर के प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
• वायु परावैद्युत समाक्षीय केबल के साथ संबद्ध स्थापना चुनौतियाँ क्या हैं?
  स्थापना के लिए कड़ाई से वक्रता त्रिज्या दिशानिर्देशों का पालन करने और नमी प्रवेश को रोकने के लिए दबाव प्रणाली के उपयोग की आवश्यकता होती है।
• फोम पॉलीएथिलीन केबल की तुलना में वायु परावैद्युत केबल को क्यों प्राथमिकता दी जाती है?
  वायु परावैद्युत केबल बेहतर संकेत गुणवत्ता और कम पथ हानि प्रदान करती हैं, जिससे अतिरिक्त बुनियादी ढांचे के बिना डेटा थ्रूपुट और कवरेज क्षेत्र में सुधार होता है।