Blog

A szivárgó kábelek alapjai: Sugárzási mechanizmus és integráció a passzív DAS rendszerbe

Sugárzási és csatolási mód összehasonlítása egyenletes beltéri jelelosztáshoz

A szivárgó kábelek megbízható beltéri lefedettséget biztosítanak két fő működési módszerrel: sugárzó és csatolt üzemmód. Amikor sugárzó üzemmódban működnek, ezeknek a kábeleknek speciálisan megtervezett rések vannak kivágva a külső rétegükbe, amelyek rádiófrekvenciás jeleket bocsátanak ki az egész kábelhosszon végig. Ez különösen jól működik hosszú, egyenes szakaszokon, például folyosókon, alagutakban és épületek lépcsőházában. A másik, ún. csatolt üzemmód másképp működik. Ahelyett, hogy közvetlenül jeleket bocsátana ki, elektromágneses mezőket használ a közelben lévő antennákhoz vagy fémes felületekhez való kapcsolódáshoz, lehetővé téve a jelek eljutását olyan helyekre, amelyeket különben nehéz lenne elérni anélkül, hogy maga a kábel közvetlenül adna. Ennek a két megközelítésnek a kombinációja magyarázza, miért alkotják a szivárgó kábelek az olyan összetett épületekben telepített sokszoros antenna-rendszerek (DAS) oly fontos részét. Vegyük például a sportarénákat. Ezek gyakran sugárzó kábeleket telepítenek a nézőtér szélei mentén, majd csatolt üzemmódú szakaszokkal ágaznak el, hogy elérjék a luxus boxokat és az étkezőövezeteket, ahol a hagyományos antenna-elrendezések nagy részét hagynák ki a szolgáltatásból. Valós körülmények között végzett tesztek azt mutatták, hogy e technológiák kombinálása körülbelül 40 százalékkal növelheti a jelerejének konzisztenciáját olyan többféle anyagból készült épületekben, amelyek blokkolják a jeleket.

A szabályozott szivárgás fizikája: résgeometria, bordázat kialakítása és csatolási veszteség hangolása

Az RF-szivárgás vezérlése nem valami, ami véletlenül történik. Ez alapvetően gondos elektromágneses mérnöki munkán múlik. Alapvetően három tényező határozza meg, hogy ezek a rendszerek mennyire hatékonyan működnek: a nyílások alakja, a belső vezető hornyolása, valamint az impedanciamatching megfelelő beállítása. A nyílások tényleges alakja lehet ellipszis vagy téglalap, amelyek általában egy negyed és fél hullámhossz közötti távolságra helyezkednek el egymástól, és meghatározott irányba vannak állítva, amely befolyásolja például a sugárzási mintázatot, a kiválasztott frekvenciákat, valamint a jelek terjedési távolságát. Amikor a belső vezetőkön hornyolás található, az megakadályozza a nemkívánatos magasabb rendű módusok kialakulását, és jelentősen csökkenti az impedanciaugrások okozta problémákat. Ez a veszteséget körülbelül 15–20 decibellel csökkenti 100 méterenként a sima vezetőkhöz képest, a hullámvezető-elméletek szerint, amelyeket szabványügyi szervezetek, mint az IEEE és az IEC is támogatnak. A csatolási veszteség mértéke, amely lényegében azt méri, mennyi jel kerül át a kábelen keresztül a környező területekre, erősen függ a nyílások sűrűségétől is. Ha kevesebb nyílás van méterenként (például 2–4), akkor a jelek jobban behatolnak nehéz anyagokon, például vasbeton falakon. Több nyílás (kb. 6–8 méterenként) pedig nagyobb nyílt terek esetén biztosít jobb lefedettséget. Vegyük például a spirális hornyolású kialakításokat – ezek lehetővé teszik, hogy a jelek széles tartományban működjenek, 698 MHz-től egészen 3,8 GHz-ig, miközben a sugárzási hatásfok az egész spektrumban 85% felett marad.

Több-sávú teljesítmény: Sejtes, Wi-Fi és műsorszóró szolgáltatások egyidejű támogatása

Frekvencia-ágilis szivárgókábel tervezések 700 MHz-től 3,8 GHz-ig

A mai szivárgó kábelek már nemcsak a széles sávszélességről szólnak; valódi többszolgáltatásos konvergenciára épülnek, ahol különböző jelek zavartalanul együtt létezhetnek. A csodálatos hatás a kábel felületén található gondosan tervezett nyílásformák és a finom hullámos mintázatok révén valósul meg. Ezek lehetővé teszik a 700 MHz-es FirstNet és digitális televízióadásoktól kezdve egészen az al-6 GHz-es 5G hálózatokig, sőt akár a 3,8 GHz-es frekvenciákig terjedő jelek átvitelét. Ez lefedi majdnem az összes fontos sávot, beleértve a mobilhálózatokat, a központi biztonsági kommunikációt, az 5 GHz-es Wi-Fi 6/6E-t, valamint a hagyományos adású csatornákat is. Amikor a mérnökök eldöntik, hogy a kábel hosszában futó egyenes nyílásokat vagy a köré tekert spirális formákat válasszák, tulajdonképpen azt szabályozzák, mennyi jel szivárog ki. Ez segít fenntartani a kisugárzott jelek szintjét körülbelül 1,5 dB-es eltéréssel minden egyes frekvencia esetén. Ez a szűk tartomány nagy különbséget jelent olyan helyeken, ahol sok az ütköző vezeték nélküli jel, például forgalmas vasútállomásokon vagy magas építésű lakókomplexumokban, ahol a hagyományos antennák bonyolult szűrőket és elválasztási technikákat igényelnének a megfelelő működéshez.

Valós világbeli együttélési érvényesítés: LTE-A, 5G NR, Wi-Fi 6 és DVB-T vegyes használatú épületekben

A valós körülmények között végzett tesztelés alátámasztja a elméleti előrejelzéseket. Acélvázas épületekben, amelyek kiskereskedelmi és irodai célokat szolgálnak, olyan szivárgó kábeleket alkalmaztak, amelyek egyszerre több jelet is továbbítottak. Ezek közé tartozott az LTE-A 2,1 GHz-en, az 5G NR 3,5 GHz-en, a Wi-Fi 6 körülbelül 5 GHz-en, valamint a DVB-T jel 700 MHz-en. A rendszer az összes ilyen frekvencián stabil kapcsolatot tartott fenn, mindössze 1,3 százalék alatti jelvesztéssel. Az egyik legfontosabb tényező, ami miatt ez ilyen jól működik, az az, hogy a kábel irányított hullámminták alapján szelektíven engedi ki a jeleket, nem pedig minden jelet egyformán sugározva. Ez megakadályozza, hogy a különböző szolgáltatások zavarják egymást. Még akkor is, amikor a mobilhálózatok túlterheltek voltak, a Wi-Fi kapcsolatok kevesebb, mint tized százaléknyi adatcsomagot veszítettek el. A közvetített videók zavartalanul futottak, miközben a közelben emberek hanghívásokat bonyolítottak LTE-n keresztül. A hagyományos megoldásoknál minden szolgáltatáshoz külön antennákra, kábelekre, szűrőkre és erősítőkre van szükség. Ezzel szemben ez az egyetlen megoldás az eszközszükségletet körülbelül 40 százalékkal csökkenti, és pénzt takarít meg a telepítés során. A karbantartás is egyszerűbbé válik, és később új funkciók hozzáadása sem igényli a teljes rendszer szétszedését.

Halott Zónák Kiküszöbölése: Áthatolás és Fedezet megbízhatósága Nehéz Beltéri Környezetekben

Jelállóság vasbetonon, szerkezeti acélon és alacsony kisugárzású üvegen keresztül

A modern építőanyagok, mint például a vasbeton, a szerkezeti acélvázak és azok a divatos alacsony kibocsátású üvegek (low-e glasses) elég hatékonyan blokkolják a rádiófrekvenciás jeleket, néha 20 és 40 dB közötti veszteséget okozva. Ezeket a jelblokkolásokat gyakran tapasztaljuk liftben, aluljárókban, orvosi képalkotó helyiségekben, valamint azokban a szupereffikens irodaházakban, amelyeknek elegáns homlokzata van. A szivárgó kábelek másképp oldják meg ezt a problémát, mint egyszerűen csak növelni a teljesítményszintet. Ehelyett a sugárzás pontját közvetlenül oda viszik, ahol az akadályok vannak. Ezeknek a kábeleknek a működése elég okos: egyenes vonalú kisugárzásuk segítségével elkerülik a tükröző felületeket, és jól kapcsolódnak a közeli területekhez. Mivel a jel az egész kábel hossza mentén terjed szét, erős és állandó marad különböző terekben is, még vastag falakon keresztülhaladva is. Terepmérések kimutatták, hogy a szivárgó koax kábelek kevesebb, mint 3 dB veszteséget mutatnak 40 cm vastag betonfalak átjárása során, ami kb. 15 dB-bal jobb, mint a hagyományos mennyezetre szerelt antennák teljesítménye hasonló körülmények között.

Esettanulmány: 99,2%os lefedettségi egységesség elérése egy 12 szintes kórházban kettős sávú sugárzó koax kábellel

Egy 12 emeletes városi kórház nemrégiben két frekvenciasávot támogató szivárgó kábelszisztémát telepített, hogy megoldja a súlyos kommunikációs problémákat az MRI-szobákban, a földalatti parkolókban és a sugárzás ellen védett laborokban. A telepítés során egyetlen koaxiális rendszeren keresztül kezelték a FirstNet 700 MHz-es jelét és az újabb 5G NR jeleket 2,5 GHz-es frekvencián. A rendszer összeépítése után végzett tesztek azt mutatták, hogy az épület 99,2%-án állandó lefedettség érhető el. A jel erőssége minden emeleten és osztályon -95 dBm felett volt, még olyan helyeken is, ahol korábban teljesen hiányzott a vétel. Amikor a mentőszolgálatok valós gyakorlatok során tesztelték a rendszert, rádiónyilvántartásaik zavartalanul működtek, csupán minimális problémák merültek fel a különböző kábelszakaszok közötti átmeneteknél. Ennek a megoldásnak az a legkiemelkedőbb tulajdonsága, hogy mennyire jól teljesít a hagyományos módszerekhez képest. A megfelelő tervezés az épület architektúrájához igazodva, valamint a frekvenciaviselkedés megértése lehetővé teszi a kórházak számára, hogy megbízható kommunikációs szabványokat érjenek el, amelyeket a régebbi passzív vagy aktív elosztott antennarendszerek egyszerűen nem tudnak biztosítani.

GYIK

Hogyan működnek a szivárgó kábelek?

A szivárgó kábelek kisugárzó és csatolt üzemmódban működnek. A kisugárzó üzemmód közvetlenül a kábel nyílásain keresztül bocsát ki jeleket, míg a csatolt üzemmód elektromágneses mezőket használ a jel továbbítására közvetlen kisugárzás nélkül.

Mi a szivárgó kábelek előnye összetett épületekben?

A szivárgó kábelek javíthatják a jel erősségét és stabilitását, különösen olyan épületekben, amelyek jellemzően jelet blokkoló anyagokból készültek, növelve a megbízhatóságot körülbelül 40%-kal.

Milyen anyagok és tervezési elemek segítenek csökkenteni a jelveszteséget a szivárgó kábelek esetében?

A nyílások alakja, a belső vezető redőzési tervezése és a nyílások sűrűsége döntő fontosságú. Ezek a tényezők segítenek a sugárzási minták, a frekvenciaválasztás kezelésében, és korlátozzák a jelveszteséget.

Hogyan támogatják a szivárgó kábelek több szolgáltatást, például mobilhálózatot és Wi-Fi-t?

A szivárgó kábelek frekvencia-alkalmazkodó tervezést használnak, amely széles frekvenciatartományt (700 MHz-től 3,8 GHz-ig) képes kezelni, így egyszerre támogatja a különféle szolgáltatásokat interferencia nélkül.

A szivárgó kábelek segíthetnek-e a lefedettség javításában olyan területeken, ahol szerkezeti akadályok vannak?

Igen, a szivárgó kábelek akadályokon belüli sugárzási pontok elhelyezésével erős jelosztást biztosítanak akár betonon és acélon át is.