תחנות בסיס דורשות כבלים שמורידים על שלמות האות בתדרים עד 6 ג'יגה-הרץ, תוך עמידות במתחים סביבתיים כמו שינויי טמפרטורה ושעווה. מערכות אלו דורשות החזרה של פחות מ-20 דציבל ואימפדנס יציב של 50 אוהם כדי למנוע החזרות אות, מה שחיוני להעברת קול ונתונים אמינה ברשתות סלולריות.
העיצוב השכבות של כבלים קואקסיאליים ל-RF משלב מוליכים מדויקים עם חומרי דיאלקטריק מתקדמים כדי לאזן גמישות ויעילות שילוח. בניגוד לגל אינטנות קשיחים, הגרסאות הקואקסיאליות מתאימות לעקומות צרות בהתקנות על גבי מגדלים, תוך סיפוק הדämpning של <0.3 דציבל/מטר בתדירות 3.5 גיגה-הרץ, ובכך עומדות בדרישות ביצועים קריטיות להטלטות 5G NR.
בהשראות משנים 2023, דיווחו מפעילי רשת על 38% פחות ביקורים בשטח כאשר השתמשו בכבלים קואקסיאליים עם שילוח כפול בתאים קטנים של mmWave. תוספת האמינות נובעת ממיזמי חדשנות כגון דיאלקטריק מוזרק בצורת קצף, המפחיתים את התנודות בשיא עומס תעבורה.
| קריטריון | COAX | גל אינטנות | סיב |
|---|---|---|---|
| עלות התקנה | $12/מ׳ | $45/מ׳ | $28/מ' |
| טווח תדרים | DC 110 GHz | 1 100 GHz | N/A (מבוסס אור) |
| עמידות בפני מזג האוויר | גבוה | לְמַתֵן | נמוך |
| כבלים קואקסיאליים שולטים בחיבורים של הקילומטר האחרון בזכות היחס בין עלות לביצועים בסביבות RF, במיוחד כאשר תעלות מתכתיות כבר קיימות. בעוד שסיבים אופטיים מצטיינים ביישומי בק haul, הם רגישים לאكسידציה של מחברים, מה שהופך את הפתרון הקואaksiלי לפתרון המועדף עבור קישורים מול צמדים. |
כבלים קואקסיאליים סובלים מאיבוד אותות בעיקר בשל שלושה דברים. ראשית, יש נטילת דיאלקטרית, בה אובדים כ-0.8 עד 1.5 אחוז מהאנרגיה בחומרי הPE המבוססים על קצף סטנדרטיים. שנית, יש התנגדות מוליכה שאפשר להפחית עד 25% מהעוצמה האישית בכבלים נחושת שזורים. ולבסוף, חסימה לקויה גורמת גם לאיבודי קרינה. דווח חדש ממכון התקנים לתקשורת מצא משהו מעניין. המחקר שלהם משנת 2023 הראה שבתחנות בסיס תדירות גבוהה מודרניות שפועלות בין 3.5 ל-28 GHz מתרחשת דעיכה של האותות בקצב מהיר יותר ב-23% בממוצע בהשוואה למערכות ישנות מתחת ל-6 GHz כאשר כל הגורמים האלה מתמזגים. זה חשוב מאוד לבעלי רשתות שמנסים לשמור על חיבורים איכותיים לאורך תדרים שונים.
כבלים קואקסיאליים סטנדרטיים של RF מאבדים עוצמת אות בקצב של כ-18% עבור כל עלייה של ג'יגה-הרץ בתדירות. דגמים נפוצים רבים יאבדו יותר מ-3 dB לאחר רק 100 רגל כאשר פועלים בתדרים של 6 ג'יגה-הרץ. המצב נראה הרבה יותר טוב בטווח הנמוך, שם אותות מתחת ל-1 ג'יגה-הרץ מראים איבוד של פחות מחצי דציבל באותו מרחק. כדי להילחם באיבודים אלו, מהנדסים מעצבים כבלים עם מאפייני עיכוב יציבים. כבלים איכותיים יכולים לשמור על ערך התנגדות של 50 אוהם בתוך טווח של פלוס/מינוס אוהם אחד, מזרם ישר (DC) עד 40 ג'יגה-הרץ, מה שהופך אותם לאמינים בתחומים רבים שבהם שמרינות האות קריטית.
עבור כל 50 רגל נוספות של כבל, עוצמת האות יורדת ב-0.75 עד 1.2 דציבל (dB) ברשתות 4G ו-5G. זה משמעותי למדי כשזכרים ש-UAE דורשת הפסד נמוך מ-2 dB עבור החיבורים הסופיים בקצה הלקוח. ברוב המקרים בשטח ממליצים לשמור על אורך כבל קצר יותר מ-150 רגל בעת עבודה בתדרי תת-6 GHz. כמו כן, נהוג להשתמש בטכניקות התאמה של עכבות מתקדמות שמצריכות את הפסדי השיקוף המהממים בכ-שני שלישים. העמותה לוות תשתית אלחוטית ציינה זאת בדו"ח משנת 2022, ולכן ודאי שזה משהו שעליהם מקצוענים מפנים תשומת לב בימים אלה.
חברת תקשורת עירונית גדולה הצליחה לצמצם את אובדן האות במאקרוסל מ-4.2 ד'ב לערך של 1.8 ד'ב בלבד, לאחר שהחליפה את הכבלים הסטנדרטיים מסוג RG-8 בגירסאות חדשות עם דיאלקטריק מחומר מספיח ממולא חנקן. התוצאות היו מרשים במיוחד. מהירות ההורדה עלתה בכ-41% באזורים עירוניים צפופים שבהם כל אחד מתמודד על רוחב פס. בנוסף, כל תחנת בסיס הצריכה 18 וואט פחות בכל מיקום אתר תא. זה אולי לא נשמע הרבה, עד שממשיכים ומחשבים שזה שקול לחיסכון של כ-2,100 דולר בשורות החשמל בכל שנה עבור כל צריח שהם מפעילים.
78% מאופרטורי הסלולרי מעדיפים כיום כבלים בעלי אובדן אולטרא-נמוך (<0.5 ד"ב/100 רגל ב-28 ג'יגה-הרץ) להטלטות mmWave, בשל דרישות רוחב הערוץ של 5G NR. דוח רשתות הסלולר לשנת 2024 מדגיש עלייה של 290% בהשוואה לשנה שעברה בשימוש במוליכים מצפים בכסף, אשר משפרים את מוליכות התדרים הגבוהים ב-27% לעומת תכנוני נחושת סטנדרטיים.
כבלים קואקסיאליים של RF מקבלים את האמינות שלהם מהבנייה השכבה שכבתית, המבוססת על הנדסה מדויקת. בפנים נמצא מוליך נחושת מוצק או שזור, העובר אותות בצורה יעילה. בין אלה יש חומר מבודד דיאלקטרי כמו PTFE או לפעמים פוליאתילן משומר, שמונע הפרעות ומאפשר פעולה חלקה. לאחר מכן מגיע רכיב השריפה, שעשוי לרוב מנחושת ארוגה או מסרף אלומיניום, ומסנן כ-90 עד 95 אחוז מהפרעות אלקטרו-מגנטיות. ולסיום, עטופה חיצונית, שעשוייה לרוב מ-PVC עמיד בפני קרינת UV, ומגנה מפני מזג האוויר וגורמים סביבתיים אחרים. מבחני שדה מצאו שעיצובים מרובים שכבות כאלה נכשלים פחות בהשוואה לאפשרויות פשוטות ושכבה אחת – בכ-25% פחות תכופות, לפי נתוני שדה שנאספו לאורך זמן.
דור האחרון של כבלים RF קואקסיאליים יוצר גלים הודות לחדשנות משמעותית במדעי החומרים, שמגביר את התאמתם לצורך ברשתות 5G. מבחינת מוליכות, ספקי נחושת טהורה מפחיתים איבוד אותות בכ-18% בהשוואה למוליכים רגילים, לפי מחקר שפורסם על ידי פונמון בשנת 2023. בינתיים, הדיאלקטריק המאוייר חנקן בתוך הכבלים האלה הצליח להעלות את מקדם המהירות שלהם לכ-0.85, מה שאומר שהאותות יכולים לנוע דרכם הרבה יותר מהר מאשר בעבר. גם השכבה החיצונית לא מתעלמת ממנה. מעטפות פוליאתילן משופרות בשני שכבות עמידות בתנאי מזג אוויר קיצוניים בכ-40% טוב יותר מהדגם הישנים, כך שהכבלים הללו עמידים מעל 15 שנה גם בסביבות עירוניות קשות שבהן טמפרטורות קיצוניות הן דבר שכיח. כל השיפורים האלה תואמים למה שראינו בדו"ח חומרי התקשורת לשנת 2024, שבו ציינו מומחים כי שדרוג של חומרים אינו רק רצוי, אלא הכרחי לחלוטין אם ספקים רוצים לשמור על זמינות רשת קרובה למושלמת של 99.999 אחוז שעליה כולם סומכים.
תקן עכבה של 50 אום עוזר לצמצם את ההשתקפויות המolestות של האות, כיוון שהוא שומר על יציבות גבוהה של קבוע הדיאלקטריק, עם סטייה של כ-1.5%. כשמהנדסים טועים בתחום, המצב מתדרדר במהירות. מהבדיקות שלנו עלה שאי התאמה בעכבות יכולה להגביר את הפסדי ההחזרה עד 6 דציבל, מה שגורם לבעיות בכמעט כל חמשת תאי התחנות הבסיסיות, לפי מחקר של New England Labs בשנה שעברה. טכניקות ייצור מודרניות שומרות כיום על יישור מוליכים במרחק של פחות מ-0.1 מילימטר זה מזה. זה חשוב במיוחד כאשר כבלים צריכים להסתובב בזוויות ישרות מבלי לאבד את מאפייני הביצועים שלהם. התוצאה? איכות אות הרבה יותר טובה, עם כ-32 אחוז פחות עיוות פאזה בתדרי mmWave הגבוהים, בהשוואה לכבלים המיוצרים מחוץ לתקנים אלו.
| גורם | נחושת מקופלת | אֲלוּמִינְיוּם |
|---|---|---|
| מוליכות | 100% IACS | 61% IACS |
| משקל | 8.96 גרם/סמ"ק | 2.70 גרם/סמ"ק |
| התנגדות לקורוזיה | מצוין (עםเคล coat) | טוב (גרסאות לאנודה) |
| נמיכות | מחזורי כיפוף גבוהים ב-30% | קשיחות גבוהה יותר ב-15% |
נחושת מועדפת להתקנות תאים ערים בעוצמת הספק הגבוהה, בעוד שפחמן עם הפחתת משקל של 63% הופך אותו לאידיאלי להתקנות באוויר. עיצובים מקומטים משפרים את עמידות הלחיצה ב-22% בשני החומרים בהשוואה לחלופות עם דופן חלקה.
תחנות הבסיס של ימינו חייבות להתמודד עם כל מיני הפרעות אלקטרומגנטיות הנובעות מאנטנות סמוכות, קווי חשמל הנמשכים לכל עבר, ועוד אין-ספור מכשירי IoT שמתפוצצים מסביב. הפתרון? כבלים קואקסיאליים ל-RF עם שילוח טוב מבצעים פלאים כאן. כבלים אלו פועלים כמחסום נגד רעשים בתדר רדיו לא רצויים שיכולים להפריע לסinals. לפי מחקר חדש שהתפרסם בדוח 'יעילות השילוח ל-RF לשנת 2024', כאשר נותני שירות משקיעים בחומרי שילוח איכותיים, הם עדים לצניחה דרמטית בהפרעות בשירות שנגרמות על ידי הפרעות. באזורים עירוניים צפופים שבהם הפרעה אלקטרומגנטית (EMI) יכולה להגיע ליותר מ-100 וולט למטר, שיפורים אלו מקטינים את הבעיות בכמעט שני שלישים. זה מהפך אדיר מבחינת שמירה על תקשורת אמינה בסביבות עירוניות צפופות.
כדי להילחם ב-EMI בתדרים גבוהים ב-5G, יצרנים משתמשים בארכיטקטורות הגנה בשכבות המשלבות דבק, ציר וחומרים מורכבים:
| סוג המגן | תיחום תדרים | הפחתת EMI (dB) | נמיכות |
|---|---|---|---|
| ציר אחד | עד 6 GHz | 40 50 דב | גבוה |
| פוליה + פלייט | עד 40 ג'יגה הרט | 70 85 דב | לְמַתֵן |
| מגן ארבעה | 60 ג'יג'טז+ | 90 110 דב | נמוך |
עיצובים מרובים של שכבות עולים על כבלים עם מגן אחד ב-2.5 × ברצועות mmWave, בהתבסס על מחקר מגן השוואתי שנתח 120 אתרים תאיים.
בעוד כיסוי משפר את התנגדות EMI, סיום לא נכון יכול להוביל לאינטרמודולציה פסיבית (PIM), שבה מחברים קורודוד או צירורים רופפים מייצרים אותות לא רצויים. מחקרים בתעשייה מראים ש-31% מהכשלונות בשטח ברשתות צפופות נובעים מ-PIM ולא מבעיות מגנים, מה שמדגיש את חשיבות הרכבה המדויקת.
בניסויים ב-2023, הפעלת כבלים קואקסיאליים רדיו עם הגנה כפולה בתחנות הבסיס של מקרוסל הפחיתה את השידור מחדש הקשור ל-EMI ב-42%. רשתות המשתמשים בכבלים מגן ב-90 דב"ל השיגו יחסי אות-רעש גבוהים ב-12% מאלה עם עיצובים סטנדרטיים של 60 דב", מה שמדגים את יעילותן באזורים בעלי הפרעות גבוהות כגון אצטדיונים ומרכזי תחבורה.
כבלים קואקסיאליים RF שומרים על ביצועים עקביים בכל טווח התדרים הנמצא בבסיס התחנות של ימינו, ומכסים את כל מה שמתחת ל-6 ג'יגה-הרץ, בין 3.3 ל-7.1 ג'יגה-הרץ, ועד טווחי mmWave בתדרים גבוהים בין 24 ל-40 ג'יגה-הרץ. בכבלים אלו יש חומרים מיוחדים מבפנים שמפחיתים את אובדן האות ומציינים התנגדות מדויקת של 50 אוהם הנדרשת להעברת הספק בצורה יעילה, גם כשמדובר באותות עוצמתיים עד 5 קילוואט בהתקנות של צריפי תאים גדולים. כשמדובר ביישומי mmWave, יצרנים פונים все יותר לבידוד של פוליאתילן מבעבע עם חנקן במקום חומר PTFE רגיל. לפי ממצאים אחרונים שפורסמו בשנה שעברה בדוח תשתיות אלחוטיות, שינוי זה למעשה מקטין את אובדן האות בכ-17 אחוז, מה שהופך את הכבלים הללו למתאימים בהרבה לטיפול בשידורי תדרים גבוהים אלה.
בסביבות עירוניות המטפלות ביותר מ-50,000 חיבורים בו זמנית, כבלים קואקסיאליים עם שילוב כפול שומרים על 98.6% שלמות אות תחת עומס מרבי. הבנייה הנגדת כפיפה שלהם מאפשרת מסלול דחוס בארגזים ובטורנים, מה שנותן יתרון ברור על פתרונות גל ריגידי.
יותר ויותר ספקי רשתות פונים לכבלי RF קואקסיאליים רחב-פס שעובדים בטווח של 1.7 עד 7.5 ג'יגה-הרץ. כבלים אלו מאפשרים להם לאחד את רשתות ה-4G, 5G ו-LTE על קו תזונה אחד יחיד, במקום על מספר קווים. חיסכון בעלויות של יישום זה יכול להיות משמעותי למדי, כ-23 אחוז לפי דוח ארגון Mobile Broadband Alliance משנת 2023. בנוסף, זה משאיר מקום לצמיחה מכיוון שמערכות אלו מסוגלות להתמודד עם תדרים עד 10 ג'יגה-הרץ בעתיד. בהשקפה ארוכה טווח יותר, קורה משהו מעניין בעיצובי כבלים היברידיים שמשתמשים בחומרי דיאלקטריק מופרדים באוויר. כבלים חדשים אלו מתחילים להופיע ביישומים הדורשים חיבורי גיבוי mmWave על תדרים.Ultra-wideband por 28 ג'יגה-הרץ ומעלה.
למה משמשים כבלי RF קואקסיאליים?
כבלי RF קואקסיאליים משמשים להעברת אותות תדר רדיו בתשתיות תקשורת, כולל רשתות תאים ותחנות בסיס.
למה מועדפים כבלי קואקסיאל על פני סיבים אופטיים בחיבורים של הקילומטר האחרון?
כבלים קואקסיאליים מועדפים על סיבים אופטיים בחיבורים של הקילומטר האחרון בגלל יחס העלות לביצועים ועמידות בפני תנאי מזג האוויר.
באיזה טווח תדרים פועלים כבלים קואקסיאליים RF?
כבלים קואקסיאליים RF מכסים טווח תדרים מ-DC עד 110 ג'יגה-הרץ, מה שגורם להם להיות מתאימים לתחומים רבים.
מה השפעת חיבור לא נכון על כבלים קואקסיאליים RF?
חיבור לא נכון יכול להוביל להשתלבות פסיבית (PIM), שיוצרת אותות לא רצויים ומפחיתה את האמינות.
איך עיצובי שילוט משפיעים על הביצועים בסביבות RF צפופות?
עיצובי שילוט עם שכבות מרובות (קרום, ארוג, חומרים מרוכבים) מפחיתים בעיות הפרעה ושיפור עמידות ב-EMI בסביבות RF צפופות.
חדשות חמות2024-10-17
2024-10-17
2024-10-17
הכל הזכויות © 2024 על ידי Zhenjiang Jiewei Electronic Technology Co., Ltd - מדיניותICY
EN
