בלוג

כבלים שלוחים קואקסיאליים RF: ביצועים עם איבודיות נמוכה לצורך חיבור אתרים מקוריים

למה כבלים שלוחים קואקסיאליים מחוסנים בגודל 7/8’’ ו-1-1/4’’ שולטים בהתקנות מקוריות בעוצמת הספק הגבוהה של 4G/5G

לאתרי תאים מקרוסקופיים בעלי הספק גבוה, במיוחד אלו העוסקים ב-4G LTE וב-5G NR בתדרי אמצע של כ-3.5 ג'יגה-הרץ, הפכו כבלים פידר קואקסיאליים מונעכים בקוטר גדול לשגרה די מוסכמת. בתחום התדרים הספציפי הזה, הכבלים בגודל 7/8 אינץ' מקטינים את איבוד האות בכ-40 אחוז בהשוואה לאפשרויות רגילות בגודל חצי אינץ'. עם עליה לגרסה של 1-1/4 אינץ', האיבודים יורדים עוד כרבע. ביצועים מסוג זה חשובים מאוד כשמעבירים אותות אנכית למרחקים הגדולים מ-30 מטרים, מה שמאפיין לעיתים קרובות ציוד המותקן על גבי צריחים. השילדה הנחושתית בכבלים אלו חוסמת יותר מ-90 דציבל של הפרעות אלקטרומגנטיות, ולכן הם פועלים היטב גם בסביבות שבהן יש הרבה פעילות אלחוטית סמוכה. העיצוב המונעך המיוחד עוזר להתמודד עם הצטברות חום ממהדורות מתמשכות של מעל 100 וואט, כך שהכבל אינו משנה את תכונותיו החשמליות ומטעה את איכות האות. לכבלים אלו יש איבוד אות קבוע ונמוך, פחות מ-3 דציבל ל-100 מטרים בתדירות 3.5 ג'יגה-הרץ, וכן הם עמידים מספיק כדי לעמוד בטיפול קשה ולשמור על עיכוב התנגדות של 50 אוהם. דוחות תעשייתיים משנת 2023 מצביעים כי בערך שלושה רבעים מכל תשתיות ה-5G המקרוסקופיות ברחבי העולם משתמשות בפתרון כבלי זה, לפי סקרים שביצע האיגוד הגלובלי לתשתיות תקשורת ניידת.

נחושת לעומת דיאלקטריק פוליאתילן מבעבע: תחליפים בהשתקכות, PIM ויציבות תרמית בתדר 3.5 ג'יגה-הרץ ברשתות דור חמש

בחירת חומר הדיאלקטרי משפיעה בצורה יסודית על התנהגות כבל הפידר בתדר 3.5 ג'יגה-הרץ – הפסבון המרכזי לאספקת קיבולת ברשתות דור חמש בפס תיכוני. אם כי שני סוגי הדיאלקטריק – נחושת מלאה ופוליאתילן מבעבע (פומת-PE) – עומדים בדרישות IEC 61196-1, קיימים תחליפים בין שני הפתרונות שדורשים החלטות ברמה של המערכת:

דיאלקטריות נחושת מספקות דämping מעולה של אותות, מה שהופך אותן למתאימות במיוחד ליישומים ארוכים אנכית. עם זאת, יש חסרון כשמדובר ברמות PIM שקרבות ל-155- dBc, במיוחד כאשר הן נתונות לחוסר מכאני או רעידות. חומרי PE מוכתמים, לעומת זאת, יכולים להוריד את רמת ה-PIM לכ-165- dBc gratitude לממשקים האחידים והצמצום בבלין-לינאריות בממשקים. אך לחומרים אלו יש בעיות בספיגת לחות במהירות רבה יותר בסביבות לחות, ויכולים להראות שינויים בקבועי הדיאלקטריות כאשר הטמפרטורות עולות על 65 מעלות צלזיוס, מה שמשפיע על יציבות הפאזה, במיוחד באוגרים חיצוניים החווים תנודות תרמיות. בעת בחירת האפשרות המתאימה, על מהנדסים לקחת בחשבון את תנאי האתר הספציפיים. נחושת מתאימה ביותר להתקנות במגדלים גבוהים עם אורך כבל ארוך וגרעינים תרמיים משמעותיים. PE מוכתם הופך לבחירה המועדפת להתקנות קצרות יותר שנוטות לרעידות, במיוחד במערכות רב-פסיבתיות שבהן הגעה לרמות PIM נמוכות במיוחד היא הכרח מוחלט לפעולת הניהול.

עיצוב קריטי ל-PIM: הבטחת שלמות האות במערכות כבלים פידר רב-פסדיות 4G/5G

ה cumplment של סף ה-PIM של -165 ד'במ: פרקטיקות מומלצות בחומרים, מחברים והרכבה

שמירת רמות של תזואזע תת-הרמוני פסיבי (PIM) מתחת ל-165- ד"בג' היא בעלת חשיבות רבה כדי להשיג יעילות ספקטרלית טובה ברשתות 4G/5G מרובות פס. אם רמת ה-PIM עולתה על הסף הזה, הקיבולת של הרשת יורדת בכ-20% באזורים עם צפיפות גבוהה של משתמשים, מכיוון שאותות התזואזע מסדר שלישי מפריעים לאזורי הקבלה. מערכות האינדוקציה הטובות ביותר מתמודדות עם הבעיה הזו בשלוש גישות עיקריות. ראשית, הן משתמשות במוליכי נחושת חסרי חמצן, שמפחיתים בעיות של זרם לא ליניארי. שנית, נעשה שימוש במחברים קשיחים במקום מחברים משושרים, שכן הפערים הקטנים בין חיבורי הלحام יכולים לפגוע משמעותית בביצועי PIM, מה שנותן יתרון של כ-30 ד"בג' ברוב המקרים. ולבסוף, שליטה נכונה בתorque ההרכבה, בתחום של ±10% מהמשמע, עוזרת למנוע עיוותים הנגרמים ממתח מכני בנקודות החיבור. בהתייחס לمواصفות 3GPP TR 38.811 עבור רכיבי RF, מהנדסים צריכים גם להקפיד על פרמטרים כמו דפוס חריצים ספירליים וחומרי דיאלקטריקה אחידים. גורמים אלו מהווים את ההבדל המשמעותי בתחזוקת מאפייני PIM טובים גם כאשר מתרחשות תנודות בטמפרטורה או כאשר מספר פסי תדר פעילים בו זמנית.

מצבים של כשל ב-PIM בעולם האמיתי: קורוזיה, שונות בתorque, והעוותה הנגרמת על ידי מיקרו-פער

בדיקות שדה מצאו שלושה גורמים עיקריים להỏשלים של PIM במערכות אספקה פעילות בהimplementציות שונות. הבעיות הגדולות ביותר נובעות מתפיסה אטמוספרית, במיוחד כאשר כלורידים גורמים לחמצון בנקודות החיבור. תופעה זו יוצרת צמתים לא ליניאריים העלולים להגביר את רמות עיוות האות עד 15 dBc באזורים קרוב לחופים או לאזורים תעשייתיים. בעיה נפוצה נוספת היא מומנט התקנה לא נכון, מה שגורם להתנגדות מגע לא אחידה. כשזה קורה, אנו מבחינים בשтеית RF ובהפחתת throughout הנתונים, מה שנראה לעתים קרובות במקביל למדדי ביצועי רשת מוזרים. אולי הבעיה הקשה ביותר כוללת רווחים זעירים (פחות מ-0.1 מ"מ) בין מוליכים וחומרי בידוד, או בין סיכות מחברים לבין שקעים שלהם. המרחבים הקטנים האלה פועלים כמו דايודות לא רצויות כאשר הם חשופים לאותות RF חזקים, ויוצרים הפרעות הדגמה-הרכבה נרחבות. נתוני המחקר האחרון של אריקסון על אמינות בשטח מראים ששלוש הבעיות הללו יחד אחראיות לכ-20% מהפסדי הקיבולת הקשורים ל-PIM במגדלי תאים עירוניים. כדי ללחום בגורמים האלה, נותני שירותים בדרך כלל מממשים דחיסת חנקן עבור מחברים חיצוניים, משתמשים בסימון לייזר על משטחי מגע כדי ליצור מגע טוב יותר, ומשתמשים בבודקי מומנט אוטומטיים במהלך הליכי ההתקנה הראשונית.

חלופות לקלעוני אספקה אופטיים להטלות צפיפות גבוהות ועתירות עתידיות

קלעי אספקה אופטיים עמידים לכיפוף לתחנות בסיס מיקרו פנימיות ולבניינים עירוניים קומפקטיים

תחנות בסיס מיקרו פנימיות, מערכות DAS ותאים קטנים עירוניים קומפקטיים נתקלים כולן בקשיים הנוגעים למגבלות של שטח פיזי וביצועי אות. כאן נכנסים לתמונה קלעי האספקה אופטיים עמידים לכיפוף (BIF), הפותרים מגוון בעיות המתעוררות עם פתרונות קוית הצלב המסורתיים. הטכנולוגיה של BIF מקטינה למעשה את רדיוס הכיפוף המינימלי לכ-5 מ"מ, כלומר ש Verb 70% טוב יותר מאשר סיב בודד רגיל. זה מהפך אמיתי בהתקנת ציוד במקומות צפופים כמו בארי מעלים, התקנת כבלים מאחורי קירות או אפילו תמרון בסביבות משרד צפופות בריהוט. והחלק הטוב ביותר? איבודי האות נשארים מתחת לסף הקריטי של 0.1 ד"ב לאורך כל התמרון.

יתרונות עיקריים כוללים:

• אופטימיזציה של מרחב : ליבות BIF בגודל 250 מיקרומטר מאפשרות קוטרי כבלים קטנים ב-40% בהשוואה לעיצובים סטנדרטיים – קריטי להתקנה מחדש בבניינים ישנים
• יומנו : שומר על ירידה של פחות מ-0.5 דציבל/ק"מ לאחר יותר מ-100 מחזורי כיפוף צרים, בהתאם לפרוטוקולי המבחן ITU-T G.657.A1
• הסכמה לבטיחות : מעטפת נמוכה עישן וחסרת הלוגנים (LSZH) עומדת בדרישות תקני הבטיחות מהשרפה IEC 61034 ו-UL 1666 לשימוש פנימי

כבלים פידר BIF עובדים עם ריבוד אורך גל (WDM) עד 1625 ננומטר, מה שאומר שהם יתאימו בצורה מושלמת למערכות fronthaul של 5G-Advanced ואף 6G בעתיד. הכבלים בנויים כדי לעמוד בכוחות דחיסה שמעל 400 ניוטון/ס"מ לפי תקנים IEC 60794-1-2 E3, ובדיקות מראות שזה עובד מצוין באזורים עירוניים עמוסים שבהם יש תנועת רגליים כבדה. לכבלים האלה אין נטייה לפתח סדקים קטנים עקב כיפוף, שغالבים גורמים לבעיות, ולכן טכנאים צריכים לצאת ולתקן בעיות פחות ב-35% מאשר באפשרויות אחרות. בנוסף, הם מתחברים בקלות ובלי עיקשות אל תשתיות הפלח והסיב שכבר מותקנים ברוב העסקים והערים.

שאלות נפוצות

מה היתרונות העיקריים של שימוש בכבלים פידר קואקסיאליים בגודל 7/8" ו-1-1/4" בהטלטות 4G/5G?

היתרונות העיקריים כוללים הפחתת אובדן האות ב-40% או יותר, שילוט מעולה בהפרעות אלקטרומגנטיות, והיכולת להתמודד עם הצטברות חום ממאותרים רציפים של מעל 100 וואט.

איך נבדלים דיאלקטריקי נחושת מוצקה ומפושרים PE מבחינת ביצועים?

דיאלקטריקי נחושת מוצקה מספקים דämping מצויין של אותות אך עלולים לסבול מרמות PIM גבוהות יותר תחת לחץ מכני. דיאלקטריקי PE מפושרים מציעים PIM נמוך יותר אך עלולים להציג בעיות קשורות לטמפרטורה וללחות.

מה גורם לתקלות PIM במערכות הזנה?

תקלות PIM נובעות לעתים קרובות מתהליך קורוזיה אטמוספירית, טורקשת התקנה לא נכונה, ועיוותים הנגרמים על ידי מיקרו-פערים. גורמים אלה מביאים לעלייה בעיוות האות ובהפחתת הקיבולת של הרשת.

מדוע יבחרו בכבלים אופטיים עמידים לכיפוף במקום בכבלים קואקסיאליים מסורתיים?

כבלים אופטיים עמידים לכיפוף מציעים גמישות משופרת במרחבים צפופים, שומרים על אובדן אות נמוך, ומשתפים פעולה עם תקני בטיחות אש, מה שהופך אותם למתאימים במיוחד לפריסה פנימית.