בלוג

למה כבל קואקסיالي עם דיאלקטריק של אוויר הוא הבחירה האופטימלית עבור 5G ותחנות בסיס mmWave?

הפיזיקה של איבוד נמוך: איך הדיאלקטריק של האוויר ממזער עיכוב מעל 2.5 ג'יגהヘルץ

כבלים קואקסיאליים עם דיאלקטריק של אוויר מנצלים את הקבוע הדיאלקטרי הנמוך בצורה יוצאת דופן של האוויר (בערך 1), שהוא הנמוך ביותר בין כל הבידדים המעשיים, מה שהופך אותם למצוינים בהפחתת אובדן האות בתדרים מעל 2.5 ג'יגה-הרץ. בהשוואה לאפשרויות מסורתיות כמו דיאלקטריק מפולם או פוליאתילן מוצק, אוויר אינו גורם להרבה קיטב מולקולרי ולכן סופג הרבה פחות אנרגיה. בסביבות 6 ג'יגה-הרץ, זה יכול להפחית את דעיכת האות בכמעט 40%. כשנכנסים לתחומים הגבוהים יותר של גלי המילימטר, תכונה זו ממש חשובה מכיוון שאובדן האות הופך לרע יותר במהירות רבה ככל שהתדר עולה. מבחנים בשטח מראים שכבלים עם דיאלקטריק של אוויר שומרים על כ-92% מאיכות האות גם לאחר ריצה של 100 מטרים בתדירות 28 ג'יגה-הרץ. זהו הישג הרבה יותר טוב מזה של רוב הכבלים עם ליבה מפולמת, שמגיעים בדרך כלל לביצועים נמוכים מ-70%. שמירה על אותות נקיים בצורה זו היא קריטית לטכניקות מודולציה מתקדמות המשמשות ברשתות מודרניות, ובעיקר חשובה לשמירת עיכוב נמוך במערכות אחוריות של 5G.

יציבות תרמית ועיבוד הספק גבוה לתחנות בסיס 5G בערים צפופות

באזורים עירוניים, תחנות בסיס של 5G פועלות בדרך כלל בעוצמת שידור של יותר מ-200 וואט, מה שאומר שהן אכן זקוקות לפתרונות ניהול תרמי יעילים. כבלים קואקסיאליים עם דיאלקטריק של אוויר הופכים לפופולריים מכיוון שהליבה החלולה שלהם מאפשרת לפליטת חום להיות מהירה פי שלושה בהשוואה לעיצובים מסורתיים עם ממלא מוצק. באפשרויות של כבלים קשיחים, רואים שהשינוּת בהפסדי הכנסת נשארת מתחת ל-0.05 ד'ב בכל ספקטרום הטמפרטורות התעשייתי, מ-40 מעלות צלזיוס עד 85 מעלות צלזיוס. זה חשוב מאוד לציוד המותקן על גגות, שם אור שמש ישיר יכול לגרום לבעיות חממות חמורות. כשמדובר בכבלים חצי גמישים, הם שומרים על עכבה יציבה עם יחס VSWR מתחת ל-1.15:1 גם כאשר הם מתעקלים בצורה הדוקה סביב פינות. זה עוזר למנוע את בעיות PIM המטרידות שמופיעות בעת אינטגרציה של מערכים קומפקטיים של אנטנות. כל התכונות הללו יחד מבטיחות שהרשתות ישארו מחוברות באופן מהימן. ונניח בפירוש, לחברות סלולרית לא יכול להינתן לה Owens זמן עקר, שכן עצירת שרות עולה להן כ-740,000 דולר בכל שעה, לפי מחקר של מכון Ponemon משנה שעברה.

סוגי כבלים קואקסיאליים עמידים בדיאלקטריק של אויר עם אימות גבוה לפריסת תחנות בסיס

קווים קשיחים עם דיאלקטריק של אויר: ביצועים מדויקים בתדר 3.5 ג'יגה-הרץ ומעלה

כבלים קואקסיאליים בעלי דיאלקטריק אויר קשיח מספקים איבוד אות חלש ביותר ליישומי מזינים קבועים הפועלים בתדרים מעל 2.5 ג'יגה-הרץ. מה שמייחד את הכבלים האלה הוא העיצוב חסר החריץ של המוליך החיצוני, שמונע שינוי בגאומטריה של פער האוויר לאורך כל הכבל. עקביות זו מצמצמת את איבוד האות בכ-30% בהשוואה לכבלים דומים עם ליבה מפושש, כאשר נעשה בהם שימוש בתדרי גל מילימטרי. עבור כל מי שעובד עם אותות בתדר 3.5 ג'יגה-הרץ ומעלה, דיוק זה מבטיח שלמות אות טובה יותר באופן כללי. לכן, חברות תקשורת רבות מעדיפות כבלים אלה למזרקי האנטנה של תחנות הבסיס הגדולות, במיוחד לאור העובדה שאיבוד הנתיב יכול להיות גורם מגביל מאוד. על מנת לשמור על פעילות חלקה, יצרנים רבים החלו להטמיע מערכות לחיצה שמונעות אוויר יבש בתוך הכבל בלחץ של כ-3 עד 5 פאונד לדצימטר רבוע. מערכות אלו מונעות חדירת לחות ועוזרות לשמור על יחס גל עומד נמוך גם בתנאי מזג אוויר קיצוניים. עם זאת, ההתקנה מלווה באתגרים. טכנאים נדרשים לעקוב אחר הנחיות קפדניות בנוגע לרדיוס הקימור במהלך ההתקנה. אך למרות דרישות אלו, כבלים קואקסיאליים בעלי דיאלקטריק אויר קשיח ממשיכים לה destacq בזכות מחזור חיים ארוך ויציבות פאזה מעולה, מה שהופך אותם לאידיאליים להתקנות קבועות במגדלים שבהן אמינות היא הגורם החשוב ביותר.

גרסאות די-אלקטריות אוויריות חצי גמישות: שיוויון בין יישום קל להתקנה לבין יעילות בתדר 24–28 ג'יגה-הרץ

כבלים דיאלקטריים של אוויר שסמיכים הם בין ביצועים מובילים לבין התקנה קלה, במיוחד שימושיים בערים צפופות ובתוך מבנים שבהן יש להתקין תאים קטנים. המוליך החיצוני שעשוי נחושת מקופלת מאפשר לכבלים הללו להסתובב בצורה צפופה עד שמונה פעמים הקוטר שלהם, מה שאפשר גיבוש חוזר גם על גגות עמוסים ומאפשר התקנות יפות בחללים טכניים צפופים. מבחנים הראו איבוד של רק כ-0.6 ד'ב כל 30 מטר בתדרים של עד 28 ג'יגה-הרץ, כך שמהירות הנתונים נשארת חזקה ללא פשרות. לכבלים אלו גם יש מפרידים מעוצבים בדיוק עבור החומר הדיאלקטרי, שמונעים מהמוליך המרכזי לנוע כשיש רטט או שינויי טמפרטורה, וכך שומרים על איכות אות יציבה לאורך זמן. אף שהם מציגים איבוד אות קטן יותר בהשוואה לגירסאות הקשיחות, הכבלים הסמי-גמישים עדיין מציעים את התערובת הטובה ביותר של ביצועים בתדר רדיו, גמישות פיזית, ומהירות בה טכנאים יכולים להתקין אותם ברוב המצבים בטווח 24–28 ג'יגה-הרץ.

ביצועים בעולם האמיתי: כבל קואקסיאלי עם דיאלקטריק אויר לעומת פוליתן מousse בשenarios של תחנת בסיס

אימות שדה של ה-Band CBRS: איבוד מסלול נמוך ב-22% לאורך 120 מ' בתדר 3.7–3.98 גיגה-הרץ

בדיקות שדה עם פסי CBRS הראו שכבלים קואקסיאליים של אוויר מנצחים באמת את אלו שעשויים מפוליאתילן מבעבע. בדיקה של קווי אספקה באורך כ-120 מטרים הפועלים בתדרים בין 3.7 ל-3.98 ג'יגה-הרץ, מגלה כי ספקי רשת רואים באופן עקבי ירידה של כ-22% בהפסדי אותות. תופעה זו מתרחשת מכיוון שאויר מתאפיין בתכונות דיאלקטריות כמעט מושלמות (εr קרוב ל-1.0) בהשוואה לחיכוך הטבעי ולבעיות התדרדרות האות הנמצאות בחומרים מבעבעים. איכות אות טוב יותר משמעותה שהמגדלים יכולים לשדר אות חזק יותר בסך הכול. באזורים עירוניים צפופים בהם תעבורת הסלולרי גדולה, זה גורם לעלייה של 15% עד 30% בנפח הנתונים המועברים בכל תחנת בסיס. בנוסף, אזור ההשכמה מתרחב באופן טבעי מבלי צורך בציוד נוסף כמו משדרים. עבור חברות תקשורת, כל היתרונות האלה פירושם שניתן לפרוס תשתיות חדשות מהר יותר, הגברות הכוח עובדות ביתר שאת אך גם נמשכות זמן רב יותר, והעלויות הכוללות יורדות בצורה משמעותית. גם ההיבטים הפיננסיים ברורים למדי, עם תשואה על ההשקעה המגיעה לפני 3 עד 5 שנים מהצפוי, הודות לעיכוב בצורך להחליף חומרה ושיפור התאמה להסכמי רמת שירות.

הנחיות חשובות להתקנה וסביבת פעילות לזכוכית דיאלקטרית אוורירית

מניעת חדירת לחות, דחיסה ואמינות לאורך זמן בשימוש בחוץ

שמירה על איכות האות ב케בלי קואקס דיאלקטרית אוויר תלויה מאוד בקיום חלל יבש ויציב סביב חומר הדיאלקטריות. בהתקנות חיצוניות ובקטעי כבל ארוכים יש צורך בלחץ אוויר יבש מתמיד בין 3 ל-5 פאונד לדצימטר רבוע, כדי למנוע בעיות של התעבות. גם כמויות קטנות של לחות יכולות לגרום לאיבוד אות משמעותי, עד 15–20 דציבלים על כל 100 מטרים, במיוחד כשמדובר באותות mmWave בתדר גבוה. בעת איטום מחברים, הטכנאים בדרך כלל מיישמים שכבת הגנה כפולה: ראשית עוטפים בשכבה של סרט סיליקון המאגד את עצמו, ואז מכסים בכפפות מתכווצות בחום עם שכבת דבק הפוכה ועמידות tegen UV. עבור כבלים קשיחים העוברים דרך קירות או לאורך מבנים, ההתקנה הנאותה כוללת יצירת לולאות טפטוף והתקנת שסתומים עם פתחי אוורור מופנים כלפי מטה, כדי שטיפות מים ייפלו לפני שהן מגיעות לאזור המוגבה בתוך הכבל. בקטעים אופקיים ארוכים מעל 30 מטרים, נהוג להתקין צמתי הרחבה כל 15–20 מטרים. פעולה זו עוזרת להתמודד עם שינויי טמפרטורה מבלי לפגוע באיטום. לפי דוחות שדה מהשטח מאיזורים קרוב לחופים, שבהם הרطوبة תמיד גבוהה, ניכר כי מערכות עם איטום טוב משיגות תוחלת חיים ממושכת ב-8 עד 10 שנים לעומת מערכות ללא הגנה זו. לכן, גם אם חלקים עשויים לראות באיטום תכונה נוספת בלבד, מתקינים בעלי ניסיון יודעים כי מדובר ברכיב חיוני להבטחת פעילות אמינה לאורך זמן של מערכות אלו.

שאלות נפוצות

• מה היתרון העיקרי בשימוש בכבלים קואקסיאליים עם דיאלקטריק של אוויר ל-5G?
  כבלים קואקסיאליים עם דיאלקטריק של אוויר מציגים ירידת אותות נמוכה יותר וניהול תרמי טוב יותר, מה שהופך אותם 이상יים ליישומים בתדר גבוה כמו 5G.
• איך כבלים עם דיאלקטריק של אוויר מנהלים את הטמפרטורה טוב יותר מאשר סוגי אחרים?
  הליבה הריקה של הכבלים עם דיאלקטריק של אוויר מאפשרת לפלט חום בצורה יעילה יותר, מה שחשוב במיוחד בניהול רמות הכוח הגבוהות בשידורי תחנות 5G עירוניות.
• מהם אתגרי ההתקנה הקשורים לכבלים קואקסיאליים עם דיאלקטריק של אוויר?
  ההתקנה דורשת התייחסות מחמירה להנחיות בנוגע לרדיוס כיפוף, וכן שימוש במערכות לחיצה למניעת חדירת לחות.
• למה מעדיפים כבלים עם דיאלקטריק של אוויר על פני כבלים מפוליאתילן תמציתי?
  כבלים עם דיאלקטריק של אוויר מציעים איכות אותות טובה יותר ואובדן מסלול נמוך יותר, מה שמשפר את throughout הנתונים ואת שטח הזרימה ללא צורך בהרחבה של התשתיות.