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通信インフラにおけるRF同軸ケーブルの主要カスタマイズオプション

屋内、屋外、地下ネットワーク環境向けのインピーダンス、メッキ、ジャケットの適応

多くの通信事業者は5Gネットワークや大型セルサイトにおいて50オームのインピーダンス標準を採用していますが、放送信号や光ファイバーによる映像伝送を扱う場合には75オームに切り替えます。これにより、都市部のような混雑したエリアで発生しやすい厄介な信号反射を抑えることができます。メッキ材に関しては、選択の背後には明確な論理があります。銀メッキ銅線は屋内用分散アンテナシステムやフロントホール接続に非常に適しており、信号損失を大幅に低減します。しかし、屋外のように機器が天候の影響を受ける環境では、腐食耐性に優れたニッケルメッキ黄銅製コネクタがエンジニアの間で好まれます。ケーブルが設置される場所に応じて、被覆材も同様に重要です。架空線用には、紫外線に強いポリエチレンを使用することで、長期間の日光照射下でも何年も安定して使用できます。地下に設置する場合はどうでしょうか？齧歯動物が通常のプラスチックをかじって破損させるのを防ぐために、ねずみ害対策のフッ素ポリマー被覆が大きな違いを生み出します。これらの材料により、過酷な環境下でも約15年間の信頼性の高い運用が可能になることが、2023年にさまざまなインフラプロジェクトで実施された耐久性試験で明らかになっています。

過酷な基地局展開向けの非磁性・耐腐食性RF同軸ケーブル設計

感度の高いアンテナアレイの近くに設置する場合、非磁性ステンレススチール製コネクタはビームフォーミング電子機器への磁気干渉を防ぎ、信号歪みを低減するのに役立ちます。昨年の5G NRシステムにおける現地試験では、この分野で約27％の改善が見られました。マクロセルが動作する必要がある、特に海岸地域や重工業地帯のような過酷な環境では、3層構造のジャケットが環境的課題に対して非常に効果的です。これには、ケーブル周囲に巻かれたアルミテープアーマーと、内部に封入された特殊な防水ゲルが含まれ、水分の侵入を確実に防ぎます。こうした保護対策は、信頼性の面で大きな効果を発揮します。温度がマイナス40度からプラス85度まで急激に変化する条件下でも、故障率は約40％低下します。そのため、このような部品は北極地域、灼熱の砂漠、あるいは海水による塩害が懸念される海上付近など、過酷な環境での展開において極めて重要になります。

誘電体材料のトレードオフ：5Gミリ波帯における周波数安定性と損失制御のためのPTFE対フォームPE

24GHzを超えるミリ波帯では、誘電体の選択が位相安定性と挿入損失の両方に影響を与える：

• ポリテトラフルオロエチレン（PTFE） 位相の一貫性（±0.5°）に優れており、マス・ミモのキャリブレーションやタイミングに敏感なフロントホールにおいて極めて重要であるが、コストは約35%上昇する
• フォームポリエチレン（PE） 40GHzで0.15dB/mの低い挿入損失を実現するが、熱膨張が大きいため、温度変動のある環境では長さの補正が必要となる

事業者は、信号の完全性が絶対条件となる場所（例：アクティブアンテナインタフェース）ではPTFEを採用し、コスト効率と中程度の安定性で十分な場所（例：アクセス層のジャンパーケーブル）ではフォームPEを使用している。最適化されたハイブリッド誘電体は、高額なコスト負担なしに5G NRのタイミング同期において99.7%の一貫性を実現できるようになった。

高周波ネットワークにおけるカスタムRF同軸ケーブルによる性能向上

600MHz～40GHz帯域における挿入損失の低減と位相の一貫性

カスタムRF同軸ケーブルは、導体の形状を細心の注意を払って設計し、より優れたシールド機能と改良された絶縁材料を採用することで、5GおよびmmWaveネットワークにおける信号損失を最小限に抑えることができます。2023年にIEC 61196-1で定められた規格によると、これらの改善により、24～40GHzの周波数帯域において、実際に1メートルあたり約0.3dBの挿入損失低減が可能になります。つまり、ネットワーク事業者は今後、信号ブースターやリピータをそれほど多く設置する必要がなくなり、同時に波形の品質も維持できます。さらに重要な点として、こうしたケーブルは異なる周波数や温度条件下でも位相安定性を約半度以内に保つことができます。このような性能により、ビルが至る所で信号を反射するような過密な都市環境においても、干渉MIMO動作が可能になります。

MIMOおよびビームフォーミングアンテナシステムにおける信号遅延を最適化するための精密長さカスタマイズ

アクティブアンテナシステム（AAS）やビームフォーミングアレイの同期において、ケーブル長をミリ単位で正確に設定することは非常に重要です。標準ケーブルの場合、15ピコ秒を超えるタイミングスキューが発生し、28GHz帯ではビームが約4.5度ずれてしまう可能性があります。そのため、多くのエンジニアは現在、カスタムのフェーズマッチドケーブルアセンブリの使用に移行しています。こうした特殊な構成は信号の不整合を解消し、今日必要とされる高出力mmWave接続のために信号を適切に合成できるようにします。実際の設置事例を見ると、事前にチューニングされたマスモーミモセットアップを使用することで、通信損失がおよそ20〜25％削減されています。リモートラジオヘッド（RRH）などの分散型コンポーネントを備えたシステムでは、ジャンパーケーブルの電気的長さを設置全体で一貫して保つことが極めて重要になります。この一貫性により、予測可能な遅延レベルが維持され、CPRI／eCPRI規格への準拠や、負荷下でも決定論的に動作するネットワークの実現に不可欠です。

コンプライアンスと信頼性：5G、LTEおよびAAS/RRHの運用要件を満たす

カスタムRF同軸ケーブルは、最低限の基準を満たすだけではなく、むしろそれ以上の要件を満たすように設計されています。これらのケーブルは、5Gネットワークのための3GPPリリース16や、落雷保護に関するIEEE 1595規格、電磁両立性に関するETSI EN 301 489-1といった重要な仕様に準拠しています。実環境でのテストによれば、これらの基準を満たしていないケーブルは、ミリ波帯域で信号が最大約30％多く劣化する可能性があり、サービス品質に大きな影響を及ぼします。低品質ケーブルの主な問題点は、受動的相互変調（PIM）障害であり、これが基地局の故障につながることがよくあります。そのため、高品質なカスタムソリューションでは、時間の経過とともに安定した性能を維持し、腐食に強く、位相の変動を狭い範囲内に収める材料が使用されます（動作温度範囲：-40°C～85°C）。製造業者が工場組立済みケーブルをEMIおよびPIMのベンチマークに対して試験すると、通常99.999％というほぼ完璧な信頼性（稼働率）を達成します。さらに、市販品を使用して現場で問題が発生した場合と比較して、企業は保守費用を約18％節約できます。

通信事業者向けカスタムRF同軸ケーブルの戦略的利点

事前検証済みのカスタムRF同軸ケーブルアセンブリによる展開の迅速化および統合リスクの低減

カスタムアセンブリの場合、インピーダンス安定性、-165 dBc以下のPIM性能、および異なる温度条件下でも±0.5 dB以内の一致した減衰量などについて、事前に検証され、すでにテストが完了しています。つまり、現場で面倒なフィールドチェックに何時間も費やす必要がなくなるということです。工場レベルで実施されたこれらのテストにより、MIMOアンテナ、リモートラジオヘッド、アクティブアンテナシステムに対して、これらのコンポーネントが箱から出したその場で正常に動作するようになります。実際のフィールドテストでは、これにより設置作業の時間が約40％短縮されることが示されており、実際のネットワーク展開を考えると非常に印象的です。ネットワーク事業者は、インピーダンスの問題や温度変化による影響で頻繁に発生する標準ケーブルの高価な再作業、繰り返しのタワーアクセス、あるいは完全なシステム再較正を回避できるため、コストを節約できます。かつて統合担当者にとって頭痛の種であったものが、今やプロジェクトをより迅速かつ低コストで前進させる要素となっています。

よくある質問

カスタムRF同軸ケーブルを通信ネットワークで使用する主な利点は何ですか？

主な利点は、信号損失を低減し、位相の一貫性を高め、さまざまな周波数および環境条件下でも信頼性を維持できる能力にあります。このため、要求の厳しい通信アプリケーションに最適です。

カスタムRF同軸ケーブルは、高周波環境でのネットワーク性能をどのように向上させますか？

これらは挿入損失を最小限に抑え、5Gやミリ波ネットワークのような高周波環境における一貫したMIMO動作および効率的なビームフォーミングに不可欠な位相安定性を向上させるように設計されています。

RF同軸ケーブルにおける誘電体の選択が重要な理由は何ですか？

誘電体材料は位相安定性と挿入損失に影響を与えます。PTFEは優れた位相一貫性を提供し、発泡PEはより低い挿入損失を実現します。どちらも用途に応じて重要です。

カスタムケーブルは展開時間の短縮にどのように貢献しますか？

工場出荷前に検証およびテスト済みのカスタムケーブルは、現場での調整の必要性を最小限に抑え、導入時間を大幅に短縮するとともに、統合時の問題リスクを低減します。