EN
RFフィーダーケーブルの理解：主要機能と種類
RFフィーダーケーブルとは何か、そしてセルラーネットワークでどのように機能するのか？
RFフィーダーケーブルは、アンテナとベースバンドユニットなど、セルラーネットワークの重要な部分間で高周波信号を双方向に伝送します。ほとんどの同軸ケーブルは内部に4つの主要な構成部分を持ち、中心には銅線があり、その周りを誘電体材料と呼ばれる絶縁材が覆っています。さらにその外側には金属製のシールド層が設けられ、不要な干渉を遮断し、外側のジャケットによって物理的な損傷から保護されています。このシールド層は、電磁妨害が正常な動作を乱すのを防ぐという点で非常に重要であり、一方で誘電体は適切な電気的特性を維持することで、安定した性能を保つのに貢献しています。特に5Gの場合、これらのロスの少ないケーブルは極めて高周波のミリ波を扱う必要があるため、伝送中に信号強度が大きく低下しないよう、不可欠となります。
一般的な同軸ケーブルの種類：RGシリーズ vs LMRシリーズ
通信事業者は主に2種類の同軸フィーダーケーブルを導入しています：
| シリーズ | 減衰 (dB/100ft @ 2GHz) | ケース |
|---|---|---|
| Rg | 6.8–9.1 | 短距離屋内リンク |
| LMR | 2.2–3.7 | 低損失屋外展開 |
LMRケーブルは、標準的なRGシリーズに比べて高周波数域で約23%信号損失が低く、100フィートを超える長距離ケーブル配線を必要とする5Gマクロサイトに適しています。
インピーダンスの解説：通信応用における50オームと75オーム
システムにインピーダンスの不整合がある場合、信号は正しく伝送されず反射してしまうため、ネットワークの効率的な動作が妨げられます。放送テレビ分野で働く多くの人々は、その用途に適していることから、いまだに75オームのケーブルを使用しています。しかし、携帯電話基地局やその他の無線インフラにおいては、現在ではほとんどすべての人が50オームのケーブルを好んで使用しています。50オームケーブルは75オームのものと比べてはるかに高い電力を扱うことができ、最大5キロワットに達することもあり、かつ途中での信号損失も少ないです。2024年初頭の業界レポートによると、アンテナとリモート無線ユニット（RRU）の間には、約10社中9社の通信事業者が50オームケーブルを導入しています。これは現代のセルラーネットワークが求める要件を考えれば、当然の選択といえます。
信号減衰の最小化：ケーブルの長さ、太さ、周波数による損失
距離と周波数が増加するにつれて信号損失がどのように大きくなるか
信号がより遠くまで伝わり、より高い周波数で動作するにつれて、自然に信号強度は低下します。ケーブル100フィートごとの減衰は通常0.2～1.5dBの間ですが、これは使用しているケーブルの種類や動作周波数帯によって異なります。例えば900MHzの場合、従来の同軸ケーブルではわずか100フィートで約11dBの信号損失が生じますが、新しい低損失ケーブルではこれを約8dBまで低減できます。周波数が高くなると状況はさらに悪化します。2GHz以下の古い4G信号と比較して、3.5GHz帯で動作する5Gは、ほぼ2.5倍の信号損失を被ります。この損失には実際には2つの異なる特性があります。ケーブルの長さに関しては、信号の減衰は伝送距離に比例して弱くなります。しかし周波数の場合は異なり、単に少しだけ悪くなるのではなく、周波数が高くなるにつれて指数関数的に損失が増加します。したがって、ケーブルの長さを2倍にすると、信号損失も2倍になります。それをさらに超えるような延長は、重大な信号問題を引き起こすため現実的ではありません。
最適な性能のためのケーブル直径と減衰のバランス
直径の大きいケーブルは減衰を低減しますが、剛性とコストが増加します。たとえば、0.5インチのケーブルは、3GHzでの0.25インチ版に比べて信号損失を40%削減します。ただし、太いケーブルは狭い空間での配線が困難になります。オペレーターは通常、以下の基準を使用してトレードオフを評価します。
| 直径（インチ） | 柔軟性評価 | 3GHzでの減衰（dB/100フィート） |
|---|---|---|
| 0.25 | 高い | 6.8 |
| 0.5 | 適度 | 4.1 |
| 0.75 | 低 | 2.9 |
4Gおよび5Gバンドにおける周波数依存性の損失特性
今日のネットワークインフラは、600 MHzから40 GHzまでという広い周波数帯域にわたる信号を処理する必要があります。700～2600 MHzで動作する従来の4G LTE技術では、通常のケーブル配線を使用した場合、100フィートごとに約3～8 dBの信号減衰が発生します。しかし、より新しい技術になると状況はさらに難しくなります。3.5 GHzの5Gミッドバンドでは、同じ距離でも損失が著しく悪化し、場合によっては12 dBに達します。さらに24～40 GHz帯の高周波ミリ波では、信号強度が危険な15 dB以上の低下を防ぐために、特別な超低損失ケーブルが必須です。こうした違いは、実際の展開における意思決定に大きく影響します。
フィーダーラインにおける信号劣化を抑えるためのベストプラクティス
- ケーブル長を最小限に抑える ：周波数に応じて、50フィート短縮することで信号損失を30～55%削減可能
- プレコンネクタ付きケーブルを使用する 工場で終端処理されたアセンブリは、現場での設置時に受動的相互変調（PIM）のリスクを最小限に抑えます
- 急な曲げを避けてください ケーブル直径の10倍以上の曲げ半径を維持し、インピーダンスの乱れを防止してください
- ロスの少ない材料を選択してください フォーム誘電体コアは、固体ポリエチレンよりも高周波性能が18～22％優れています
ケーブルの仕様を展開距離、周波数、および環境条件に合わせることにより、事業者は減衰に起因する障害を最大67％削減しつつ、SNR（信号対雑音比）を運用閾値以上に維持できます
現代ネットワークにおける周波数および帯域幅の互換性の確保
4G LTEおよび5G NRのサポート：周波数範囲の要件
今日の通信ネットワークでは、700MHzから2600MHzの4G LTE周波数帯域に加え、最大7.125GHzまで達する新しい5G NR信号も扱えるフィーダーケーブルが必要とされています。周波数帯域の異なる部分を見ていくと、カバレッジ範囲と十分なデータ容量のバランスが取れた「Sub-6GHz帯」は依然として非常に重要です。また、24GHzから47GHzのミリ波帯域では、短距離での使用が最適ながら巨大な帯域幅を提供できるため、信号損失がほとんどない特殊なケーブルが必要になります。需要の変化に対応し続けようとする通信事業者にとって、複数の周波数帯をサポートするケーブルを持つことは理にかなっています。これにより、インフラが時間とともに進化する中で、利用可能なスペクトル資源を最大限に活用できるからです。
高データレート通信における帯域幅の要求
5Gチャネルでは、キャリアあたり100～400 MHzの帯域幅が必要であり、これはLTEの20 MHz上限をはるかに超えます。信号の忠実度を維持するためには、フィーダーケーブルがVSWR比を1.5:1以下に保ち、4Kビデオストリーミングや大規模IoTデータフローを妨げる可能性のある反射を最小限に抑える必要があります。
従来のネットワークサポートと将来対応型パフォーマンスのバランス
事業者は、既存の3Gおよび4Gサービスとの互換性を維持しつつ、最大スループット10 Gbpsを目指す5G-Advancedへの準備を進めなければなりません。位相安定性を持つ一貫した誘電特性を備えたケーブルは、複数周波数環境下でも信頼性の高い性能を確保し、MIMOおよびビームフォーミング応用における位相歪みを低減します。
ネットワークの柔軟性のためのマルチバンドフィーダーケーブルの評価
デュアルバンドおよびトリバンドの給電ケーブルは、農村部と都市部の過渡地域においてインフラコストを最大30%削減できる。最適な設計では600 MHz（LTE）および3.5 GHz（5G）での同時伝送をサポートし、40°C時における減衰は0.3 dB/m以下に抑えられており、実際の熱負荷下でも効率的な動作が保証される。
信号完全性の維持：PIM性能と設置要因
セルラー方式におけるパッシブ相互変調（PIM）の理解
受動的相互変調（PIM）は、受動部品内の非線形ポイントが望ましくない高調波信号を生成し始める現象です。最近、この問題は5Gネットワークで特に深刻になっています。3.5GHz前後の高周波数帯への移行は状況をさらに悪化させ、従来の4G技術に比べて約15～20％の歪みが増加しています。現場のエンジニアがPIMのトラブルシューティングを行う際によく遭遇する原因として、腐食したコネクターや設置後に適切に締められていない緩んだ接続部が挙げられます。また、互いに適合していないケーブルアセンブリも見逃せません。こうした些細な問題がすべて干渉を引き起こし、ネットワークのパフォーマンスを低下させ、長期的には全体の容量を減少させてしまいます。
PIMがネットワーク容量および通話品質に与える影響
2023年 throughoutに実施されたフィールド調査によると、受動的相互変調（PIM）干渉が発生した場合、都市部の混雑した携帯電話基地局においてラッシュアワー時にネットワークスループットが最大40％も低下する可能性がある。複数の通信事業者が狭い空間で運用している場合、この問題はさらに悪化し、通話の切断やユーザーにとって非常に遅いインターネット接続が発生する。PIM測定値が-140 dBcを超えるフィーダーケーブルを使用しているネットワーク事業者は、通話時の音声品質の悪さや接続の不安定さに関するカスタマーサポートへの問い合わせ件数が約30％増加することを経験している。これは技術者にとっての抽象的な問題ではなく、人口密集地域におけるエンドユーザー体験に直接影響を与える現象である。
高密度環境向けの低PIMフィーダーケーブルの選定と設置
銀メッキコネクタを備えた低PIMフィーダーケーブルは、標準的なアルミニウムインターフェースと比較して相互変調を85％低減する。重要な設置手順には以下が含まれる：
- トルク制御による締め付け（N型コネクタの場合、25～30 N·m）
- ケーブル直径の10倍以上の曲げ半径を確保すること
- 屋外端子に酸化防止ジェルを塗布すること
ミリ波5G展開において、PIMが≤ -155 dBcのケーブルは信号対雑音比を12 dB向上させ、有効カバレッジ半径を18%拡大します。定期的なPIMテスト（6～12か月ごと）により、干渉制御に関する3GPP TS 37.145規格への準拠を維持できます。
環境耐久性および長期的なフィーダーケーブルの信頼性
屋外設置における課題：紫外線、湿気、極端な温度
屋外に設置されたフィーダーケーブルは、さまざまな過酷な環境に対応する必要があります。長時間の紫外線（UV）照射は大きな問題であり、ポリエチレン製のジャケットが5年間で約40％も劣化することがよくあります。また、-40℃から85℃までの極端な温度変化や、時折1時間あたり100ミリメートルを超える豪雨によって、ケーブルのシールが損なわれることもあります。海岸線に沿って設置される場合、状況はさらに悪化し、塩霧による腐食が発生します。このような海洋環境に対して適切な保護が施されていないと、コネクタの故障が早まり、信号の減衰も顕著になります。
主要な保護機能：耐紫外線性、防水性、熱安定性
過酷な環境に耐えるために、現代のフィーダーケーブルには以下の機能が取り入れられています。
- 紫外線安定化ジャケット （UL 1581 MW 1100に準拠した試験で、3,000時間の曝露後も引張強度の90％以上を保持）
- 三層構造の防水保護 湿気の侵入を防ぐために、ドライコア技術と溶接アルミニウム製アーマーを組み合わせたもの
- 熱的に安定した誘電体 -55°Cから+125°Cの温度範囲でVSWRを<1.3:1に維持
これらの特徴により、環境条件が変動しても一貫した電気的性能が保証されます。
耐久性があり屋外使用に対応したフィーダーケーブルの業界標準
Telcordia GR-13-COREへの適合は、過酷な屋外環境での最低20年間の耐用年数を保証します。必須の認証には以下が含まれます：
| 標準 | 重要要件 | ケーブルとの関連性 |
|---|---|---|
| IEC 60754-1 | ハロゲンフリーの煙発生 | 安全なトンネル／地下施設への設置 |
| EN 50288-7-1 | 紫外線／耐候性 | 直射日光への露出 |
| ETSI EN 302 066 | IP68 浸水保護 | 洪水のリスクがある基地局サイト |
RF フィーダーケーブルに関するよくある質問
RFフィーダーケーブルは何に使用されますか？
RFフィーダーケーブルは、アンテナとベースバンドユニットなどの主要コンポーネント間で高周波信号を伝送するために使用されます。
通信業界では、どのような種類の同軸ケーブルが一般的に使用されていますか？
通信事業者は主にRGおよびLMRの同軸ケーブルを使用しており、LMRは高周波数帯域で信号損失が少ないという特長があります。
なぜ通信会社は50オームのケーブルを好むのですか？
50オームのケーブルは、75オームのケーブルと比較して信号損失が少なく、より効率的に高出力に対応できるため好まれます。
ケーブルの直径は信号減衰にどのように影響しますか？
大径のケーブルは信号減衰を低減しますが、剛性とコストが増加するため、トレードオフを慎重に評価する必要があります。
給電線における信号劣化をどのように最小限に抑えることができますか？
信号劣化は、ケーブル長を短くすること、プレコンネクタ化されたケーブルを使用すること、急な曲げを避けること、および低損失材料を選ぶことで最小限に抑えることができます。
屋外用給電ケーブルが直面する環境的課題は何ですか？
屋外用給電ケーブルは、紫外線照射、湿気、極端な温度、海洋環境での腐食などの課題に直面します。