Blog

Inzicht in RF-voedingskabels: kernfuncties en typen

Wat zijn RF-voedingskabels en hoe functioneren ze in mobiele netwerken?

RF-voedingskabels transporteren radiosignalen heen en weer tussen belangrijke onderdelen van mobiele netwerken, zoals antennes en basebandunits. De meeste coaxiale ontwerpen hebben vier hoofdcomponenten: een koperdraad in het midden, omwikkeld met een zogenaamd dielektrisch materiaal dat fungeert als isolatie. Daarrond bevindt zich een metalen afscherming om ongewenste interferentie te blokkeren, en alles wordt beschermd door een buitenmantel tegen fysieke schade. Het afschermingsgedeelte is erg belangrijk omdat het elektromagnetische ruis voorkomt die storingen kan veroorzaken, terwijl het dielektrische materiaal ervoor zorgt dat alles soepel blijft werken door de juiste elektrische eigenschappen te behouden. Als we specifiek over 5G praten, worden deze laagverliezkabels absoluut noodzakelijk, aangezien ze de extreem hoge frequenties van millimetergolven moeten kunnen verwerken zonder al te veel signaalverlies onderweg.

Veelvoorkomende soorten coaxkabels: RG versus LMR-serie

Telecomaanbieders gebruiken voornamelijk twee soorten coaxiale voedingskabels:

Serie	Verzwakking (dB/100ft @ 2 GHz)	Gebruiksgeval
Rg	6.8–9.1	Kortafstands binnenkoppelingen
LMR	2.2–3.7	Low-loss buitenopstellingen

LMR-kabels bieden ongeveer 23% minder signaalverlies bij hoge frequenties dan standaard RG-varianten, waardoor ze beter geschikt zijn voor 5G-macrolocaties die lange kabels van meer dan 100 voet vereisen.

Impedantie uitgelegd: 50 Ohm vs 75 Ohm in telecomtoepassingen

Wanneer er een impedantie-mismatch in het systeem is, worden signalen teruggekaatst in plaats van correct doorgestuurd te worden, wat de efficiëntie van netwerken verstoort. De meeste mensen die werken in de omroeptelevisie blijven trouw aan die 75 ohm kabels, omdat ze goed werken voor die toepassing. Maar als het gaat om mobiele zendmasten en andere draadloze infrastructuur, geeft bijna iedereen tegenwoordig de voorkeur aan 50 ohm kabels. Deze kunnen veel meer vermogen aan dan hun 75 ohm tegenhangers, soms tot wel 5 kilowatt, terwijl ze minder signaalverlies ondervinden onderweg. Volgens een recent sectorrapport uit begin 2024 installeren ongeveer 9 op de 10 telecombedrijven 50 ohm kabels tussen antennes en hun remote radio units (RRU's). Deze voorkeur is logisch gezien de eisen van moderne mobiele netwerken.

Signaalverzwakking minimaliseren: Kabellengte, dikte en frequentieverlies

Hoe signaalverlies toeneemt met afstand en frequentie

Naarmate signalen verder reizen en op hogere frequenties opereren, verliezen ze van nature aan kracht. De afname ligt meestal tussen de 0,2 en 1,5 dB per 100 voet kabel, hoewel dit varieert afhankelijk van het soort kabel en het frequentiebereik waarin het werkt. Neem bijvoorbeeld 900 MHz: gewone coaxkabels vertonen al na 100 voet ongeveer een signaaldaling van 11 dB, terwijl die nieuwe luxe low-loss-kabels dit terugbrengen tot ongeveer 8 dB. De situatie verslechtert wanneer we overstappen op hogere frequenties. Kijk naar 5G op 3,5 GHz-banden in vergelijking met oudere 4G-signalen onder 2 GHz: de nieuwere technologie lijdt bijna 2,5 keer zoveel signaalverlies. Er zijn eigenlijk twee verschillende manieren waarop deze verliezen zich manifesteren. Als het gaat om kabellengte, neemt het signaal lineair af naarmate het verder reist. Frequentie werkt echter anders: het wordt niet alleen iets slechter, maar neemt exponentieel toe bij stijgende frequenties. Dus als iemand probeert de kabellengte te verdubbelen, verdubbelt ook het signaalverlies. En vergeet maar om veel verder te gaan zonder serieuze signaalproblemen.

Balans tussen kabeldiameter en verzwakking voor optimale prestaties

Kabels met een grotere diameter verminderen verzwakking, maar verhogen de stijfheid en kosten. Een kabel van 0,5 inch bijvoorbeeld, vermindert signaalverlies met 40% in vergelijking met een kabel van 0,25 inch bij 3 GHz. Dikker kabelmateriaal is echter moeilijker te routeren in beperkte ruimtes. Beheerders evalueren vaak de afwegingen aan de hand van de volgende criteria:

Diameter (inches)	Buigzaamheidsbeoordeling	Verzwakking bij 3 GHz (dB/100ft)
0.25	Hoge	6.8
0.5	Matig	4.1
0.75	Laag	2.9

Frequentieafhankelijke verlieskenmerken in 4G- en 5G-band

De huidige netwerkinfrastructuur moet signalen kunnen verwerken over een breed frequentiespectrum, variërend van 600 MHz tot wel 40 GHz. De oudere 4G LTE-technologie die werkt tussen 700 en 2600 MHz, ondervindt over het algemeen een signaalverzwakking van ongeveer 3 tot 8 dB per 100 voet bij gebruik van standaard kabelinstallaties. Het wordt lastiger bij nieuwere technologieën. De 5G mid-band op 3,5 GHz kent aanzienlijk grotere verliezen, soms zelfs tot 12 dB over dezelfde afstand. En dan zijn er nog de hoogfrequente millimetergolven in het bereik van 24 tot 40 GHz, die absoluut speciale ultra-laag-verlieskabels vereisen om de signaalsterkte boven gevaarlijke dalingen van 15 dB te houden. Deze verschillen zijn van groot belang voor praktische implementatiebeslissingen.

Best practices om signaalverzwakking in voerleidingen te verminderen

1. Minimaliseer kabellengtes : Het verkorten van de lengte met 50 voet kan het signaalverlies verminderen met 30–55%, afhankelijk van de frequentie
2. Gebruik pre-geconfectioneerde kabels : Fabrieksafrondende assemblages minimaliseren Passive Intermodulation (PIM) risico's tijdens installatie in het veld
3. Vermijd scherpe bochten : Houd de buigradius op of boven 10× de kabeldiameter om impedantiestoringen te voorkomen
4. Kies materialen met weinig verlies : Schuim dielectrische kernen bieden 18–22% betere prestaties bij hoge frequenties dan vaste polyethyleenkernen

Door de kabelspecificaties af te stemmen op de implementatieafstand, frequentie en omgevingsomstandigheden, kunnen exploitanten uitval door verzwakking verminderen met tot 67%, terwijl ze de SNR (signaal-ruisverhouding) boven operationele drempels behouden

Zorgen voor frequentie- en bandbreedtecompatibiliteit voor moderne netwerken

Ondersteuning van 4G LTE en 5G NR: Vereisten voor frequentiebereik

De hedendaagse communicatienetwerken hebben behoefte aan voedingskabels die zowel de 4G LTE-frequentiebanden van 700 tot 2600 MHz kunnen verwerken als de nieuwere 5G NR-signalen die oplopen tot 7,125 GHz. Als we kijken naar verschillende delen van het spectrum, blijft het Sub-6 GHz-bereik erg belangrijk om dat ideale punt te bereiken tussen een goede dekking en voldoende gegevenscapaciteit. Vervolgens zijn er de millimetergolf-frequenties tussen 24 en 47 GHz, die speciale kabels vereisen met bijna geen signaalverlies, omdat ze het beste werken over kortere afstanden maar enorme bandbreedtepotentieel bieden. Voor netwerkoperators die proberen bij te blijven met veranderende eisen, is het logisch om kabels te gebruiken die meerdere frequentiebanden ondersteunen, omdat dit hen in staat stelt om optimaal gebruik te maken van beschikbare spectrumbronnen terwijl de infrastructuur zich in de loop van tijd blijft ontwikkelen.

Bandbreedte-eisen van telecommunicatie met hoge datasnelheid

5G-kanalen vereisen bandbreedtes van 100–400 MHz per zender, wat ver boven de 20 MHz-limiet van LTE uitkomt. Om de signaalfideliteit te behouden, moeten voedingskabels VSWR-verhoudingen onder 1,5:1 aankunnen, waardoor reflecties worden geminimaliseerd die 4K-videostreaming en massale IoT-gegevensstromen zouden kunnen verstoren.

Balans tussen ondersteuning van bestaande netwerken en toekomstbestendige prestaties

Operatoren moeten compatibiliteit met bestaande 3G- en 4G-diensten behouden terwijl ze zich voorbereiden op 5G-Advanced, dat pieksnelheden tot 10 Gbps nastreeft. Fase-stabiele kabels met consistente diëlektrische eigenschappen zorgen voor betrouwbare prestaties in omgevingen met gemengde frequenties, en verminderen fasedistorsie in MIMO- en beamformingtoepassingen.

Beoordeling van multi-band voedingskabels voor netwerkflexibiliteit

Dual-band en tri-band voedingskabels kunnen de infrastructuurkosten met tot wel 30% verlagen in overgangsgebieden tussen platteland en stedelijke gebieden. Optimale ontwerpen ondersteunen gelijktijdige transmissie op 600 MHz (LTE) en 3,5 GHz (5G), met een attentuatie van maximaal 0,3 dB/m bij 40°C, wat efficiënte werking garandeert onder realistische thermische belasting.

Het behoud van signaalintegriteit: PIM-prestaties en installatiefactoren

Inzicht in passieve intermodulatie (PIM) in mobiele systemen

Passieve intermodulatie, of kortweg PIM, doet zich voor wanneer die niet-lineaire punten in passieve componenten beginnen met het creëren van vervelende harmonische signalen die niemand wil. Dit probleem wordt de laatste tijd steeds erger in 5G-netwerken. De overstap naar hogere frequenties rond de 3,5 GHz maakt de situatie bovendien nóg slechter en veroorzaakt ongeveer 15 tot 20 procent meer vervorming dan met de oude 4G-technologie. Veldingenieurs komen bij het oplossen van PIM-problemen vaak dezelfde oorzaken tegen. Geoxideerde connectoren zijn een grote factor, net als losse verbindingen die na installatie niet goed zijn aangedraaid. En laten we kabels die niet goed op elkaar zijn afgestemd ook niet vergeten. Al deze kleine problemen zorgen voor interferentie die de netwerkprestaties vermindert en op termijn de totale capaciteit verlaagt.

Hoe PIM de netwerccapaciteit en gesprekskwaliteit beïnvloedt

Onderzoek uitgevoerd in veldomstandigheden gedurende 2023 geeft aan dat wanneer passieve intermodulatie (PIM)-interferentie optreedt, de netwerksnelheid tijdens piekuren in drukke stedelijke masten met wel 40 procent kan dalen. Wanneer meerdere providers op kleine ruimte opereren, worden deze problemen nog erger, wat leidt tot afgebroken oproepen en vervelend trage internetverbindingen voor gebruikers. Netwerkaanbieders die werken met voedingskabels waarbij PIM-metingen boven de -140 dBc uitkomen, zien doorgaans ongeveer 30 procent meer helpdesktickets over slechte geluidskwaliteit tijdens gesprekken en instabiele verbindingen. Dit is niet alleen een abstract probleem voor ingenieurs; het beïnvloedt direct de ervaring van eindgebruikers in dichtbevolkte gebieden.

Selectie en installatie van Low-PIM voedingskabels voor drukke omgevingen

Low-PIM voedingskabels met verzilverde connectoren verminderen intermodulatie met 85% in vergelijking met standaard aluminium interfaces. Belangrijke installatiepraktijken zijn:

• Momentgestuurde aanspanning (25–30 N·m voor N-type connectoren)
• Buigen met een kleinere straal dan 10× de kabeldiameter vermijden
• Anti-oxidatiegel aanbrengen op buiteneindverbindingen

In millimetergolf 5G-dekking verbeteren kabels met een PIM van ≤ -155 dBc de signaal-ruisverhouding met 12 dB, waardoor de effectieve dekkingsstraal met 18% wordt verlengd. Regelmatige PIM-tests om de 6–12 maanden helpen bij het behouden van conformiteit met de 3GPP TS 37.145-normen voor interferentiebeheersing.

Milieubestendigheid en langetermijnbetrouwbaarheid van voedingskabels

Uitdagingen bij installatie buitenshuis: UV, vocht en extreme temperaturen

Voedingskabels die buitenshuis zijn geïnstalleerd, moeten het kunnen opnemen tegen allerlei zware omstandigheden. Langdurige blootstelling aan UV-licht is een groot probleem en zorgt er vaak voor dat polyethyleenmantels na slechts vijf jaar met ongeveer 40 procent afbreken. Daarnaast zijn er extreme temperatuurschommelingen van -40 graden Celsius tot 85 graden Celsius, plus hevige regenval die soms meer dan 100 millimeter per uur bedraagt en slechte afdichtingen van de kabels serieus kan verstoren. Wanneer deze kabels langs kustlijnen worden aangelegd, wordt de situatie nog erger, omdat zoutnevel corrosieproblemen veroorzaakt. Connectoren beginnen sneller te defecteren en signalen nemen sterk af als ze niet goed beschermd zijn tegen deze mariene omgeving.

Belangrijke beschermingsfuncties: UV-bestendigheid, waterafsluiting en thermische stabiliteit

Om bestand te zijn tegen harde omstandigheden bevatten moderne voedingskabels:

• UV-gestabiliseerde mantel (getest volgens UL 1581 MW 1100) behoudt ≥90% treksterkte na 3.000 uur blootstelling
• Drielaagse waterbescherming combinatie van dry-core-technologie met gelaste aluminium bepantsering om vochtinfiltratie te voorkomen
• Thermisch stabiele diëlektrica handhaving van VSWR <1,3:1 over temperaturen van -55°C tot +125°C

Deze kenmerken zorgen voor een constante elektrische prestatie ondanks wisselende omgevingsomstandigheden.

Industriestandaarden voor duurzame, buitenbestendige voedingskabels

Naleving van Telcordia GR-13-CORE garandeert een minimale levensduur van 20 jaar in veeleisende buitensomstandigheden. Essentiële certificeringen zijn:

Standaard	Sleutelvereiste	Relevantie voor kabels
IEC 60754-1	Halogeenarme rookemissie	Veilige tunnel/kelderinstallaties
EN 50288-7-1	UV/weerbestendigheid	Blootstelling aan direct zonlicht
ETSI EN 302 066	IP68-onderdompelingsbescherming	Kolkengevoelige locaties voor cellen

Veelgestelde vragen over RF-voedingskabels

Waar worden RF-voedingskabels voor gebruikt?

RF-voedingskabels worden gebruikt om radiosignalen over te brengen tussen belangrijke componenten zoals antennes en baseband-eenheden in mobiele netwerken.

Welke soorten coaxkabels worden veel gebruikt in telecom?

Telecomaanbieders gebruiken voornamelijk RG- en LMR-coaxkabels, waarbij LMR minder signaalverlies heeft bij hogere frequenties.

Waarom geven telecombedrijven de voorkeur aan 50 Ohm kabels?

50 Ohm kabels worden verkozen omdat ze efficiënter met meer vermogen omgaan en minder signaalverlies hebben in vergelijking met 75 Ohm kabels.

Hoe beïnvloedt de kabeldiameter de signaalverzwakking?

Kabels met een grotere diameter verlagen de signaalverzwakking, maar zijn stijver en duurder, wat een zorgvuldige afweging van compromissen vereist.

Hoe kan signaaldegradatie in voerleidingen worden geminimaliseerd?

Signaaldegradatie kan worden geminimaliseerd door de kabellengte te verkorten, gebruik te maken van vooraf geconfectioneerde kabels, scherpe bochten te vermijden en materialen met weinig verlies te kiezen.

Welke milieuklachten doen zich voor bij buitenkabels?

Buitenkabels worden geconfronteerd met uitdagingen zoals UV-straling, vocht, extreme temperaturen en corrosie in maritieme omgevingen.