Blogg

Forståelse av RF-matningskabler: Kjernefunksjoner og typer

Hva er RF-matningskabler og hvordan fungerer de i mobilnettverk?

RF-tilførselskabler fører radiosignaler frem og tilbake mellom viktige deler av mobilnettverk, som antenner og baseband-enheter. De fleste koaksiale design har fire hoveddeler inni seg – startende med en kobbertråd i midten, deretter omsluttet av et såkalt dielektrisk materiale som fungerer som isolasjon. Rundt dette kommer metallskjerming for å blokkere uønsket støy, alt beskyttet av en ytre kappe mot fysisk skade. Skjermingsdelen er svært viktig fordi den forhindrer elektromagnetisk støy i å forstyrre signalene, mens det dielektriske materialet hjelper til med å holde systemet vedlikeholdsfritt ved å opprettholde riktige elektriske egenskaper. Når vi snakker om 5G spesielt, blir disse lavtapningskablene absolutt nødvendige siden de må kunne håndtere de svært høye frekvensene i millimetrebølgene uten å miste for mye signalkraft underveis.

Vanlige typer koaksialkabler: RG vs LMR-serien

Telekomoperatører setter primært inn to typer koaksiale tilførselskabler:

Serie	Døming (dB/100 fot @ 2 GHz)	Brukstilstand
Rg	6.8–9.1	Korte avstandar innendørs
LMR	2.2–3.7	Låste tap i utendørs bruk

LMR-kablar tilbyr om lag 23% mindre signaltap ved høge frekvensar enn standard RG-variantar, og er dermed betre egna til 5G-makrosite som krev lange kabellåter over 100 fot.

Impedans forklart: 50 ohm vs 75 ohm i telekommunikasjonstillegg

Når det er en impedanstmismatch i systemet, reflekteres signaler tilbake i stedet for å bevege seg gjennom ordentlig, noe som forstyrrer hvor effektivt nettverkene fungerer. De fleste som arbeider innen kringkasting på TV holder fortsatt fast ved de 75 ohm-kablene fordi de fungerer godt for dette bruksområdet. Men når det gjelder mobilantenner og annen trådløs infrastruktur, foretrekker nesten alle 50 ohm-kabler disse dager. De takler mye mer effekt enn sine 75 ohm-motstykker, noen ganger så høyt som 5 kilowatt, samtidig som de taper mindre signalspenning underveis. Ifølge en nylig bransjerapport fra tidlig 2024, installerer omtrent 9 av 10 teleselskaper 50 ohm-kabler mellom antenner og deres fjernstyrte radiouniter (RRU). Dette valget er forståelig med tanke på kravene til moderne mobilnett.

Minimalisering av signaldemping: Kabellengde, tykkelse og frekvenstap

Hvordan signaltap øker med avstand og frekvens

Ettersom signaler reiser lenger og opererer på høyere frekvenser, taper de naturlig styrke. Nedgangen ligger vanligvis et sted mellom 0,2 og 1,5 dB per 100 fot kabel, selv om dette varierer avhengig av hvilken type kabel vi snakker om og hvilket frekvensområde den arbeider i. Ta for eksempel 900 MHz: vanlige gamle koaksialkabler vil se en signalnedgang på omtrent 11 dB etter bare 100 fot, mens de fancy nye lavtapkablene reduserer dette til rundt 8 dB. Ting blir verre når vi går opp til høyere frekvenser. Se på 5G som kjører på 3,5 GHz-bånd sammenlignet med eldre 4G-signaler under 2 GHz; den nyere teknologien lider nesten 2,5 ganger mer signaltap. Det finnes faktisk to ulike måter disse tapene oppfører seg på. Når vi snakker om kabellengde, blir signalet svakere i direkte forhold til hvor langt det reiser. Men frekvens fungerer annerledes – det er ikke bare litt verre, det blir eksponentielt verre jo høyere vi går. Så hvis noen prøver å doble sin kabellengde, vil de også doble sitt signaltap. Og glem å gå mye lenger enn det uten alvorlige signalproblemer.

Balansere kabel diameter og demping for optimal ytelse

Kabler med større diameter reduserer demping, men øker stivhet og kostnad. For eksempel reduserer en 0,5 tommer kabel signaltapet med 40 % sammenlignet med en 0,25 tommer versjon ved 3 GHz. Imidlertid er tykkere kabler vanskeligere å rute i trange rom. Operatører vurderer ofte avveininger ved hjelp av følgende kriterier:

Diameter (tommer)	Flexibility Rating	Demping ved 3 GHz (dB/100 fot)
0.25	Høy	6.8
0.5	Måttlig	4.1
0.75	Låg	2.9

Frekvensavhengige tapsegenskaper i 4G- og 5G-bånd

Dagens nettverksinfrastruktur må håndtere signaler over et bredt frekvensspekter som strekker seg fra 600 MHz opp til 40 GHz. Eldre 4G LTE-teknologi som opererer mellom 700 og 2600 MHz, opplever vanligvis signalforringelse på rundt 3 til 8 dB per 100 fot med vanlige kabler. Det blir vanskeligere når man ser på nyere teknologier. 5G-midtbåndet på 3,5 GHz står overfor mye verre tap, noen ganger opptil 12 dB over samme avstand. Og så har vi de høyfrekvente millimetrebølgene i området 24 til 40 GHz, som absolutt krever spesielle ultra lav-tap kabler for å holde signalkraften over farlige 15 dB tap. Disse forskjellene betyr mye for valg i praktisk installasjon.

Anbefalte metoder for å redusere signalforringelse i førekabler

1. Minimer kabellengder : Å redusere lengden med 50 fot kan kutte signaltapet med 30–55 %, avhengig av frekvens
2. Bruk forankoblede kabler : Fabrikkterminerte kabler minimerer risikoen for passiv intermodulasjon (PIM) under feltinstallasjon
3. Unngå skarpe bøyninger : Hold bøyeradius lik eller større enn 10× kabeldiameteren for å unngå impedansforstyrrelser
4. Velg materialer med lav tap : Skumdielektriske kjerner gir 18–22 % bedre ytelse ved høy frekvens sammenlignet med fast polyetylen

Ved å tilpasse kabelspesifikasjoner til utrulingsavstand, frekvens og miljøforhold, kan operatører redusere nedetid relatert til demping med opptil 67 % samtidig som SNR (signalet-til-støyforholdet) holdes over driftsterskelverdier.

Sikring av frekvens- og båndbreddekompatibilitet for moderne nettverk

Støtte for 4G LTE og 5G NR: Krav til frekvensområde

Dagens kommunikasjonsnettverk trenger førekabler som kan håndtere både 4G LTE-frekvensområdene fra 700 til 2600 MHz og de nyere 5G NR-signalene opp til 7,125 GHz. Ser man på ulike deler av spekteret, forblir Sub-6 GHz-området svært viktig for å oppnå den optimale balansen mellom god dekningsgrad og tilstrekkelig datakapasitet. Deretter har vi millimetrbølgefrekvensene mellom 24 og 47 GHz, som krever spesialkabler med nesten ingen signaltap, ettersom de fungerer best over korte avstander men tilbyr enorm båndbreddepotensial. For nettoperatører som prøver å holde tritt med skiftende behov, gir det mening å bruke kabler som støtter flere frekvensbånd, siden det tillater dem å utnytte tilgjengelige spektrumressurser maksimalt etter hvert som infrastrukturen utvikler seg over tid.

Båndbreddekrav for telekommunikasjon med høy datarate

5G-kanaler krever båndbredder på 100–400 MHz per bærer, langt over LTEs grense på 20 MHz. For å opprettholde signalfidelitet bør førekabler opprettholde VSWR-forhold under 1,5:1, og dermed minimere refleksjoner som kan forstyrre 4K-videostreaming og massive IoT-datostrømmer.

Balansere støtte for eldre nettverk med fremtidssikret ytelse

Operatører må opprettholde kompatibilitet med eksisterende 3G- og 4G-tjenester samtidig som de forbereder seg på 5G-Advanced, som har som mål topphastigheter opp til 10 Gbps. Fasestabile kabler med konsekvente dielektriske egenskaper sikrer pålitelig ytelse i miljøer med blandet frekvens, og reduserer fasedistorsjon i MIMO- og beamforming-applikasjoner.

Vurdering av flerbandede førekabler for økt nettverksfleksibilitet

Dobbeltbånd og tredobbeltbånd matningskabler kan redusere infrastrukturkostnader med opptil 30 % i overgangssonen mellom landsbygde og byområder. Optimal design støtter samtidig overføring ved 600 MHz (LTE) og 3,5 GHz (5G), med demping ikke større enn 0,3 dB/m ved 40 °C, noe som sikrer effektiv drift under reelle termiske belastninger.

Opprettholdelse av signallitet: PIM-ytelse og installasjonsfaktorer

Forståelse av passiv intermodulasjon (PIM) i cellulære systemer

Passiv intermodulasjon, eller PIM for kort, oppstår når de ikke-lineære punktene i passive komponenter begynner å generere disse irriterende harmoniske signalene som ingen ønsker. Vi ser at dette problemet har blitt spesielt alvorlig i 5G-nettverk på siste tid. Overgangen til høyere frekvenser rundt 3,5 GHz gjør faktisk situasjonen verre, og fører til omtrent 15 til 20 prosent mer forvrengning enn det vi så med eldre 4G-teknologi. Feltteknikere møter flere vanlige mistenkte når de feilsøker PIM-problemer. Korroderte kontakter er en stor sak, sammen med løse koblinger som ingen har brydd seg med å stramme ordentlig etter installasjon. Og la oss ikke glemme kabler som rett og slett ikke passer godt sammen. Alle disse småproblemene skaper interferens som svekker nettverksytelsen og reduserer total kapasitet over tid.

Hvordan PIM påvirker nettverkskapasitet og samtalekvalitet

Undersøkelser utført i felt gjennom hele 2023 indikerer at når passiv intermodulasjon (PIM) forstyrrelse oppstår, kan den redusere nettverkets overføringshastighet med opptil 40 prosent ved travle bybasestasjoner i rushtida. Når flere operatører arbeider i tett pågang, blir problemene enda verre, noe som fører til brutte samtaler og frustrerende trege internettforbindelser for brukere. Nettoperatører som arbeider med førekabler der PIM-målinger overstiger -140 dBc, opplever typisk en økning på rundt 30 % i kundetjenesteavvik som klager over dårlig lydkvalitet under samtaler og ustabile forbindelser. Dette er ikke bare et abstrakt problem for ingeniører – det påvirker direkte sluttbrukeropplevelsen i tettbebygde områder.

Valg og installasjon av lav-PIM førekabler for tette miljøer

Lav-PIM førekabler med sølvbelagte kontakter reduserer intermodulasjon med 85 % sammenlignet med standard aluminiumsgrensesnitt. Viktige installasjonsrutiner inkluderer:

• Dreiemomentstyrt tilstramming (25–30 N·m for N-typer koblinger)
• Unngå krumninger tettere enn 10× kabeldiameteren
• Påfør antioksidasjonsgel på utendørs avslutninger

I millimeterbølge 5G-installasjoner forbedrer kabler rangert med PIM ≤ -155 dBc signal-støy-forholdet med 12 dB, noe som utvider den effektive dekningsradien med 18 %. Regelmessig PIM-testing hvert 6–12 måned hjelper til med å opprettholde overholdelse av 3GPP TS 37.145 standarder for interferenskontroll.

Miljømessig holdbarhet og langtidsholdbarhet for føringssystemkabler

Installasjonsutfordringer utendørs: UV, fuktighet og ekstreme temperaturer

Tilkoblingskabler installert utendørs må tåle alle slags harde forhold. Langvarig eksponering for UV-lys er et stort problem, og fører ofte til at polyetylenjakker brytes ned med omtrent 40 prosent over bare fem år. Deretter har vi ekstreme temperatursvingninger fra -40 grader celsius opp til 85 grader celsius, samt kraftige regnbyger som noen ganger overstiger 100 millimeter i timen, noe som kan forårsake lekkasje ved dårlige tetninger på kablene. Når disse installeres langs kyststrøk, blir forholdene enda verre, siden salttåke forårsaker korrosjonsproblemer. Koblinger begynner å svikte raskere, og signalene svekkes betydelig hvis de ikke er ordentlig beskyttet mot dette marine miljøet.

Viktige beskyttelsesfunksjoner: UV-bestsandighet, vannsperre og termisk stabilitet

For å tåle harde forhold inneholder moderne tilkoblingskabler:

• UV-stabilisert jakking (testet i henhold til UL 1581 MW 1100) som beholder ≥90 % strekkfasthet etter 3 000 timer med eksponering
• Trefaset vannbeskyttelse kombinerer tørnkjerneteknologi med sveist aluminiumsarmoring for å forhindre fuktinntrenging
• Termisk stabile dielektrika vedlikeholder VSWR <1,3:1 over temperaturer fra -55°C til +125°C

Disse egenskapene sikrer konsekvent elektrisk ytelse til tross for svingende miljøforhold.

Industristandarder for holdbare, utendørs-ratet førekabler

Overholdelse av Telcordia GR-13-CORE garanterer en minimums levetid på 20 år i krevende utendørs miljøer. Viktige sertifiseringer inkluderer:

Standard	Nødvendig krav	Relevans for kabler
IEC 60754-1	Halogensfri røykutslipp	Sikre installasjoner i tunnel/kjeller
EN 50288-7-1	UV/værbestandighet	Eksponering for direkte sollys
ETSI EN 302 066	IP68 nedsenkbar beskyttelse	Feltstasjoner utsatt for flom

RF-forsyningskabler FAQ

Hva brukes RF-forsyningskabler til?

RF-forsyningskabler brukes til å overføre radiosignaler mellom nøkkelkomponenter som antenner og baseband-enheter i mobilnettverk.

Hvilke typer koaksialkabler brukes ofte i telekommunikasjon?

Telekomoperatører bruker hovedsakelig RG- og LMR-koaksialkabler, der LMR gir lavere signaltap ved høyere frekvenser.

Hvorfor foretrekker telekombedrifter 50 ohm kabler?

50 ohm kabler foretrekkes fordi de håndterer mer effekt effektivt med mindre signaltap sammenlignet med 75 ohm kabler.

Hvordan påvirker kabeldiameter signaldemping?

Kabler med større diameter reduserer signaldemping, men øker stivhet og kostnad, noe som krever en nøytral vurdering av kompromisset.

Hvordan kan signalforringelse i førekabler minimeres?

Signalforringelse kan minimeres ved å redusere kabellengde, bruke forpreparerte kabler, unngå skarpe svinger og velge materialer med lavt tap.

Hvilke miljøutfordringer står utendørs førekabler overfor?

Utendørs førekabler står overfor utfordringer som UV-eksponering, fuktighet, ekstreme temperaturer og korrosjon i marine miljøer.