Blog

Podstawowe międzynarodowe normy regulujące zgodność złącz RF

Seria IEC 61169: Definiowanie interoperacyjności, wymiarów i wydajności elektrycznej

Cykl norm IEC 61169 stał się na całym świecie punktem odniesienia w przypadku łączników RF. Te normy zapewniają, że wszystkie złącza mają spójne wymiary, stabilne parametry elektryczne oraz mogą współpracować bez problemów z produktami różnych producentów. Specyfikacje obejmują kilka istotnych czynników, takich jak stabilność impedancji (zazwyczaj około 50 omów), współczynnik fali stojącej napięcia, straty wnoszone, a także działanie na częstotliwościach dochodzących do 40 GHz. W szczególności w telekomunikacji te specyfikacje są szczególnie ważne, ponieważ wpływają zarówno na jakość przesyłanych sygnałów, jak i na efektywność działania systemów. Weźmy na przykład złącza zgodne z IEC 61169-4. Mogą one utrzymywać VSWR poniżej wartości 1,25 aż do 11 GHz, co czyni je idealnym rozwiązaniem do niezawodnej pracy w paśmie sub-6 GHz technologii 5G. Producentom poddają komponenty surowym testom zgodnie z tymi normami, aby mieć pewność, że będą one działać w rzeczywistych warunkach. Dlatego przestrzeganie tych wytycznych to nie tylko dobra praktyka, ale wręcz konieczność, jeśli firmy chcą, by ich urządzenia zostały zaakceptowane na arenie międzynarodowej.

ETSI EN 300 019 & GR-3108: Wzmocnienie środowiskowe dla wdrożenia złącz RF telekomunikacyjnych

Standard ETSI EN 300 019, który dotyczy warunków środowiskowych dla sprzętu telekomunikacyjnego, wraz z Telcordia GR-3108, która koncentruje się na niezawodności złącz RF, wspólnie określają wymagania, jakie muszą wytrzymać telekomunikacyjne infrastruktury zewnętrzne. Te standardy wymagają, aby sprzęt działał niezawodnie nawet przy wahaniach temperatur od minus 40 stopni Celsjusza aż do plus 85 stopni. Musi on również wytrzymywać wysoką wilgotność, oddziaływanie mgły solnej, drgania mechaniczne spowodowane wiatrem i ruchem drogowym oraz zapewniać ochronę przed pyłem i wnikaniem wody na poziomie co najmniej IP67. W przypadku złącz producenci muszą udowodnić, że ich wyroby wytrzymają co najmniej dziesięć tysięcy cykli łączenia bez jakichkolwiek oznak zużycia oraz zachowają stabilną wydajność elektryczną po przeprowadzeniu testów przyspieszonego starzenia. Taka formy robocizny nie są tylko pożądane – są absolutnie niezbędne. Bez nich obserwowalibyśmy większą liczbę awarii w terenie, prowadzących do przestojów sieci, wyższe koszty napraw w dłuższej perspektywie czasu oraz trudności w spełnieniu branżowych oczekiwań, by sprzęt makrokommórkowy służył przez ponad dwie dekady.

Najważniejsze rodziny złącz RF zgodne z telekomunikacją i ich przypadki użycia

Złącza typu N: certyfikowane zgodnie z normą IEC 61169-4 dla makrokompaktowych stacji bazowych (DC–11 GHz, wersje z oceną IP67)

Złącza typu N certyfikowane zgodnie ze standardami IEC 61169-4 stały się niezbędnymi komponentami w instalacjach makrokompaktowych stacji bazowych. Konstrukcja gwintowana zapewnia doskonałą stabilność mechaniczną, co ma ogromne znaczenie w sytuacjach występowania wysokich poziomów drgań, jakie obserwuje się na dachach i wieżach, gdzie zamontowane są jednostki radiowe. Te złącza obsługują częstotliwości od DC aż do 11 GHz, dodatkowo oferowane są z uszczelnieniami o klasie IP67, które gwarantują stabilność sygnału nawet w trudnych warunkach atmosferycznych oraz przy długotrwałych wdrożeniach. Testy rzeczywiste wykazały, że współczynnik fali stojącej napięcia pozostaje poniżej wartości 1,25 po około 5000 cyklach łączenia. Ma to duże znaczenie, ponieważ utrzymanie niskiego poziomu zakłóceń PIM staje się kluczowe w miarę wzrostu gęstości sieci zarówno w systemach 4G/LTE, jak i nowych systemach 5G w paśmie sub-6 GHz.

łączniki 7/16 DIN: Zgodne z normą IEC 61169-12 dla wysokomocowych zasilaczy wież 5G (VSWR <1,22, >10 tys. cykli łączenia)

Złącze 7/16 DIN zostało specjalnie zaprojektowane do przesyłania dużej mocy przez makroskopowe systemy zasilające wieżowe. Te złącza spełniają normę IEC 61169-12 i mogą pracować ciągle przy mocy powyżej 150 watów, utrzymując bardzo niską wartość współczynnika fali stojącej napięcia poniżej 1,22, nawet przy częstotliwościach zbliżonych do pasm mmWave. To, co wyróżnia te złącza, to duża powierzchnia styku połączona z trwałą konstrukcją ze stali nierdzewnej. Ten projekt chroni przed korozją zgodnie z wymaganiami ETSI EN 300 019 Klasy 3.1 oraz umożliwia ponad 10 000 cykli łączenia przed koniecznością wymiany, co oznacza, że wieże wymagają konserwacji trzy razy rzadziej niż zwykle. Ze względu na te cechy inżynierowie w całej branży coraz chętniej wybierają złącza 7/16 DIN w instalacjach światłowodowych do anten oraz w konfiguracjach massive MIMO, gdzie kluczowe znaczenie ma utrzymanie niskiej temperatury i zapewnienie wieloletniej niezawodności komponentów.

Dlaczego popularne złącza RF, takie jak BNC i SMA, nie spełniają wymogów przemysłu telekomunikacyjnego

Ograniczenia BNC: pułap pasma 4 GHz oraz brak certyfikatu IEC 61169-8 dla infrastruktury telekomunikacyjnej zewnętrznej

Złącza BNC po prostu nie spełniają wymagań współczesnej infrastruktury telekomunikacyjnej. Ich maksymalny limit częstotliwości wynoszący 4 GHz nie pozwala radzić sobie z pasmami 5G, które w nowszych wersjach sięgają nawet 6 GHz i więcej. Mechanizm blokowania za pomocą kołkowania bayonetowego również nie jest zbyt solidny. Co się dzieje? Złącza mają tendencję do poluzowania się pod wpływem ciągłych drgań wywołanych wiatrem, co prowadzi do irytujących przerywań sygnału. A oto kolejny problem, o którym nikt nie lubi mówić, ale który ma duże znaczenie: żaden z typów BNC faktycznie nie spełnia normy IEC 61169-8 dla zastosowań telekomunikacyjnych na zewnątrz. Dlaczego? Po prostu nie zapewniają one odpowiedniego uszczelnienia przed wnikaniem wody (ich klasa ochrony jest niższa niż IP67) i nie posiadają właściwej ochrony przed rdzą i korozją. Inżynierowie terenowi widzieli to na własne oczy. Po około 18 miesiącach pracy w rzeczywistych stacjach bazowych, złącza BNC ulegają awarii o ok. 30% częściej niż złącza posiadające odpowiednie certyfikaty.

Ograniczenia SMA: Brak odporności środowiskowej oraz brak certyfikatu ETSI EN 300 019 klasy 3.1 dla wdrożeń terenowych

Złącza SMA mogą obsługiwać częstotliwości do 18 GHz, ale istnieje pewien haczyk. Małe rozmiary mają swoją cenę – ograniczoną odporność na trudne warunki środowiskowe. Zachowanie odpowiedniego momentu obrotowego podczas instalacji tych złącz ma ogromne znaczenie dla prawidłowego uszczelnienia. Pracownicy terenowi często mają z tym problemy, a badania wykazują, że około 35 procent złącz nie jest dokręcanych wystarczająco mocno. W takim przypadku wnikanie wody zwiększa się o około 40 procent. Co gorsza, żadne z dostępnych obecnie na rynku złącz SMA nie przeszło testów ETSI EN 300 019 Klasy 3.1 dotyczących ekstremalnych temperatur, oddziaływania wody morskiej czy nagłych zmian temperatury. Oznacza to, że po prostu nie będą one działać niezawodnie w miejscach takich jak plaże, pustynie czy dowolne obszary narażone na intensywne działanie promieni słonecznych. Ponieważ firmy telekomunikacyjne potrzebują sprzętu, który będzie działał przez wszystkie rodzaje warunków pogodowych i zapewni praktycznie bezawaryjną pracę (mówimy o czasie działania na poziomie 99,999%), złącza SMA po prostu nie nadają się do krytycznych zastosowań infrastrukturalnych.

Osiągnięcie zatwierdzonej zgodności złączek RF: testowanie, certyfikacja i dokumentacja

Zatwierdzenie typu przez podmiot trzeci (UL, TÜV SÜD) a deklaracja własna: implikacje dla globalnych zakupów telekomunikacyjnych

W zakresie zakupów telekomunikacyjnych rzeczywista zgodność jest ważniejsza niż to, co zostaje zawarte w dokumentach. Uzyskanie certyfikatów typu od niezależnych organizacji, takich jak UL lub TUV SUD, stanowi rzeczywisty dowód na spełnianie przez produkty standardów takich jak IEC 61169 i ETSI EN 300 019. Proces certyfikacji obejmuje szczegółowe raporty z testów, które dotyczą m.in. sposobu, w jaki komponenty radzą sobie w skrajnych temperaturach od minus 40 stopni Celsjusza do plus 85 stopni, ich odporności na tysiące cykli łączenia, wydajności w warunkach współczynnika fali stojącej napięcia oraz odporności na różne naprężenia środowiskowe, w tym na oddziaływanie mgły solnej i testy wodoszczelności IP67. Z drugiej strony, gdy dostawcy sami deklarują zgodność za pomocą dokumentów SDoC, polegają one głównie na własnych testach wewnętrznych, które nie mają dużego znaczenia dla organów regulacyjnych. Najnowsze audyty przeprowadzone w 2023 roku wykazały, że łączniki oparte wyłącznie na deklaracjach SDoC miały trzy razy wyższy wskaźnik awarii na miejscu instalacji w porównaniu z tymi posiadającymi odpowiednie certyfikaty niezależnych podmiotów trzecich. W miarę jak firmy rozwijają wdrażanie technologii 5G na całym świecie, jasna dokumentacja staje się kluczowa. Działy zaopatrzenia potrzebują dostępu do specyfikacji materiałów, podsumowań wyników testów oraz informacji umożliwiających śledzenie konkretnych partii produkcyjnych, aby móc przyspieszyć międzynarodowe aprobaty i jednocześnie zmniejszyć ryzyko w złożonych łańcuchach dostaw.

Sekcja FAQ

Co to jest seria IEC 61169?

Seria IEC 61169 to zbiór standardów definiujących wymiary, interoperacyjność oraz parametry elektryczne łączników RF, zapewniających spójność i niezawodność na całym świecie.

Dlaczego łączniki typu N są ważne w zastosowaniach telekomunikacyjnych?

Łączniki typu N, certyfikowane zgodnie z normą IEC 61169-4, są niezbędne w instalacjach makrokompaktowych stacji bazowych ze względu na doskonałą stabilność mechaniczną oraz uszczelnienia ocenione na IP67, co czyni je odpowiednimi dla warunków wysokiej wibracji i trudnych warunków atmosferycznych.

Co wyróżnia łączniki 7/16 DIN?

łączniki 7/16 DIN zostały zaprojektowane specjalnie do zasilania wież 5G o dużej mocy, cechują się dużymi powierzchniami styku, trwałą konstrukcją oraz zgodnością z normą IEC 61169-12. Doskonale radzą sobie z dużymi mocami i wymagają rzadszego konserwowania.

Jakie są ograniczenia łączników BNC i SMA w telekomunikacji?

Złącza BNC są nieodpowiednie do zastosowań telekomunikacyjnych ze względu na ograniczenie pasma do 4 GHz oraz niewystarczającą ochronę środowiskową, podczas gdy złącza SMA nie są wystarczająco odporne na trudne warunki środowiskowe i nie spełniają wymaganych standardów dla wdrożeń terenowych.

Jak aprobaty stron trzecich wpływają na zakupy w sektorze telekomunikacyjnym?

Aprobaty stron trzecich od organizacji takich jak UL lub TUV SUD stanowią dowód na to, że złącza RF spełniają globalne standardy, zmniejszając częstość awarii i zapewniając niezawodną infrastrukturę telekomunikacyjną w porównaniu z samodeklarowanymi zgodnościami.