Blog

Podstawowe opcje personalizacji kabla koncentrycznego RF w infrastrukturze telekomunikacyjnej

Dostosowania impedancji, powłoki i osłony dla środowisk wewnętrznych, zewnętrznych i podziemnych sieci

Większość operatorów telekomunikacyjnych stosuje standardy impedancji 50 omów dla swoich sieci 5G i dużych stacji bazowych, choć przełączają się na 75 omów, gdy pracują z sygnałami nadawczymi lub transmisją wideo opartą na światłowodzie. To pomaga ograniczyć nieprzyjemne odbicia sygnału, które stają się poważnym problemem w gęsto zabudowanych obszarzach miejskich. Jeśli chodzi o materiały powłokowe, istnieje dość jasna logika stojąca za podjętymi wyborami. Miedź pokryta srebrem świetnie sprawdza się w systemach rozproszonych anten wewnętrznych i połączeniach przedłużających (fronthaul), ponieważ znacząco redukuje straty sygnału. Natomiast na zewnątrz, gdzie urządzenia są narażone na warunki atmosferyczne, inżynierowie wolą konektory ze spiekanego brązu pokryte niklem, ponieważ dużo lepiej odpornieją na korozję. Materiał izolacji równie ważny jest w zależności od tego, gdzie kable trafiają. W instalacjach nadziemnych polietylen stabilizowany na działanie promieni UV zapewnia długotrwałą wytrzymałość mimo ekspozycji na słońce. A pod ziemią? Powłoki fluoropolimerowe odporne na gryzonie odgrywają kluczową rolę, chroniąc przed uszkodzeniami spowodowanymi przez gryzące zwierzęta przegryzające zwykłą plastikową osłonę. Te materiały umożliwiają około 15 lat niezawodnej pracy nawet w trudnych warunkach, według najnowszych testów trwałości przeprowadzonych w 2023 roku w różnych projektach infrastrukturalnych.

Niemieszkalne, odporne na korozję konstrukcje kabli współosiowych RF przeznaczone do trudnych warunków wdrożeń stacji bazowych

Umieszczone w pobliżu wrażliwych układów antenowych, niemagnetyczne konektory ze stali nierdzewnej pomagają zapobiegać zakłóceniom magnetycznym w elektronice formowania wiązki, jednocześnie ograniczając zniekształcenia sygnału. Testy terenowe systemów 5G NR przeprowadzone w zeszłym roku wykazały poprawę o około 27% w tym obszarze. W przypadku trudnych lokalizacji nadmorskich lub obszarów intensywnie przemysłowych, gdzie muszą działać komórki makro, trójwarstwowa powłoka świetnie radzi sobie z wyzwaniami środowiskowymi. Obejmuje to takie rozwiązania jak aluminiowa taśma osłonowa otaczająca kable oraz specjalne żele hydrofobowe umieszczone wewnątrz, które zapobiegają przedostawaniu się wody. Te środki ochronne przynoszą realne korzyści w kontekście niezawodności. Współczynnik awaryjności spada o około 40%, nawet gdy temperatura gwałtownie wahается od minus 40 stopni Celsjusza aż do 85 stopni. To sprawia, że te komponenty są absolutnie kluczowe przy wdrażaniu w surowych warunkach, takich jak rejony Arktyki, gorące pustynie czy wszelkie miejsca narażone na oddziaływanie słonej wody w morzu.

Kompromisy w materiałach dielektrycznych: PTFE a piankowy PE pod kątem stabilności częstotliwości i kontroli strat w sieciach 5G mmWave

W zakresie częstotliwości mmWave powyżej 24 GHz wybór dielektryka decyduje zarówno o stabilności fazy, jak i o tłumieniu wnoszonym:

• Politetrafluoroetylen (PTFE) oferta wyjątkowej spójności fazowej (±0,5°), kluczowej dla kalibracji massive MIMO i czasowo-wrażliwych łączy fronthaul, choć zwiększa koszt o ok. 35%
• Piankowy polietylen (PE) osiąga niższe tłumienie wnoszone (0,15 dB/m przy 40 GHz), ale wykazuje większą rozszerzalność termiczną – wymagającą kompensacji długości w środowiskach o zmiennej temperaturze

Operatorzy stosują PTFE tam, gdzie integralność sygnału jest bezkompromisowa (np. interfejsy anten aktywnych), oraz piankowy PE tam, gdzie wystarczają efektywność kosztowa i umiarkowana stabilność (np. skokowe łącza warstwy dostępowej). Optymalizowane hybrydowe dielektryki zapewniają obecnie 99,7% spójności synchronizacji czasu w sieciach 5G NR bez dodatkowych kosztów.

Zyski wydajności dzięki niestandardowym kablowi RF typu koaksjalny w sieciach wysokiej częstotliwości

Redukcja tłumienia wnoszonego i spójność fazowa w pasmach 600 MHz–40 GHz

Dedykowane przewody koaksjalne RF pomagają minimalizować straty sygnału w sieciach 5G i mmWave dzięki starannie zaprojektowanym kształtom przewodników, lepszym rozwiązaniom ekranowania oraz ulepszonym materiałom izolacyjnym. Zgodnie ze standardami IEC 61196-1 z 2023 roku te ulepszenia mogą faktycznie obniżyć tłumienie wnoszone o około 0,3 dB na metr w zakresie częstotliwości od 24 do 40 GHz. Oznacza to, że operatorzy sieci mogą nie potrzebować tylu wzmacniaczy sygnału ani powielaczy w przyszłości, jednocześnie utrzymując czystość kształtów fal. Co ważniejsze, przewody te zachowują stabilność fazową na poziomie około pół stopnia w różnych częstotliwościach i temperaturach. Taka wydajność umożliwia realizację spójnych operacji MIMO nawet w przypadku trudnych odbić sygnału w gęsto zabudowanych obszarzach miejskich, gdzie budynki odbijają sygnały we wszystkie strony.

Precyzyjna personalizacja długości w celu zoptymalizowania opóźnienia sygnału w systemach anten MIMO oraz formowania wiązki

Dokładne dobranie długości kabli aż do milimetra ma ogromne znaczenie przy synchronizacji aktywnych systemów antenowych (AAS) i tych układów formowania wiązki. W czym problem z kablami standardowymi? Powodują one rozbieżności czasowe przekraczające 15 pikosekund, co może spowodować odchylenie wiązki o około 4,5 stopnia przy częstotliwości 28 GHz. Dlatego wielu inżynierów coraz częściej sięga po zestawy kabli dopasowane fazowo. Te specjalistyczne rozwiązania eliminują problemy z niezgodnościami i pozwalają sygnałom poprawnie się łączyć, zapewniając wysoką wzmocnienie wymagane w dzisiejszych połączeniach mmWave. Analiza rzeczywistych instalacji wykazała, że operatorzy odnotowali spadek strat połączeń o około 20–25%, gdy używali tych uprzednio dostrojonych konfiguracji massive MIMO. W przypadku systemów z rozproszonymi komponentami, takimi jak zdalne głowice radiowe (RRH), kluczowe staje się stosowanie skokowych kabli o spójnej długości elektrycznej w całym układzie. Ta spójność pomaga utrzymać przewidywalne poziomy opóźnień, co jest absolutnie konieczne do spełnienia standardów CPRI/eCPRI oraz zapewnienia deterministycznego zachowania sieci pod obciążeniem.

Zgodność i niezawodność: spełnianie wymagań operacyjnych technologii 5G, LTE oraz AAS/RRH

W przypadku niestandardowych kabli RF koaksjalnych chodzi o spełnianie wymagań wykraczających poza podstawowe normy, a nie tylko minimalne standardy. Te kable spełniają ważne specyfikacje, takie jak 3GPP Release 16 dla sieci 5G, standard IEEE 1595 dotyczące ochrony przed uderzeniami piorunów oraz ETSI EN 301 489-1 dotyczący zgodności elektromagnetycznej. Testy w warunkach rzeczywistych wskazują, że kable niespełniające tych standardów mogą degradować sygnały nawet o około 30% więcej w zakresie częstotliwości mmWave, co znacząco wpływa na jakość usług. Głównym problemem tanich kabli są problemy z pasywną intermodulacją (PIM), które często prowadzą do awarii wież komórkowych. Dlatego wysokiej jakości niestandardowe rozwiązania wykorzystują materiały stabilne w czasie, odporne na korozję i utrzymujące wahania fazy w wąskich granicach (zakres temperatur od -40°C do 85°C). Gdy producenci testują te fabrycznie montowane kable pod kątem zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i PIM, osiągają zazwyczaj prawie idealne współczynniki niezawodności wynoszące 99,999% czasu działania. Ponadto firmy oszczędzają około 18% na kosztach konserwacji w porównaniu z użytkowaniem gotowych rozwiązań, gdy w polu zaczynają się pojawiać problemy.

Strategiczne zalety niestandardowych kabli koncentrycznych RF dla operatorów telekomunikacyjnych

Przyspieszone wdrożenie i zmniejszone ryzyko integracji dzięki wstępnie zwalidowanym niestandardowym zestawom kabli koncentrycznych RF

W przypadku niestandardowych zestawów przychodzą one z wyprzedzeniem zweryfikowane i przetestowane pod kątem takich parametrów jak stabilność impedancji, wydajność PIM poniżej -165 dBc oraz spójne tłumienie w zakresie ±0,5 dB w różnych temperaturach. Oznacza to koniec marnowania godzin na miejscu dla żmudnych sprawdzeń terenowych. Testy przeprowadzone już na poziomie fabrycznym sprawiają, że te komponenty działają od razu po wyjęciu z opakowania z antenami MIMO, zdalnymi głowicami radiowymi oraz aktywnymi systemami antenowymi. Badania terenowe wykazują, że może to skrócić czas wdrożenia o około 40%, co jest imponujące przy rzeczywistych uruchomieniach sieci. Operatorzy sieci oszczędzają pieniądze, ponieważ nie muszą zajmować się kosztownymi pracami poprawkowymi, wielokrotnym wspinaniem się na wieże czy pełną rekalibracją systemów, do których niestety często dochodzi przy użyciu standardowych kabli cierpiących na problemy z impedancją lub związane z temperaturą. To, co kiedyś było problemem dla integratorów, stało się teraz czynnikiem przyspieszającym i taniocejącym realizację projektów.

Często zadawane pytania

Jaka jest główna zaleta stosowania niestandardowych kabli koncentrycznych RF w sieciach telekomunikacyjnych?

Główna zaleta polega na ich zdolności do zmniejszania strat sygnału, poprawy spójności fazy oraz zapewnienia niezawodności przy różnych częstotliwościach i warunkach środowiskowych, co czyni je idealnym wyborem dla wymagających zastosowań telekomunikacyjnych.

W jaki sposób niestandardowe kable koncentryczne RF poprawiają wydajność sieci w warunkach wysokich częstotliwości?

Są projektowane tak, aby minimalizować straty wnoszone i poprawiać stabilność fazy, co jest kluczowe dla spójnych operacji MIMO oraz efektywnego formowania wiązek w warunkach wysokich częstotliwości, takich jak w sieciach 5G i mmWave.

Dlaczego wybór dielektryka jest ważny w kablowych przewodach RF?

Materiały dielektryczne wpływają na stabilność fazy i straty wnoszone. PTFE oferuje wyjątkową spójność fazy, podczas gdy piankowy PE zapewnia niższe straty wnoszone; oba są ważne w zależności od potrzeb aplikacji.

W jaki sposób kable niestandardowe przyczyniają się do skrócenia czasu wdrożeń?

Dostosowane kable przetestowane fabrycznie i wstępnie zweryfikowane minimalizują potrzebę dostosowań na miejscu, znacznie skracając czas wdrożenia oraz zmniejszając ryzyko problemów z integracją.