Blog

Cabos Coaxiais de Alimentação RF: Desempenho de Baixa Perda para Conectividade em Sites Macro

Por que os Cabos Coaxiais de Alimentação Corrugados 7/8” e 1-1/4” Dominam Implantações Macro de Alta Potência em 4G/5G

Para sites de células macro de alta potência, especialmente aqueles que lidam com 4G LTE e 5G NR em frequências médias ao redor de 3,5 GHz, cabos coaxiais corrugados de maior diâmetro para alimentação tornaram-se praticamente padrão. Ao operar nesta faixa de frequência específica, os cabos de 7/8 de polegada reduzem a perda de sinal em cerca de 40 por cento em comparação com as opções regulares de meia polegada. Ao usar versões de 1-1/4 de polegada, as perdas diminuem mais um quarto aproximadamente. Esse tipo de desempenho é muito importante ao transmitir sinais verticalmente por distâncias superiores a 30 metros, o que acontece frequentemente com equipamentos montados em torres. A blindagem de cobre nesses cabos bloqueia mais de 90 dB de interferência eletromagnética, fazendo com que funcionem bem mesmo onde há muita atividade sem fio ocorrendo nas proximidades. O design especial corrugado ajuda a suportar o acúmulo de calor proveniente de transmissões contínuas acima de 100 watts, evitando que o cabo altere suas propriedades elétricas e comprometa a qualidade do sinal. Esses cabos apresentam consistentemente baixa perda de sinal, inferior a 3 dB por 100 metros a 3,5 GHz, além de serem suficientemente resistentes para suportar manuseio pesado e manter sua impedância de 50 ohms. Relatórios da indústria de 2023 indicam que aproximadamente três quartos de toda a infraestrutura macro 5G em todo o mundo dependem desse tipo de solução de cabeamento, segundo pesquisas realizadas pela Associação Global de Infraestrutura Móvel.

Cobre vs. Dielétrico de Espuma-PE: Compromissos na Atenuação, PIM e Estabilidade Térmica em 3,5 GHz NR

A seleção do material dielétrico define fundamentalmente o comportamento do cabo de alimentação em 3,5 GHz — a banda principal para capacidade 5G NR em frequência média. Embora tanto o dielétrico de cobre maciço quanto o de polietileno expandido (espuma-PE) atendam às especificações IEC 61196-1, seus compromissos operacionais exigem decisões deliberadas em nível de sistema:

Os dielétricos de cobre proporcionam excelente atenuação de sinal, o que os torna ideais para aplicações de alimentadores verticais longos. No entanto, há uma desvantagem em relação aos níveis de PIM próximos a -155 dBc, especialmente quando submetidos a tensões mecânicas ou vibrações. Os materiais em espuma de polietileno (PE), por outro lado, podem reduzir o PIM para aproximadamente -165 dBc, graças às suas interfaces uniformes e menor não linearidade nas interfaces. Contudo, esses materiais tendem a absorver umidade mais rapidamente em ambientes úmidos e costumam apresentar alterações na constante dielétrica quando as temperaturas ultrapassam 65 graus Celsius, o que afeta a estabilidade de fase, particularmente em caixas externas sujeitas a variações térmicas. Ao decidir entre as opções, os engenheiros precisam considerar as condições específicas do local. O cobre é a melhor opção para instalações em torres altas com cabos de comprimento extenso e grandes flutuações de temperatura. A espuma de PE torna-se a escolha preferida para instalações mais curtas e sensíveis a vibrações, especialmente em sistemas multibanda onde alcançar níveis ultra baixos de PIM é absolutamente essencial para o funcionamento adequado.

PIM-Critical Design: Garantindo a Integridade do Sinal em Sistemas de Cabos Alimentadores Multi-Banda 4G/5G

Atendendo ao Limite de -165 dBc de PIM: Práticas Recomendadas para Materiais, Conectores e Montagem

Manter os níveis de intermodulação passiva (PIM) abaixo de -165 dBc é muito importante para obter uma boa eficiência espectral em redes multibanda 4G/5G. Se o PIM ultrapassar esse valor, a capacidade da rede diminui cerca de 20% em áreas com muitos usuários, porque aqueles incômodos sinais de intermodulação de terceira ordem começam a interferir nas bandas de recepção. Os melhores sistemas de alimentação enfrentam esse problema usando três abordagens principais. Em primeiro lugar, utilizam condutores de cobre livre de oxigênio, que reduzem problemas de corrente não linear. Em seguida, empregam conectores por compressão em vez de soldados, já que pequenos espaços entre as juntas soldadas podem comprometer seriamente o desempenho do PIM, representando uma vantagem de cerca de 30 dBc na maioria dos casos. Por fim, o controle adequado do torque de montagem, dentro de ±10% do valor especificado, ajuda a prevenir distorções causadas por tensões mecânicas nos pontos de conexão. Analisando as especificações 3GPP TR 38.811 para componentes RF, os engenheiros também precisam prestar atenção a aspectos como padrões de corrugação helicoidal e materiais dielétricos uniformes. Esses fatores fazem toda a diferença para manter boas características de PIM mesmo quando há flutuações de temperatura ou múltiplas bandas de frequência ativas simultaneamente.

Modos Reais de Falha no PIM: Corrosão, Variação de Torque e Distorção Induzida por Microfolga

Os testes de campo descobriram três causas principais por trás das falhas do PIM nos sistemas de alimentação ativa em várias implantações. O maior problema provém da corrosão atmosférica, particularmente quando os cloretos causam oxidação nos pontos de ligação. Isto cria junções não-lineares que podem aumentar os níveis de distorção do sinal em até 15 dBc em áreas próximas de costas ou locais industriais. Outro problema comum é o torque de instalação inadequado, levando a uma resistência de contato inconsistente. Quando isto acontece, vemos fugas de RF e redução do débito de dados que muitas vezes coincide com métricas estranhas de desempenho da rede. Talvez o problema mais complicado envolva pequenas lacunas (menos de 0,1 mm) entre condutores e materiais isolantes, ou entre pinos de conector e suas tomadas. Estes espaços pequenos agem como diodos indesejados quando expostos a sinais de RF fortes, criando interferências de intermodulação generalizadas. Os dados do último estudo de fiabilidade de campo da Ericsson mostram que estes três problemas combinados são responsáveis por mais de 20% das perdas de capacidade relacionadas com o PIM nas torres de telefonia celular baseadas em cidades. Para combater esses problemas, os operadores normalmente implementam pressurização de nitrogênio para conectores externos, usam texturagem a laser em superfícies de acoplamento para criar melhor contato e incorporam verificadores automáticos de binário durante os procedimentos iniciais de configuração.

Alternativas de Cabo Alimentador de Fibra Óptica para Implantações de Alta Densidade e Preparadas para o Futuro

Cabos Alimentadores de Fibra Insensíveis à Curvatura para Micro Estações Base Internas e Locais Urbanos Compactos

Micro estações base internas, sistemas DAS e aquelas pequenas células urbanas compactas enfrentam todos desafios relacionados a limitações de espaço e desempenho do sinal. É aí que entram os cabos alimentadores de fibra insensíveis à curvatura (BIF), resolvendo muitos desses problemas típicos das soluções coaxiais tradicionais. A tecnologia BIF reduz efetivamente o raio mínimo de curvatura para cerca de 5 mm, o que representa aproximadamente 70% a mais em relação à fibra monomodo convencional. Isso faz uma grande diferença na instalação de equipamentos em espaços apertados, como shafts de elevadores, passagem de cabos por trás de paredes ou mesmo em ambientes corporativos congestionados com mobiliário. E o melhor? As perdas de sinal permanecem bem abaixo do limite crítico de 0,1 dB durante todas essas manipulações.

As principais vantagens incluem:

• Otimização de Espaço : Núcleos BIF de 250 µm permitem diâmetros de cabo 40% menores em comparação com designs padrão — essencial para a modernização de edifícios antigos
• Confiabilidade : Mantém atenuação <0,5 dB/km após mais de 100 ciclos de dobragem acentuada, conforme protocolos de teste ITU-T G.657.A1
• Conformidade com a segurança : Revestimento livre de halogéneos e com baixa emissão de fumaça (LSZH) cumpre as normas de segurança contra incêndio IEC 61034 e UL 1666 para uso interno

Os cabos de alimentação BIF funcionam com multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) até 1625 nm, o que significa que se integrarão perfeitamente aos futuros sistemas de pré-acesso 5G-Advanced e até mesmo 6G. Os cabos são construídos para resistir a forças de esmagamento superiores a 400 N/cm, conforme testes segundo as normas IEC 60794-1-2 E3, demonstrando excelente desempenho em áreas urbanas movimentadas com intenso tráfego de pedestres. Esses cabos não desenvolvem microfissuras provocadas por dobramentos, que frequentemente causam problemas, reduzindo em cerca de 35% a frequência com que os técnicos precisam realizar manutenções em comparação com outras opções. Além disso, conectam-se facilmente, sem grandes dificuldades, às instalações mistas de cobre e fibra já existentes na maioria das empresas e cidades.

Perguntas Frequentes

Quais são as principais vantagens do uso de cabos coaxiais de alimentação de 7/8" e 1-1/4" em implantações 4G/5G?

As principais vantagens incluem redução de perda de sinal em 40% ou mais, excelente blindagem contra interferência eletromagnética e a capacidade de suportar acúmulo de calor proveniente de transmissões contínuas acima de 100 watts.

Como os dielétricos de cobre sólido e de PE espumado diferem em termos de desempenho?

Os dielétricos de cobre sólido proporcionam excelente atenuação de sinal, mas podem apresentar níveis mais altos de PIM sob tensão mecânica. Os dielétricos de PE espumado oferecem menor PIM, mas podem ter problemas relacionados à temperatura e umidade.

O que causa falhas de PIM em sistemas de alimentação?

As falhas de PIM são frequentemente causadas por corrosão atmosférica, torque incorreto de instalação e distorções induzidas por microgaps. Isso resulta em aumento da distorção do sinal e redução da capacidade da rede.

Por que alguém escolheria cabos de fibra insensíveis à curvatura em vez de cabos coaxiais tradicionais?

Os cabos de fibra insensíveis à curvatura oferecem maior flexibilidade para espaços apertados, mantêm baixas perdas de sinal e atendem aos padrões de segurança contra incêndio, tornando-os altamente adequados para implantações internas.