Блог

Основные международные стандарты, регулирующие соответствие ВЧ-разъемов

Серия IEC 61169: Определение совместимости, размеров и электрических характеристик

Серия стандартов IEC 61169 стала основным справочным материалом во всём мире, когда речь идёт о ВЧ-разъёмах. Эти стандарты обеспечивают одинаковые размеры всех разъёмов, стабильные электрические характеристики и совместимость между продуктами различных производителей. Спецификации охватывают несколько важных параметров, таких как стабильность импеданса (обычно около 50 Ом), коэффициент стоячей волны напряжения, потери при вставке и даже частоты до 40 ГГц. В области телекоммуникаций эти спецификации особенно важны, поскольку они влияют как на качество передаваемых сигналов, так и на эффективность работы систем. Например, разъёмы, соответствующие стандарту IEC 61169-4, могут поддерживать КСВН ниже 1,25 вплоть до 11 ГГц, что делает их идеальными для надёжной работы в диапазоне 5G sub-6 ГГц. Производители подвергают компоненты строгому тестированию в соответствии с этими стандартами, чтобы убедиться в их работоспособности в реальных условиях. Именно поэтому соблюдение этих руководящих принципов — это не просто хорошая практика, а практически необходимое условие для международного признания оборудования.

ETSI EN 300 019 & GR-3108: Эксплуатационные условия для развертывания СВЧ-разъемов телекоммуникационного класса

Стандарт ETSI EN 300 019, регулирующий экологические условия для телекоммуникационного оборудования, в сочетании с Telcordia GR-3108, который конкретно рассматривает надёжность ВЧ-разъёмов, определяет требования, которым должна соответствовать наружная телекоммуникационная инфраструктура. Эти стандарты требуют, чтобы оборудование стабильно работало даже при колебаниях температуры от минус 40 градусов Цельсия до плюс 85 градусов, выдерживало высокую влажность, воздействие солёного тумана, механические вибрации от ветра и движения транспорта, а также имело защиту от пыли и проникновения воды как минимум по классу IP67. Что касается разъёмов, производители обязаны доказать, что они способны выдержать не менее десяти тысяч циклов соединения без каких-либо признаков износа, а также сохранять стабильные электрические характеристики после прохождения ускоренных испытаний на старение. Такая повышенная прочность — это не просто преимущество, она абсолютно необходима. Без неё мы столкнулись бы с увеличением числа отказов в полевых условиях, что привело бы к сбоям сетей, росту расходов на ремонт и затруднило бы выполнение отраслевого требования по эксплуатации базовых станций более двух десятилетий.

Ведущие семейства радиочастотных разъемов, соответствующих требованиям телекоммуникаций, и их применение

Разъемы типа N: сертифицированы по стандарту IEC 61169-4 для макросотовых базовых станций (DC–11 ГГц, варианты с защитой IP67)

Разъемы типа N, сертифицированные по стандарту IEC 61169-4, стали необходимым компонентом при установке макросотовых базовых станций. Резьбовая конструкция обеспечивает отличную механическую устойчивость, что особенно важно в условиях высокой вибрации на крышах и вышках, где монтируются радиооборудования. Эти разъемы работают в диапазоне частот от постоянного тока до 11 ГГц и оснащаются уплотнениями класса IP67, которые сохраняют стабильность сигнала даже в сложных погодных условиях и при длительной эксплуатации. Результаты реальных испытаний показывают, что коэффициент стоячей волны напряжения остается ниже отметки 1,25 после примерно 5000 циклов подключения. Это имеет большое значение, поскольку поддержание низкого уровня паразитных интермодуляционных искажений (PIM) становится критически важным по мере увеличения плотности сетей как в системах 4G/LTE, так и в новых 5G-сетях в диапазоне ниже 6 ГГц.

7/16 DIN разъемы: соответствуют стандарту IEC 61169-12 для высокомощных фидеров 5G-башен (КСВН <1,22, более 10 тыс. циклов сопряжения)

Разъём 7/16 DIN был разработан специально для передачи высокой мощности через макросетевые фидерные системы. Эти разъёмы соответствуют стандарту IEC 61169-12 и способны непрерывно работать с мощностью свыше 150 ватт, сохраняя очень низкий коэффициент стоячей волны напряжения ниже 1,22 даже на частотах, близких к диапазонам миллиметровых волн. Особенностью этих разъёмов является большая площадь контакта в сочетании с прочной конструкцией из нержавеющей стали. Такая конструкция обеспечивает устойчивость к коррозии в соответствии с требованиями ETSI EN 300 019 класса 3.1 и допускает более 10 000 циклов подключения до замены, что означает необходимость технического обслуживания вышек в три раза реже обычного. Благодаря этим характеристикам инженеры по всей отрасли предпочитают использовать разъёмы 7/16 DIN в системах «оптика-до-антенны» и в конфигурациях massive MIMO, где особенно важны эффективное охлаждение и долговечность компонентов без сбоев в работе на протяжении многих лет.

Почему распространенные ВЧ-разъемы, такие как BNC и SMA, не соответствуют требованиям телекоммуникационных стандартов

Ограничения BNC: предел полосы пропускания 4 ГГц и отсутствие сертификации по стандарту IEC 61169-8 для внешней телекоммуникационной инфраструктуры

BNC-разъёмы не справляются с требованиями современной телекоммуникационной инфраструктуры. Их максимальная частота ограничена 4 ГГц, поэтому такие устаревшие разъёмы не могут работать с полосами 5G, достигающими 6 ГГц и выше в более новых версиях. Кроме того, механизм фиксации с помощью байонетного соединения недостаточно надёжен. Что происходит? При постоянной вибрации от ветра они склонны расшатываться, что приводит к неприятным перебоям сигнала. И вот ещё одна проблема, о которой никто не любит говорить, но которая очень важна: ни один из типов BNC фактически не соответствует стандарту IEC 61169-8 для наружных телекоммуникационных применений. Почему? Потому что они просто недостаточно герметичны против проникновения воды (их рейтинг ниже IP67) и не обеспечивают надлежащей защиты от ржавчины и коррозии. Полевые инженеры сталкивались с этим на практике. После примерно 18 месяцев работы на реальных базовых станциях BNC-соединения выходят из строя примерно на 30% чаще по сравнению с разъёмами, имеющими соответствующие сертификационные обозначения.

Ограничения SMA: отсутствие устойчивости к внешним воздействиям и отсутствие сертификации ETSI EN 300 019 класса 3.1 для развертывания в полевых условиях

SMA-разъёмы могут работать на частотах до 18 ГГц, но есть одно «но». Небольшой размер достигается за счёт снижения устойчивости к агрессивным условиям окружающей среды. При установке этих разъёмов очень важно обеспечить правильный момент затяжки, чтобы гарантировать надёжное уплотнение. На практике специалисты часто сталкиваются с трудностями, и исследования показывают, что примерно в 35 процентах случаев разъёмы недостаточно затянуты. В таких случаях вероятность проникновения воды возрастает примерно на 40 процентов. Ещё хуже то, что ни один из SMA-разъёмов, представленных сегодня на рынке, не прошёл испытания по стандарту ETSI EN 300 019 Class 3.1 на воздействие экстремальных температур, морской воды или резких перепадов температур. Это означает, что они просто не обеспечивают надёжную работу в условиях побережий, пустынь или при длительном воздействии прямых солнечных лучей. Поскольку телекоммуникационным компаниям требуется оборудование, способное работать в любых погодных условиях и поддерживать практически идеальную эксплуатацию (речь идёт о времени безотказной работы 99,999 %), SMA-разъёмы не подходят для применения в критически важной инфраструктуре.

Обеспечение подтвержденного соответствия ВЧ-разъемов: тестирование, сертификация и документация

Сертификация третьей стороной (UL, TÜV SÜD) по сравнению с декларированием собственной продукции: последствия для глобальных телекоммуникационных закупок

Когда речь заходит о закупках телекоммуникационного оборудования, реальное соответствие требованиям важнее, чем заявления на бумаге. Получение сторонних сертификатов типового одобрения от признанных организаций, таких как UL или TUV SUD, даёт достоверное подтверждение того, что продукция соответствует стандартам, например IEC 61169 и ETSI EN 300 019. Процесс сертификации включает подробные отчёты об испытаниях, охватывающие такие параметры, как способность компонентов работать при экстремальных температурах от минус 40 градусов Цельсия до плюс 85 градусов, их устойчивость к тысячам циклов соединения, производительность по коэффициенту стоячей волны напряжения, а также сопротивление различным внешним воздействиям, включая воздействие соляного тумана и испытания на водонепроницаемость по классу IP67. В противоположность этому, когда поставщики самостоятельно декларируют соответствие через документы SDoC, они фактически полагаются только на собственные внутренние испытания, которые не имеют большого веса у регулирующих органов. Недавние аудиты в 2023 году показали, что разъёмы, основанные исключительно на SDoC, имели примерно в три раза более высокий уровень отказов на местах установки по сравнению с теми, которые имеют надлежащие сторонние сертификаты. По мере того как компании активизируют развертывание сетей 5G по всему миру, наличие четкой документации становится необходимым. Отделам закупок требуется доступ к техническим характеристикам материалов, сводным результатам испытаний и информации, позволяющей проследить происхождение конкретных производственных партий, чтобы ускорить международную сертификацию и снизить риски в сложных цепочках поставок.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое серия IEC 61169?

Серия IEC 61169 — это набор стандартов, определяющих размеры, взаимозаменяемость и электрические характеристики ВЧ-разъёмов для обеспечения согласованности и надёжности по всему миру.

Почему разъёмы типа N важны для телекоммуникационных применений?

Разъёмы типа N, сертифицированные по IEC 61169-4, необходимы для установки макросотовых базовых станций благодаря отличной механической устойчивости и уплотнениям с рейтингом IP67, что делает их пригодными для условий сильной вибрации и суровой погоды.

Что делает разъёмы 7/16 DIN уникальными?

разъёмы 7/16 DIN предназначены для высокомощных линий питания 5G-башен, имеют большие контактные площади, прочную конструкцию и соответствуют стандарту IEC 61169-12. Они отлично справляются с высокой мощностью и требуют менее частого технического обслуживания.

Каковы ограничения разъёмов BNC и SMA в телекоммуникациях?

Разъемы BNC непригодны для телекоммуникаций из-за ограничения полосы пропускания в 4 ГГц и недостаточной защиты от внешних воздействий, в то время как разъемы SMA недостаточно надежны для эксплуатации в жестких условиях и не соответствуют необходимым стандартам для развертывания на местах.

Как влияет наличие стороннего одобрения на закупки в телекоммуникационной отрасли?

Сторонние одобрения от таких организаций, как UL или TUV SUD, подтверждают соответствие ВЧ-разъёмов международным стандартам, снижают вероятность отказов и обеспечивают надёжность телекоммуникационной инфраструктуры по сравнению с самодекларированным соответствием.