Blog

Разумевање РФ фидер каблова: основне функције и типови

Шта су РФ фидер каблови и како функционишу у ћелијским мрежама?

RF каблови преносе радио фреквенцијске сигнале напред-назад између важних делова мобилних мрежа, као што су антене и јединице базног појачања. Већина коаксијалних конструкција има четири главна дела у себи – почињући од бакарног жице у центру, затим омотаног материјалом званом диелектрик који делује као изолација. Око тога се налази метални екран који спречава непожељне сметње, све заштићено спољашњим омотачем од физичких оштећења. Део са екранирањем је прилично критичан јер спречава електромагнетску буку да омета рад, док диелектрик помаже да све ради глатко одржавајући одговарајуће електричне особине. Када конкретно говоримо о 5G, ови каблови са ниским губицима постају апсолутно неопходни јер морају да обраде те веома високе фреквенције милиметарског таласа без превеликог губитка јачине сигнала на путу.

Уобичајени типови коаксијалних каблова: RG против LMR серије

Телекомуникациони оператори углавном користе два типа коаксијалних фидер каблова:

Сериес	Atenuacija (dB/100ft @ 2GHz)	Primer upotrebe
Rg	6.8–9.1	Kratkodistancijske unutrašnje veze
LMR	2.2–3.7	Postavljanja niskih gubitaka na otvorenom

LMR kablovi nude približno 23% niže gubitke signala na visokim frekvencijama u odnosu na standardne RG varijante, što ih čini pogodnijim za 5G makro lokacije koje zahtevaju duge kablove preko 100 stopa.

Objašnjenje impedanse: 50 Oma naspram 75 Oma u telekomunikacionim aplikacijama

Када постоји неусаглашеност импедансе у систему, сигнали се одбијају назад уместо да се правилно преносе, због чега се наруша ефикасност рада мрежа. Већина људи који раде у емитовању ТВ-сигнала и даље користи каблове од 75 ома јер добро функционишу за ту примену. Али када је реч о базним станицама и другој бежичкој инфраструктури, скоро сви данас преферирају каблове од 50 ома. Они подносе много већу снагу у односу на своје 75 ом варијанте, понекад чак и до 5 киловата, губећи при томе мање снаге сигнала на путу. Према недавном извештају из индустрије из почетка 2024. године, око 9 од сваких 10 телекомуникационих компанија инсталирају каблове од 50 ома између антена и удаљених радио јединица (RRU). Ова предност има смисла узимајући у обзир захтеве модерних ћелијских мрежа.

Смањивање атенуације сигнала: дужина и дебљина кабла, и губици услед фреквенције

Како губици сигнала расту са удаљености и фреквенцијом

Док сигнали путују дуже и раде на вишим фреквенцијама, природно губе јачину. Пад обично износи између 0,2 и 1,5 dB по сваких 100 стопа кабла, мада то варира у зависности од врсте кабла и опсега фреквенција у ком ради. Узмимо 900 MHz, на пример — обични стари коаксијални каблови имаће пад сигнала од око 11 dB након само 100 стопа, док ови новији, такозвани нискогубитни каблови, смањују тај губитак на око 8 dB. Ствари се погоршавају када пређемо на више фреквенције. Погледајте 5G који ради на 3,5 GHz опсегу у поређењу са старијим 4G сигналима испод 2 GHz — новија технологија доживљава скоро 2,5 пута већи губитак сигнала. Заправо, постоје два различита начина на која се ови губици понашају. Када говоримо о дужини кабла, сигнал слаби у директној пропорцији са растојањем које прелази. Али фреквенција функционише другачије — није само малчице лошије, већ се експоненцијално погоршава како се вредност повећава. Тако да ако неко покуша да удвостручи дужину кабла, удвостручиће и губитак сигнала. А заборавите на повећање те дужине много више од тога без озбиљних проблема са сигналом.

Балансирање пречника кабла и атенуације за оптималне перформансе

Каблови већег пречника смањују атенуацију, али повећавају чврстоћу и трошкове. На пример, кабл пречника 0,5 инча смањује губитак сигнала за 40% у односу на верзију са 0,25 инча на 3 GHz. Међутим, дебљи каблови теже се уводе у ограничене просторе. Корисници често процењују компромисе користећи следеће критеријуме:

Prečnik (u inčima)	Оцена флексибилности	Атенуација на 3 GHz (dB/100ft)
0.25	Visok	6.8
0.5	Умерено	4.1
0.75	Nizak	2.9

Карактеристике губитака зависне од фреквенције у 4G и 5G опсезима

Савремена мрежна инфраструктура мора да обради сигнале у широком фреквенцијском спектру, од 600 MHz па све до 40 GHz. Старија 4G LTE технологија која ради између 700 и 2600 MHz генерално доживљава ослабљење сигнала од око 3 до 8 dB на сваких 100 стопа када се користе обични каблови. Ситуација постаје компликованија код новијих технологија. 5G средњи опсег на 3,5 GHz сусреће се са знатно већим губицима, који понекад достигну 12 dB на истој удаљености. А затим постоје и високе фреквенције милиметарског таласа у опсегу од 24 до 40 GHz које апсолутно захтевају специјалне ултра нискогубне каблове како би се јачина сигнала задржала изнад опасних нивоа пада од 15 dB. Ове разлике имају велики значај за одлуке у стварном спровођењу.

Препоручене праксе за смањење ослабљења сигнала у фидер кабловима

1. Смањите дужину каблова : Смањењем дужине за 50 стопа може се смањити губитак сигнала за 30–55%, у зависности од фреквенције
2. Користите предвиђене каблове са везовима : Фабрички завршени склопови минимизирају ризик од пасивне интермодулације (PIM) током инсталације на терену
3. Избегавајте оштре савијања : Одржавајте полупречник савијања једнак или већи од 10× пречника кабла како бисте спречили поремећај импедансе
4. Бирајте материјале са ниским губицима : Језгра са пеном као диелектриком обезбеђују 18–22% боље перформансе на високим фреквенцијама у односу на чврсти полиетилен

Усклађивањем спецификација каблова са удаљеностом дистрибуције, фреквенцијом и условима средине, оператери могу смањити прекиде због атенуације до 67%, истовремено одржавајући SNR (однос сигнал-шум) изнад радних граница

Обезбеђивање компатибилности фреквенције и опсега за модерне мреже

Подршка за 4G LTE и 5G NR: Захтеви за опсегом фреквенција

Данашње комуникационе мреже имају потребу за фидер кабловима који могу да обраде опсеге учестаности 4G LTE-а од 700 до 2600 MHz као и новије 5G NR сигнале који иду све до 7,125 GHz. Разматрајући различите делове спектра, опсег испод 6 GHz остаје веома важан за постизање баланса између добре покривености и довољне капацитете података. Затим постоје и милиметарски таласни опсези између 24 и 47 GHz који захтевају специјалне каблове са готово никаквим губицима сигнала, јер најбоље функционишу на краћим растојањима али нуде огромни потенцијал пропусног опсега. За операторе мрежа који покушавају да прате стално промењиве захтеве, има смисла користити каблове који подржавају више опсега учестаности, јер им то омогућава да искористе максимум доступних спектралних ресурса док се инфраструктура настави развијати током времена.

Захтеви пропусног опсега у телекомуникацијама са високом брзином података

5G канали захтевају пропусни опсег од 100–400 MHz по носећој фреквенцији, што је знатно више од LTE-ових 20 MHz. Да би се очувала верност сигнала, фидер каблови треба да имају VSWR однос испод 1,5:1, минимизирајући рефлексије које би могле да ометају стримовање 4K видео садржаја и масовне IoT податковне токове.

Балансирање подршке за старе мреже и перформанси припремљених за будућност

Оператори морају да одрже компатибилност са постојећим 3G и 4G услугама док се припремају за 5G-Advanced, који циља максималне брзине до 10 Gbps. Фазно стабилни каблови са конзистентним диелектричним својствима осигуравају поуздан рад у мешовитим фреквенцијским срединама, смањујући фазне искривљења у MIMO и beamforming применама.

Процена вишеканалних фидер каблова за флексибилност мреже

Каблови за двопојасне и тропојасне фидере могу смањити трошкове инфраструктуре до 30% у прелазним зонама између руралних и урбаних подручја. Оптимални дизајни омогућавају истовремену трансмисију на 600 MHz (LTE) и 3,5 GHz (5G), са атенуацијом која није већа од 0,3 dB/m на 40°C, осигуравајући ефикасно функционисање под стварним термичким оптерећењем.

Одржавање целине сигнала: Перформансе ПИМ-а и фактори инсталације

Разумевање пасивне интермодулације (ПИМ) у ћелијским системима

Пасивна интермодулација, или скраћено PIM, дешава се када тачке са неленеарним карактеристикама у пасивним компонентама почну да стварају ове досадне хармонијске сигнале које нико не жели. Овај проблем је посебно изражен у 5G мрежама последњих дана. Прелазак на више фреквенције око 3,5 GHz заправо погоршава ствари, узрокујући отприлике 15 до 20 процената више дисторзије него што смо имали са старом 4G технологијом. Техничари на терену приликом уклањања проблема са PIM-ом често наиђу на неколико уобичајених сумњиваца. Корозија конектора је један велики проблем, као и лабава спојница коју нико није добро притегнуо након инсталације. А немојмо занемарити ни каблове који једноставно нису добре усклађени међусобно. Сви ови мали проблеми стварају сметње које уништавају перформансе мреже и с временом смањују укупни капацитет.

Како PIM утиче на капацитет мреже и квалитет позива

Истраживања спроведена на терену током 2023. године показују да, када дође до пасивне интермодулације (PIM) сметњи, пропусни опсег мреже може пасти чак за 40 процената на напуштеним урбаним базним станицама током вршних сати. Када више оператора ради у ограниченим просторима, ови проблеми постају још гори, што доводи до прекида позива и изузетно спорих интернет веза за кориснике. Мрежни оператори који раде са фидер кабловима код којих су PIM мерења изнад -140 dBc обично имају око 30% више тикета службе подршке од корисника који желе на брзије аудио квалитет разговора и нестабилне везе. Ово није само апстрактан проблем за инжењере — директно утиче на корисничка искуства у густо насељеним подручјима.

Одабир и инсталација фидер каблова са ниском интермодулацијом за густе средине

Фидер каблови са ниском интермодулацијом, опремљени конекторима са сребрном плочицом, смањују интермодулацију за 85% у односу на стандардне алуминијумске интерфејсе. Кључне праксе приликом инсталације укључују:

• Zatezanje upravljano momentom (25–30 N·m za N-tip konektore)
• Izbegavanje savijanja užih od 10× prečnik kabla
• Nanosenje antioksidacionog gela na spoljne priključke

U implementacijama 5G miliometarskih talasa, kablovi sa ocenom PIM ≤ -155 dBc poboljšavaju odnos signal/šum za 12 dB, povećavajući efektivni domet pokrivenosti za 18%. Redovno testiranje PIM-a svakih 6–12 meseci pomaže u održavanju usklađenosti sa standardima 3GPP TS 37.145 za kontrolu smetnji.

Otpornost na spoljašnje uticaje i dugoročna pouzdanost napojnih kablova

Izazovi kod spoljne instalacije: UV zračenje, vlaga i ekstremne temperature

Kablove za napajanje koji su ugrađeni napolju moraju da podnesu sve vrste teških uslova. Dugotrajno izlaganje UV svetlosti je veliki problem, često uzrokujući razgradnju polietilenskih omotača za oko 40 posto već nakon pet godina. Zatim postoje ekstremne promene temperature od -40 stepeni Celzijusovih do 85 stepeni Celzijusovih, kao i obilne kiše koje ponekad premašuju 100 milimetara po satu i koje mogu ozbiljno ometati loše brtve na kablovima. Kada se ovi kablove postavljaju duž obale, stvari postaju još gore jer slana magla uzrokuje koroziju. Konektori počinju da otkazuju brže, a signali znatno opadaju ako nisu pravilno zaštićeni od ovog morsko-okolinskog okruženja.

Ključne karakteristike zaštite: otpornost na UV zračenje, zaštita od vode i termička stabilnost

Da bi izdržali teške uslove, savremeni kablove za napajanje uključuju:

• Omotač sa stabilizacijom protiv UV zračenja (testirano prema UL 1581 MW 1100) sa zadržavanjem ≥90% zatezne čvrstoće nakon 3.000 sati izlaganja
• Trostruka zaštita od vode комбинујући технологију сувог језгра са завареним алуминијумским оклопом како би спречили продирање влаге
• Термално стабилни диелектрици одржавање VSWR <1,3:1 у температурном опсегу од -55°C до +125°C

Ове карактеристике обезбеђују сталне електричне перформансе упркос променљивим спољашњим условима.

Индустријски стандарди за издржљиве каблове за напајање намењене коришћењу на отвореном

Усклађеност са Telcordia GR-13-CORE гарантује минимални век трајања од 20 година у захтевним спољашњим условима. Неопходне сертификације укључују:

Standard	Ključni zahtev	Повезаност са кабловима
IEC 60754-1	Емисија дима без халогена	Безбедне инсталације у тунелима/подрумима
EN 50288-7-1	Otpornost na UV/atmosferske uticaje	Излагање директној сунчевој светлости
ETSI EN 302 066	IP68 zaštita od uranjanja	Stanice ćelija podložne poplavama

Često postavljana pitanja o RF kablovima za napajanje

Čemu služe RF kablovi za napajanje?

RF kablovi za napajanje koriste se za prenos radiofrekventnih signala između ključnih komponenti, kao što su antene i jedinice za obradu baza u celularnim mrežama.

Koje vrste koaksijalnih kablova se najčešće koriste u telekomunikacijama?

Telekom operatori uglavnom koriste koaksijalne kablove tipa RG i LMR, pri čemu LMR nudi manje gubitke signala na višim frekvencijama.

Зашто оператери у телекомуникацијама преферирају 50 Ом каблове?

50 Ом каблови су омиљени јер ефикасно преносе већу снагу са мањим губицима сигнала у поређењу са 75 Ом кабловима.

Како пречник кабла утиче на атенуацију сигнала?

Каблови већег пречника смањују атенуацију сигнала, али повећавају чврстоћу и цену, што захтева пажљиву процену компромиса.

Како се може минимизирати деградација сигнала у фидер кабловима?

Деградација сигнала може се минимизирати смањењем дужине кабла, коришћењем предностијално конекторизованих каблова, избегавањем оштрих савијања и бирањем материјала са ниским губицима.

Којим природним изазовима су изложени спољни фидер каблови?

Спољни фидер каблови су изложени изазовима попут УВ зрачења, влажности, екстремних температура и корозије у морским срединама.