Basstationer kräver kablar som upprätthåller signalintegriteten över frekvenser upp till 6 GHz samtidigt som de motstår miljöbelastningar som temperaturförändringar och fukt. Dessa system kräver <20 dB returförlust och en stabil impedans på 50 ohm för att förhindra signalreflektioner, vilket är viktigt för tillförlitlig röst- och dataöverföring i mobilnät.
Den flerlagersdesignen av RF-koaxialkablar kombinerar precisionsledare med avancerade dielektriska material för att balansera flexibilitet och skärmeffektivitet. Till skillnad från stela vågledare anpassar koaxialvarianter sig till snäva böjar i torninstallationer samtidigt som de levererar <0,3 dB/m dämpning vid 3,5 GHz, vilket uppfyller kritiska prestandakrav för 5G NR-utbyggnader.
Operatörer rapporterade 38 % färre besök på plats när de använde dubbel-skärmade RF-koaxialkablar i mmWave-small cells under fältförsök 2023. Denna förbättrade tillförlitlighet kommer från innovationer såsom skumplastinjicerade dielektrika, vilka hjälper till att minimera latenshöjningar under maximal trafikbelastning.
| Kriterium | Med en bredd av högst 15 mm | Vågledare | Fiber |
|---|---|---|---|
| Monteringskostnad | $12/m | $45/m | $28/m |
| Frekvensområde | DC 110 GHz | 1 100 GHz | Ej tillämpligt (ljusbaserat) |
| Väderbeständighet | Hög | Moderat | Låg |
| Koaxialkablar dominerar anslutningar på sista milen på grund av deras kostnads- till prestandaförhållande i RF-miljöer, särskilt där metalliska kanaler redan finns. Även om fiber är överlägsen i backhaul-tillämpningar gör dess känslighet för kontaktoxidation att koaxialkabel fortfarande föredras för länkar mot antenn. |
RF-koaxialkablar lider av signalförlust främst på grund av tre saker. För det första finns dielektrisk absorption där cirka 0,8 till 1,5 procent av energin förloras i de vanliga skum-PE-materialen. Sedan har vi ledarmotståndet, som faktiskt kan ta bort upp till 25 % av signalstyrkan i flätade kopparkablar. Och slutligen leder dålig skärmning också till utstrålningsförluster. En ny rapport från Telecommunications Standards Institute visade dock något intressant. Deras forskning från 2023 visade att moderna högfrekventa basstationer som arbetar mellan 3,5 och 28 GHz försämrar signaler ungefär 23 % snabbare jämfört med äldre system under 6 GHz när alla dessa faktorer kombineras. Detta är mycket viktigt för nätverksoperatörer som försöker bibehålla kvalitetsanslutningar över olika frekvenser.
Standard RF-koaxialkablar tenderar att förlora signalstyrka i en takt av cirka 18 % per GHz ökning i frekvens. De flesta vanliga modeller förlorar mer än 3 dB efter bara 100 fot vid drift på 6 GHz-frekvenser. Vid lägre frekvenser ser det bättre ut, där signaler under 1 GHz typiskt upplever mindre än en halv decibel förlust över samma sträcka. För att bekämpa dessa förluster designar ingenjörer kablar med stabila impedansegenskaper. Högkvalitativa kablar kan behålla sin 50 ohm-nivå inom plus eller minus 1 ohm hela vägen från likström upp till 40 GHz, vilket gör dem tillförlitliga i ett brett spektrum av applikationer där signalintegritet är kritisk.
För varje ytterligare 50 fot kablage sjunker signalstyrkan med cirka 0,75 till 1,2 dB i dessa 4G- och 5G-nät. Det är faktiskt ganska betydande när vi minns att FCC kräver mindre än 2 dB förlust för dessa sista anslutningar precis vid kundens sida. De flesta på fältet rekommenderar att hålla kablar kortare än 150 fot när man arbetar med sub-6 GHz-frekvenser. De använder ofta även vissa avancerade imponansomvandlingsmetoder som tydligen minskar de irriterande reflektionsförlusterna med ungefär två tredjedelar. Wireless Infrastructure Association nämnde detta i sin rapport från 2022, så det är definitivt något som professionella lägger märke till idag.
Ett stort telekomföretag i en storstad lyckades minska signalförlusten i makroceller från cirka 4,2 dB ner till bara 1,8 dB genom att byta ut standard RG-8-kablar mot dessa nya kvävgasfyllda skumdielektriska versioner. Resultaten var ganska imponerande också. Nedladdningshastigheterna ökade med ungefär 41 % i de tätbefolkade stadskärnorna där alla kämpar om bandbredden. Dessutom förbrukade varje basstation 18 färre watt vid varje cellplats. Det kanske inte låter som mycket förrän man inser att det adderas till ungefär 2 100 USD i besparingar på elräkningarna varje år för varje enskild sändartorn de driver.
Sjuttioåtta procent av mobila operatörer prioriterar nu kabel med ultralåg förlust (<0,5 dB/100 fot vid 28 GHz) för mmWave-utbyggnader, driven av kraven på 5G NR-kanalbandbredd. Rapporten Mobile Networks 2024 visar en ökning med 290 procent år över år när det gäller användandet av silverbelagda ledare, vilket förbättrar högfrekvensledningsförmågan med 27 procent jämfört med standardkopparkonstruktioner.
RF-koaxialkablar får sin pålitlighet från hur de är uppbyggda lager för lager med precisionsteknik. Inuti finns antingen solid koppar eller flätad koppar som leder signaler effektivt. Mellan dessa finns en dielektrisk isoleringsmaterial, till exempel PTFE eller ibland skummet polyeten, vilket säkerställer smidig drift utan störningar. Därefter kommer skärmningen, vanligtvis gjord av flätad koppar eller aluminiumfolie, som blockerar cirka 90 till 95 procent av elektromagnetiska störningar. Slutligen omges allt av en yttre mantel, oftast gjord av UV-beständigt PVC, för att skydda mot väder och andra miljöpåverkan. Fälttester har visat att dessa flerlagersdesigner faktiskt går sönder mycket sällan jämfört med enklare enkel-lagersalternativ – ungefär 25 procent mindre ofta enligt samlad fälldata över tid.
Den senaste generationen RF-koaxialkablar skapar vågor tack vare betydande innovationer inom materialvetenskap som hjälper dem att hålla takten med kraven från 5G-nät. När det gäller ledningsförmåga minskar högprenade kopparlegeringar signalförlusten med cirka 18 % jämfört med vanliga ledare, enligt en studie publicerad av Ponemon redan 2023. På samma gång har de sofistikerade kväveinjicerade skumdielektrikerna inuti dessa kablar lyckats höja deras hastighetsfaktor till ungefär 0,85, vilket innebär att signaler kan färdas genom dem mycket snabbare än tidigare. Den yttre lagret får inte heller underskattas. Dubbla lager strålningsbehandlat polyetenytterhöljen tål hårda väderförhållanden ungefär 40 % bättre än äldre modeller, så dessa kablar håller över 15 år även i tuffa stadsmiljöer där temperaturväxlingar är vanliga. Alla dessa förbättringar stämmer väl överens med vad vi såg i Telecommunications Materials Report 2024, där experter påpekade att att uppgradera material inte bara är trevligt att ha utan absolut nödvändigt om operatörer vill upprätthålla den nästan perfekta nätverkstidshållningen på 99,999 procent som alla litar på.
En 50 ohms impedansstandard bidrar till att minska de irriterande signalreflektionerna eftersom den håller dielektriska konstanten mycket stabil, inom ungefär 1,5 procents variation. När ingenjörer gör fel i fältet går det snabbt utför. Enligt tester kan obalanserade impedanser öka returförlusten med upp till 6 decibel, vilket orsakar problem i ungefär fyra av fem basstationsinstallationer, enligt forskning från New England Labs förra året. Moderna tillverkningstekniker håller nu ledarnas positionering inom mindre än 0,1 millimeter från varandra. Detta är särskilt viktigt när kablar behöver böjas i räta vinklar utan att förlora sina prestandaegenskaper. Resultatet? Mycket bättre signalkvalitet med cirka 32 procent mindre fasdistorsion vid höga mmWave-frekvenser jämfört med kablar tillverkade utanför dessa standarder.
| Fabrik | Flikat koppar | Aluminium |
|---|---|---|
| Ledningsförmåga | 100 % IACS | 61% IACS |
| Vikt | 8,96 g/cm³ | 2,70 g/cm³ |
| Korrosionsbeständighet | Utmärkt (med beläggning) | Bra (anodiserade varianter) |
| Flexibilitet | 30 % fler böjningscykler | 15 % högre styvhet |
Koppar föredras för högpresterande urbana makrocellsinstallationer, medan aluminiums 63 % lägre vikt gör den idealisk för luftburna installationer. Veckade designförbättrar krossmotståndet med 22 % i båda materialen jämfört med släta alternativ.
Dagens basstationer måste hantera alla typer av elektromagnetisk störning från närliggande antenner, strömkablar som går överallt samt oräkneliga IoT-enheter som surrar runt. Lösningen? RF-koaxialkablar med god skärmning gör underverk här. Dessa kablar fungerar som barriärer mot oönskad radiofrekvensstörning som annars skulle störa signalerna. Enligt en nyare studie publicerad i RF Shielding Effectiveness Report 2024 ser operatörer en dramatisk minskning av driftstörningar orsakade av interferens när de investerar i kvalitativa skärmningsmaterial. I tätbefolkade stadsmiljöer där elektromagnetiska störningar (EMI) kan nå över 100 volt per meter minskar dessa förbättringar problemen med nästan två tredjedelar. Det gör en stor skillnad för att upprätthålla tillförlitlig kommunikation i trånga urbana miljöer.
För att bekämpa elektromagnetisk störning (EMI) i högfrekventa 5G-band använder tillverkare lagerpålagda skyddskonstruktioner som kombinerar folie, väv och kompositmaterial:
| Skyddstyp | Frekvensomfattning | EMI-dämpning (dB) | Flexibilitet |
|---|---|---|---|
| Enkel väv | Upp till 6 GHz | 40–50 dB | Hög |
| Folie + Väv | Upp till 40 GHz | 70–85 dB | Moderat |
| Fyrfaldiga skydd | 60 GHz+ | 90 110 dB | Låg |
Flerskiktsdesigner presterar 2,5 gånger bättre än enkel-skärmade kablar i mmWave-band, baserat på en jämförande skärmningsstudie som analyserade 120 mobilnätssajter.
Även om skärmning förbättrar EMI-resistens kan felaktig avslutning leda till passiv intermodulation (PIM), där korroderade kontakter eller lösa anslutningar genererar oönskade signaler. Branschstudier visar att 31 % av felfall i fält i täta nätverk orsakas av PIM snarare än skärmningsfel, vilket understryker vikten av noggrann montering.
I försök från 2023 minskade användningen av dubbel-skärmade RF-koaxialkablar i makrocell-basstationer EMI-relaterade omsändningar med 42 %. Nätverk som använde kablar med 90 dB skärmning uppnådde 12 % högre signalt-brus-förhållande jämfört med de med standard 60 dB-designer, vilket visar deras effektivitet i områden med hög störning såsom idrottsanläggningar och transportnav.
RF-koaxialkablar bibehåller konsekvent prestanda över hela frekvensområdet som finns i dagens basstationer, från sub-6 GHz-band runt 3,3 till 7,1 GHz upp till de högfrekventa mmWave-områdena mellan 24 och 40 GHz. Dessa kablar har särskilda material inuti som minimerar signalförlust och bibehåller den exakta 50 ohms resistansen som krävs för att effektivt överföra effekt, även vid kraftfulla signaler upp till 5 kilowatt i stora celltornsanordningar. När det gäller mmWave-tillämpningar vänder sig tillverkare alltmer mot kvävgasfylld skumplastisolation av polyeten istället för vanligt PTFE-material. Enligt senaste resultat publicerade förra året i Wireless Infrastructure Report minskar denna förändring faktiskt signalförlusten med cirka 17 procent, vilket gör dessa kablar mycket bättre lämpade för att hantera de utmanande högfrekventa överföringarna.
I urbana miljöer med över 50 000 samtidiga anslutningar bibehåller dubbel-skärmade RF-koaxialkablar 98,6 % signalintegritet vid toppbelastning. Deras böjbeständiga konstruktion möjliggör kompakt routing i kabelbäddar och torn, vilket ger en klar fördel jämfört med stela vågledarlösningar.
Allt fler nätverksoperatörer vänder sig till bredbandiga RF-koaxialkablar som fungerar i området 1,7 till 7,5 GHz. Dessa kablar gör att de kan kombinera sina 4G-, 5G- och LTE-nät på en enda matningsledning istället för flera. Kostnadsbesparingarna med denna lösning kan vara ganska betydande, ungefär 23 procent enligt Mobile Broadband Alliance rapport från 2023. Dessutom finns det utrymme för tillväxt eftersom dessa system kan hantera frekvenser upp till 10 GHz i framtiden. Ännu längre framåt i tiden sker något intressant med hybridkabeldesigner som använder luftisolerade dielektrika. Dessa nya kablar börjar dyka upp i applikationer som kräver ultrabredbandiga mmWave-backhaul-anslutningar över 28 GHz-frekvenser.
Vad används RF-koaxialkablar till?
RF-koaxialkablar används för att överföra radiofrekvenssignaler i telekommunikationsinfrastruktur, inklusive mobilnät och basstationer.
Varför föredras koaxialkablar framför fiber för sista-milens anslutningar?
Koaxialkablar föredras framför fiber i sista milen på grund av deras kostnads-effektivitet och motståndskraft mot väderpåverkan.
Vilket frekvensområde täcker RF-koaxialkablar?
RF-koaxialkablar täcker ett frekvensområde från DC till 110 GHz, vilket gör dem lämpliga för olika tillämpningar.
Vad är effekten av felaktig avslutning på RF-koaxialkablar?
Felaktig avslutning kan leda till passiv intermodulation (PIM), vilket orsakar oönskade signaler och minskar tillförlitligheten.
Hur påverkar skärmningsdesign prestanda i tät RF-miljö?
Skärmningsdesign med flera lager (folie, väv, kompositmaterial) minskar störningar och förbättrar EMC-resistens i tät RF-miljö.
Upphovsrätt © 2024 av Zhenjiang Jiewei Electronic Technology Co., Ltd - Integritetspolicy
EN
Senaste Nytt