Blogg

Förståelse av RF-matarkablar: Kärnfunktioner och typer

Vad är RF-matarkablar och hur fungerar de i mobilnät?

RF-fördoningskablar för överföring av radiofrekvenssignaler fram och tillbaka mellan viktiga delar av mobilnät, såsom antenner och basbandsenheter. De flesta koaxiala konstruktioner har fyra huvuddelar inuti – börjande med en koppartråd i mitten, sedan omgiven av ett material kallat dielektrikum som fungerar som isolering. Runt detta finns metallskärmning för att blockera oönskad störning, allt skyddat av en yttre mantel mot fysisk skada. Skärmningsdelen är särskilt viktig eftersom den förhindrar elektromagnetisk brus från att orsaka problem, medan dielektrikumet hjälper till att hålla allt igång smidigt genom att bibehålla rätt elektriska egenskaper. När vi specifikt talar om 5G blir dessa lågförlustkablar absolut nödvändiga eftersom de måste kunna hantera de extremt högfrekventa millimetervågorna utan att förlora för mycket signalkraft på vägen.

Vanliga typer av koaxialkablar: RG vs LMR-serien

Telekomoperatörer använder främst två typer av koaxiala fördoningskablar:

Serier	Dämpning (dB/100 fot @ 2 GHz)	Användningsfall
Rg	6.8–9.1	Kortdistans inomhuslänkar
LMR	2.2–3.7	Lågförlusts utomhusinstallationer

LMR-kablar erbjuder cirka 23 % lägre signalförlust vid höga frekvenser jämfört med standard RG-varianter, vilket gör dem bättre lämpade för 5G-makroplatser som kräver långa kabellängder över 100 fot.

Impedans förklarad: 50 Ohm kontra 75 Ohm i telekomtillämpningar

När det uppstår en impedansomatchning i systemet reflekteras signaler tillbaka istället för att färdas framåt på rätt sätt, vilket stör nätverkens effektivitet. De flesta som arbetar inom TV-sändning håller fortfarande fast vid 75 ohms kablar eftersom de fungerar bra för detta ändamål. Men när det gäller mobilantenn och annan trådlös infrastruktur föredrar nästan alla 50 ohms kablar idag. De klarar mycket högre effekt än sina 75 ohms motsvarigheter, ibland upp till 5 kilowatt, samtidigt som de förlorar mindre signalstyrka under vägen. Enligt en ny branschrapport från början av 2024 installerar cirka 9 av 10 teletekniska företag 50 ohms kablar mellan antenner och fjärrradioenheter (RRU). Detta val är förståeligt med tanke på kraven från moderna mobilnät.

Minimering av signaldämpning: Kabellängd, tjocklek och frekvensförlust

Hur signalförlust ökar med avstånd och frekvens

När signaler färdas längre och arbetar vid högre frekvenser förlorar de naturligt styrka. Nedgången ligger vanligtvis mellan 0,2 och 1,5 dB per 100 fot kablage, men detta varierar beroende på vilken typ av kabel vi pratar om och vilket frekvensområde den arbetar inom. Ta till exempel 900 MHz – vanliga gamla koaxkablar kommer att få en signalförlust på cirka 11 dB efter bara 100 fot, medan de fina nya lågförlustkablarna minskar detta till ungefär 8 dB istället. Situationen förvärras när vi går upp till högre frekvenser. Titta på 5G som arbetar på 3,5 GHz-band jämfört med äldre 4G-signaler under 2 GHz – den nyare tekniken lider nästan 2,5 gånger större signalförlust. Det finns faktiskt två olika sätt som dessa förluster beter sig. När vi talar om kabellängd blir signalen svagare i direkt proportion till hur långt den färdas. Men frekvens fungerar annorlunda – det är inte bara lite värre, utan det blir exponentiellt värre ju högre vi går. Så om någon försöker fördubbla sin kabellängd, kommer de också att fördubbla sin signalförlust. Och glöm inte att försöka gå mycket längre än så utan allvarliga signalproblem.

Balansera kabeldiameter och dämpning för optimal prestanda

Kablar med större diameter minskar dämpning men ökar styvhetsgraden och kostnaden. Till exempel minskar en 0,5 tum kabel signaldämpningen med 40 % jämfört med en 0,25 tum kabel vid 3 GHz. Tjockare kablar är dock svårare att dräta i trånga utrymmen. Operatörer bedömer ofta avvägningar utifrån följande kriterier:

Diameter (tum)	Flexibilitetsbetyg	Dämpning vid 3 GHz (dB/100 fot)
0.25	Hög	6.8
0.5	Moderat	4.1
0.75	Låg	2.9

Frekvensberoende förlustegenskaper i 4G- och 5G-band

Dagens nätverksinfrastruktur måste kunna hantera signaler över ett brett frekvensspektrum, från 600 MHz upp till 40 GHz. Äldre 4G LTE-teknik som arbetar mellan 700 och 2600 MHz upplever vanligtvis en signalförsvagning på cirka 3 till 8 dB per 100 fot med vanliga kablar. Det blir mer komplicerat när man tittar på nyare tekniker. 5G-mellanbandet vid 3,5 GHz står inför betydligt värre förluster, ibland upp till 12 dB över samma sträcka. Och sedan finns de högfrekventa millimetervågorna i området 24 till 40 GHz som absolut kräver särskilda ultra lågförlustiga kablar bara för att hålla signalkraften över farliga 15 dB-förlustnivåer. Dessa skillnader spelar stor roll för beslut i praktisk driftsättning.

Bästa metoder för att minska signalförsvagning i matningskablar

1. Minimera kabellängder : Att minska längden med 50 fot kan minska signalförlusten med 30–55 %, beroende på frekvens
2. Använd förkonfektionerade kablar : Fabriksavslutade kablar minimerar risken för passiv intermodulation (PIM) under fältinstallation
3. Undvik skarpa böjningar : Håll böjradie vid eller ovanför 10× kabeldiametern för att förhindra impedansstörningar
4. Välj material med låga förluster : Skumdielektriska kärnor ger 18–22 % bättre högfrekvensprestanda än fast polyeten

Genom att anpassa kabelförutsättningar till distributionsavstånd, frekvens och miljöförhållanden kan operatörer minska avbrott relaterade till dämpning med upp till 67 % samtidigt som signalmot-brusförhållandet (SNR) bibehålls över driftströsklarna.

Säkerställa frekvens- och bandbreddskompatibilitet för moderna nätverk

Stöd för 4G LTE och 5G NR: Frekvensområdeskrav

Dagens kommunikationsnätverk kräver matarkablar som kan hantera både 4G LTE-frekvensområdena från 700 till 2600 MHz och de nyare 5G NR-signalerna upp till 7,125 GHz. När man tittar på olika delar av frekvensspektrumet förblir Sub-6 GHz-området mycket viktigt för att uppnå den optimala balansen mellan god täckning och tillräcklig datakapacitet. Därefter finns millimetervågsfrekvenserna mellan 24 och 47 GHz, vilka kräver speciella kablar med nästan ingen signalförlust eftersom de fungerar bäst över kortare avstånd men erbjuder enorm bandbreddspotential. För nätoperatörer som försöker hålla takten i en föränderlig efterfrågan är det meningsfullt att använda kablar som stödjer flera frekvensband, eftersom det gör att de kan utnyttja tillgängliga spektrumresurser maximalt medan infrastrukturen fortsätter att utvecklas över tiden.

Bandbreddskrav för höghastighetskommunikation

5G-kanaler kräver bandbredder på 100–400 MHz per operatör, vilket långt överstiger LTE:s gräns på 20 MHz. För att bibehålla signalfideliteten bör förläggningskablar klara VSWR-förhållanden under 1,5:1, vilket minimerar reflektioner som kan störa strömning av 4K-video och stora IoT-dataflöden.

Balansera stöd för äldre nätverk med framtidsäker prestanda

Operatörer måste bibehålla kompatibilitet med befintliga 3G- och 4G-tjänster samtidigt som de förbereder sig för 5G-Advanced, som syftar på topphastigheter upp till 10 Gbps. Faskonstanta kablar med konsekventa dielektriska egenskaper säkerställer tillförlitlig prestanda i miljöer med blandade frekvenser, vilket minskar fasdistorsion i MIMO och beamforming-tillämpningar.

Utvärdering av flerbandiga förläggningskablar för ökad nätverksflexibilitet

Dubbands- och tribandsmatningskablar kan minska infrastrukturkostnaderna med upp till 30 % i övergångszoner mellan landsbygd och städer. Optimala konstruktioner stödjer samtidig överföring vid 600 MHz (LTE) och 3,5 GHz (5G), med en dämpning på högst 0,3 dB/m vid 40°C, vilket säkerställer effektiv drift under verkliga termiska belastningar.

Upprätthållande av signalkvalitet: PIM-prestanda och installationsfaktorer

Förståelse av passiv intermodulation (PIM) i mobilnätsystem

Passiv intermodulation, eller PIM för korthet, uppstår när de olinjära punkterna i passiva komponenter börjar skapa dessa irriterande harmoniska signaler som ingen vill ha. Vi ser att detta problem har blivit särskilt allvarligt i 5G-nät nyligen. Hoppet till högre frekvenser runt 3,5 GHz gör faktiskt saken värre, vilket orsakar ungefär 15 till 20 procent mer distortion jämfört med den gamla 4G-tekniken. Fälttekniker stöter på flera vanliga misstänkta orsaker när de felsöker PIM-problem. Korroderade kontakter är en stor anledning, liksom lösa förbindningar som ingen brydde sig om att dra åt ordentligt efter installationen. Och vi får inte glömma kablage som helt enkelt inte passar bra ihop. Alla dessa små problem skapar störningar som påverkar nätverksprestanda negativt och minskar den totala kapaciteten över tid.

Hur PIM påverkar nätverkskapacitet och samtalsskvalitet

Undersökningar genomförda i fältmiljöer under hela 2023 visar att när passiv intermodulation (PIM) uppstår kan den minska nätverkets dataflöde med upp till 40 procent vid upptagna stadsbaserade basstationer under rusningstrafik. När flera operatörer arbetar i trånga utrymmen förvärras problemen ytterligare, vilket leder till frånkopplade samtal och frustrerande långsamma internetanslutningar för användarna. Nätverksoperatörer som arbetar med matarkablar där PIM-mätningar överstiger -140 dBc ser vanligtvis en ökning med cirka 30 procent av kundtjänstärenden med klagomål på dålig ljudkvalitet i telefonsamtal och instabila anslutningar. Detta är inte bara ett abstrakt problem för ingenjörer – det påverkar direkt slutanvändarnas upplevelse i tättbefolkade områden.

Val och installation av låg-PIM-matarkablar för täta miljöer

Låg-PIM-matarkablar med silverbelagda kontakter minskar intermodulation med 85 % jämfört med standardgränssnitt i aluminium. Viktiga installationsrutiner inkluderar:

• Drehmomentstyrd åtdragningsprocess (25–30 N·m för N-kontakter)
• Undvik böjningar tajtare än 10× kabeldiametern
• Användning av anti-oxidationsgel på utomhusanslutningar

I millimetervågsbaserade 5G-utbyggnader förbättrar kablar med PIM ≤ -155 dBc signal-brusförhållandet med 12 dB, vilket förlänger den effektiva täckningsradien med 18 %. Regelbunden PIM-testning var 6–12 månad hjälper till att upprätthålla efterlevnad av 3GPP TS 37.145-standarder för störningskontroll.

Miljöbeständighet och långsiktig tillförlitlighet för matarkablar

Utmaningar vid utomhusinstallation: UV, fukt och temperaturstres

Förlängningskablar som är installerade utomhus måste tåla alla typer av hårda förhållanden. Långvarig exponering för UV-ljus är ett stort problem, vilket ofta orsakar att polyetenmantlar bryts ner till ungefär 40 procent redan efter fem år. Därtill kommer extrema temperatursvängningar från -40 grader Celsius upp till 85 grader Celsius, samt kraftiga regnfall som ibland överstiger 100 millimeter per timme och kan påverka dåliga tätningslösningar i kablar negativt. När dessa installeras längs kuststräckor blir förhållandena ännu värre eftersom saltfog orsakar korrosionsproblem. Kopplingar börjar sluta fungera snabbare och signaler försämras avsevärt om de inte är ordentligt skyddade mot denna marina miljö.

Viktiga skyddsfunktioner: UV-beständighet, vattenblockering och termisk stabilitet

För att klara hårda förhållanden innehåller moderna förlängningskablar:

• UV-stabiliserad mantel (testad enligt UL 1581 MW 1100) behåller ≥90 % dragstyrka efter 3 000 timmars exponering
• Trefaldig vattenskyddslösning kombinerar torrkärneteknik med svetsad aluminiumarmoring för att förhindra fukttillträde
• Termiskt stabila dielektrika upprätthåller VSWR <1,3:1 över temperaturintervall från -55°C till +125°C

Dessa egenskaper säkerställer konsekvent elektrisk prestanda trots varierande miljöförhållanden.

Industristandarder för slitstarka, utomhusklassade matarkablar

Efterlevnad av Telcordia GR-13-CORE garanterar en minsta livslängd på 20 år i krävande utomhusmiljöer. Viktiga certifieringar inkluderar:

Standard	Nyckelkrav	Relevans för kablar
IEC 60754-1	Halogenfri rökutveckling	Säkra installationer i tunnel/källare
EN 50288-7-1	UV/väderhållfasthet	Exponering för direkt solljus
ETSI EN 302 066	IP68-nedsänkningskydd	Cellplatser i översvämningsfarliga områden

Vanliga frågor om RF-försörjningskablar

Vad används RF-försörjningskablar till?

RF-försörjningskablar används för att överföra radiofrekvenssignaler mellan viktiga komponenter som antenner och basbandsenheter i mobilnät.

Vilka typer av koaxialkablar används vanligtvis inom telekom?

Telekomoperatörer använder främst RG- och LMR-koaxialkablar, där LMR erbjuder lägre signalförlust vid högre frekvenser.

Varför föredrar telekomföretag 50 Ohm kablar?

50 Ohm kablar föredras eftersom de hanterar mer effekt effektivt med mindre signalförlust jämfört med 75 Ohm kablar.

Hur påverkar kabelns diameter signaldämpningen?

Större diameter på kablar minskar signaldämpning men ökar stelheten och kostnaden, vilket kräver noggrann utvärdering av kompromisser.

Hur kan signalförstörning i matarkablar minimeras?

Signalförstörning kan minimeras genom att minska kabellängden, använda förkonfektionerade kablar, undvika skarpa böjar och välja material med låg förlust.

Vilka miljöutmaningar står utomhuskablar inför?

Utomhuskablar står inför utmaningar som UV-exponering, fukt, extrema temperaturer och korrosion i marina miljöer.