บล็อก

ตัวเลือกการปรับแต่งหลักสำหรับสายเคเบิลโคแอกเชียล RF ในโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคม

การปรับเปลี่ยนค่าความต้านทานขวาง ชั้นเคลือบ และปลอกหุ้ม สำหรับสภาพแวดล้อมเครือข่ายภายในอาคาร ภายนอกอาคาร และใต้ดิน

ผู้ให้บริการโทรคมนาคมส่วนใหญ่เลือกใช้มาตรฐานความต้านทาน 50 โอห์มสำหรับเครือข่าย 5G และสถานีฐานขนาดใหญ่ แม้จะเปลี่ยนไปใช้ 75 โอห์มเมื่อจัดการกับสัญญาณกระจายเสียงหรือการส่งสัญญาณวิดีโอบนสายไฟเบอร์ก็ตาม การเลือกนี้ช่วยลดปัญหาการสะท้อนของสัญญาณซึ่งกลายเป็นปัญหาระดับรุนแรงในพื้นที่เมืองที่มีความหนาแน่นสูง ส่วนวัสดุเคลือบผิวนั้นมีเหตุผลที่ค่อนข้างชัดเจนในการเลือกใช้ เงินชุบทองแดงทำงานได้ดีมากสำหรับระบบเสาอากาศแบบกระจายภายในอาคารและการเชื่อมต่อแนวหน้า เพราะช่วยลดการสูญเสียสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญ แต่ภายนอกอาคารที่อุปกรณ์ต้องเผชิญกับสภาพอากาศ วิศวกรมักเลือกใช้ขั้วต่อทองเหลืองชุบนิกเกิลเนื่องจากทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่ามาก วัสดุหุ้มภายนอกก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่สายเคเบิลถูกติดตั้ง สำหรับการติดตั้งเหนือพื้นดิน โพลีเอทิลีนที่เสริมสารป้องกันรังสี UV ช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมั่นคงยาวนานหลายปีแม้ต้องเผชิญกับแสงแดด ส่วนใต้ดิน? ชั้นเคลือบฟลูออรีนโพลิเมอร์ที่ป้องกันสัตว์กัดแทะทำให้แตกต่างอย่างมาก โดยป้องกันความเสียหายจากการที่สัตว์แทะกินพลาสติกธรรมดา วัสดุเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือประมาณ 15 ปี แม้ในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก ตามผลการทดสอบความทนทานล่าสุดในปี 2023 ที่ดำเนินการในโครงการโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ

การออกแบบสายสัญญาณโคแอกเชียล RF ที่ไม่เป็นแม่เหล็กและทนต่อการกัดกร่อนสำหรับการติดตั้งสถานีฐานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

เมื่อติดตั้งใกล้กับชุดเสาอากาศที่ไวต่อการรบกวน การใช้ขั้วต่อสแตนเลสที่ไม่เป็นแม่เหล็กจะช่วยป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กต่ออิเล็กทรอนิกส์ระบบโฟกัสลำแสง (beamforming) พร้อมทั้งลดการบิดเบือนสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลการทดสอบภาคสนามสำหรับระบบ 5G NR เมื่อปีที่แล้วแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงในด้านนี้ประมาณร้อยละ 27 สำหรับสถานที่ติดตั้งที่มีความท้าทาย เช่น บริเวณชายฝั่งทะเลหรือพื้นที่อุตสาหกรรมหนักที่ต้องใช้เซลล์ขนาดใหญ่ (macro cells) ปลอกหุ้มสามชั้นสามารถช่วยป้องกันปัจจัยจากสภาพแวดล้อมได้อย่างยอดเยี่ยม ซึ่งรวมถึงเกราะเทปอลูมิเนียมที่หุ้มรอบสายเคเบิล รวมทั้งเจลไฮโดรโฟบิกพิเศษภายในที่ช่วยกันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ มาตรการป้องกันเหล่านี้แสดงผลอย่างชัดเจนในเรื่องความน่าเชื่อถือ โดยอัตราการเกิดข้อผิดพลาดลดลงประมาณร้อยละ 40 แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงตั้งแต่ลบ 40 องศาเซลเซียส จนถึง 85 องศาเซลเซียส ส่งผลให้ชิ้นส่วนเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น บริเวณแถบอาร์กติก ทะเลทรายที่มีอุณหภูมิสูง หรือพื้นที่ใดๆ ที่มีการสัมผัสกับน้ำเค็มในทะเล

ข้อแลกเปลี่ยนวัสดุฉนวน: PTFE เทียบกับโฟม PE สำหรับความเสถียรของความถี่และความควบคุมการสูญเสียในคลื่น mmWave 5G

ที่ความถี่ mmWave สูงกว่า 24 กิกะเฮิรตซ์ การเลือกวัสดุฉนวนมีผลต่อความเสถียรของเฟสและการสูญเสียสัญญาณ

• โพลีเตตระฟลูออโรเอธิลีน (PTFE) ให้ความสม่ำเสมอของเฟสที่ยอดเยี่ยม (±0.5°) ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการปรับเทียบ massive MIMO และ fronthaul ที่ไวต่อเวลา แม้ว่าจะเพิ่มต้นทุนประมาณ 35%
• โฟมพอลิเอทิลีน (PE) มีการสูญเสียสัญญาณต่ำกว่า (0.15 dB/เมตร ที่ 40 กิกะเฮิรตซ์) แต่มีการขยายตัวจากความร้อนมากกว่า จึงต้องมีการชดเชยความยาวในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

ผู้ให้บริการใช้ PTFE ในจุดที่ความสมบูรณ์ของสัญญาณต้องไม่มีข้อผิดพลาด (เช่น อินเตอร์เฟซเสาอากาศแบบแอคทีฟ) และใช้โฟม PE ในจุดที่ประสิทธิภาพด้านต้นทุนและความเสถียรระดับปานกลางเพียงพอ (เช่น สายกระโดดในเลเยอร์การเข้าถึง) ขณะนี้ได้มีการพัฒนาฉนวนผสมที่เหมาะสมแล้ว ซึ่งให้ความสม่ำเสมอ 99.7% ในการซิงโครไนซ์เวลาในระบบ 5G NR โดยไม่เพิ่มต้นทุนสูง

ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นจากการใช้สายโคแอกเชียล RF แบบกำหนดเองในเครือข่ายความถี่สูง

การลดการสูญเสียสัญญาณและความสม่ำเสมอของเฟสในช่วงความถี่ 600 เมกะเฮิรตซ์–40 กิกะเฮิรตซ์

สายสัญญาณ RF แบบโคแอ็กเชียลที่ออกแบบพิเศษช่วยลดการสูญเสียสัญญาณในเครือข่าย 5G และ mmWave ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการออกแบบรูปร่างของตัวนำอย่างระมัดระวัง ตัวเลือกชั้นป้องกันที่ดีกว่า และวัสดุฉนวนที่ได้รับการปรับปรุง ตามมาตรฐาน IEC 61196-1 ปี 2023 การปรับปรุงเหล่านี้สามารถลดการสูญเสียการแทรกซึม (insertion loss) ได้ประมาณ 0.3 dB ต่อเมตร ในช่วงความถี่ระหว่าง 24 ถึง 40 GHz ส่งผลให้ผู้ให้บริการเครือข่ายอาจไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณหรือรีพีตเตอร์มากเท่าเดิม โดยยังคงรักษารูปคลื่นให้มีคุณภาพดีอยู่ ยิ่งไปกว่านั้น สายเคเบิลเหล่านี้ยังรักษาความเสถียรของเฟสไว้ภายในประมาณครึ่งองศา ไม่ว่าจะเปลี่ยนแปลงความถี่หรืออุณหภูมิ สมรรถนะในระดับนี้ทำให้การดำเนินงาน MIMO แบบ coherent เป็นไปได้ แม้ในสภาพแวดล้อมเมืองหนาแน่นที่มีสิ่งก่อสร้างสะท้อนสัญญาณไปทั่วทุกทิศทาง

การปรับแต่งความยาวอย่างแม่นยำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการหน่วงสัญญาณในระบบเสาอากาศ MIMO และระบบจัดทิศทางลำแสง

การกำหนดความยาวของสายสัญญาณให้แม่นยำถึงระดับมิลลิเมตรมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องซิงค์ระบบเสาอากาศแบบแอคทีฟ (AAS) และแถวลำแสงแบบบีมฟอร์มมิ่ง ปัญหาของสายสัญญาณทั่วไปคือก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนของเวลา (timing skews) เกิน 15 พิโควินาที ซึ่งอาจทำให้ลำแสงเบี่ยงเบนไปได้ประมาณ 4.5 องศา ที่ความถี่ 28 กิกะเฮิรตซ์ นั่นจึงเป็นเหตุผลที่วิศวกรจำนวนมากเริ่มหันไปใช้ชุดสายสัญญาณแบบเฟสมาร์ชชิ่งเฉพาะทาง ระบบที่ออกแบบพิเศษเหล่านี้ช่วยแก้ปัญหาการไม่ตรงกันของเฟส และทำให้สัญญาณรวมตัวกันได้อย่างเหมาะสม เพื่อรองรับการเชื่อมต่อ mmWave ที่ต้องการเกนสูงตามที่เราต้องการในปัจจุบัน จากการติดตั้งจริง ผู้ให้บริการเครือข่ายพบว่าการใช้โครงข่าย massive MIMO ที่ปรับแต่งล่วงหน้าช่วยลดการสูญเสียการเชื่อมต่อลงได้ประมาณ 20-25% สำหรับระบบกระจายส่วนประกอบ เช่น Remote Radio Heads (RRHs) การรักษายาวของสายจัมเปอร์ให้มีความยาวไฟฟ้า (electrical length) สม่ำเสมอตลอดทั้งระบบจึงมีความสำคัญมาก สิ่งนี้ช่วยรักษาความล่าช้า (latency) ให้อยู่ในระดับที่คาดเดาได้ ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการปฏิบัติตามมาตรฐาน CPRI/eCPRI และการทำให้เครือข่ายทำงานอย่างมีความแน่นอนภายใต้ภาระงาน

ความสอดคล้องและเชื่อถือได้: การตอบสนองต่อความต้องการในการดำเนินงานของ 5G, LTE และ AAS/RRH

เมื่อพูดถึงสายสัญญาณ RF แบบโคแอกเชียลที่ออกแบบเฉพาะ สายเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เกินกว่าข้อกำหนดพื้นฐาน ไม่ใช่แค่เพียงตรงตามมาตรฐานต่ำสุดเท่านั้น สายเคเบิลเหล่านี้สอดคล้องกับข้อกำหนดสำคัญ เช่น 3GPP Release 16 สำหรับเครือข่าย 5G มาตรฐาน IEEE 1595 สำหรับการป้องกันฟ้าผ่า และ ETSI EN 301 489-1 ที่เกี่ยวข้องกับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า การทดสอบในสภาพจริงบ่งชี้ว่า สายเคเบิลที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานเหล่านี้อาจทำให้สัญญาณเสื่อมลงได้มากขึ้นประมาณ 30% ในความถี่ mmWave ซึ่งส่งผลกระทบอย่างชัดเจนต่อคุณภาพการให้บริการ ปัญหาหลักของสายเคเบิลคุณภาพต่ำคือ ปัญหาการผสมสัญญาณแบบพาสซีฟ (PIM) ที่มักนำไปสู่ความล้มเหลวของสถานีฐานเซลลูลาร์ ด้วยเหตุนี้ โซลูชันแบบเฉพาะที่ดีจึงต้องรวมเอาวัสดุที่มีความคงตัวตามเวลา มีความต้านทานต่อการกัดกร่อน และควบคุมการเปลี่ยนแปลงเฟสให้อยู่ในช่วงแคบ (-40°C ถึง 85°C) เมื่อผู้ผลิตทดสอบสายเคเบิลที่ประกอบเสร็จจากโรงงานเหล่านี้กับเกณฑ์มาตรฐานทั้งด้าน EMI และ PIM โดยทั่วไปจะสามารถบรรลุอัตราความน่าเชื่อถือเกือบสมบูรณ์แบบที่ 99.999% ของเวลาทำงาน และนอกจากนี้ บริษัทต่างๆ ยังประหยัดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาได้ประมาณ 18% เมื่อเทียบกับการใช้สายสำเร็จรูปในกรณีที่เกิดปัญหาขึ้นในสนาม

ข้อได้เปรียบเชิงกลยุทธ์ของสายเคเบิล RF แบบโคแอกเชียลที่ออกแบบเฉพาะสำหรับผู้ให้บริการโทรคมนาคม

การติดตั้งที่เร่งด่วนและลดความเสี่ยงในการรวมระบบ โดยใช้ชุดสายเคเบิล RF แบบโคแอกเชียลที่ปรับแต่งไว้ล่วงหน้าและผ่านการตรวจสอบแล้ว

เมื่อพูดถึงการประกอบชิ้นส่วนแบบกำหนดเอง ชิ้นส่วนเหล่านี้จะผ่านขั้นตอนการตรวจสอบล่วงหน้าและทดสอบแล้วในเรื่องต่างๆ เช่น ความเสถียรของอิมพีแดนซ์ ประสิทธิภาพ PIM ที่ต่ำกว่า -165 dBc และการลดทอนสัญญาณอย่างสม่ำเสมอภายในช่วง +/- 0.5 dB ภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องเสียเวลาหลายชั่วโมงในการตรวจสอบภาคสนามที่น่าเบื่อหน่ายอีกต่อไป การทดสอบที่ดำเนินการในระดับโรงงานทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานได้ทันทีเมื่อนำมาใช้งานร่วมกับเสาอากาศ MIMO เสาอากาศแบบหัววิทยุระยะไกล (remote radio heads) และระบบเสาอากาศแบบแอคทีฟ ผลการทดสอบภาคสนามแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้สามารถลดระยะเวลาการติดตั้งได้ประมาณ 40% ซึ่งถือว่าน่าประทับใจมากเมื่อมองจากกระบวนการติดตั้งเครือข่ายจริง ผู้ให้บริการเครือข่ายสามารถประหยัดค่าใช้จ่าย เพราะไม่จำเป็นต้องแก้ไขงานที่มีราคาแพง ปีนหอคอยซ้ำๆ หรือปรับเทียบระบบทั้งหมดใหม่ ซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยครั้งกับสายเคเบิลมาตรฐานที่ประสบปัญหาอิมพีแดนซ์หรือปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ สิ่งที่เคยเป็นปัญหาปวดหัวสำหรับผู้ติดตั้ง ปัจจุบันกลายเป็นสิ่งที่ช่วยให้โครงการดำเนินไปได้เร็วขึ้นและมีค่าใช้จ่ายต่ำลง

คำถามที่พบบ่อย

ข้อดีหลักของการใช้สายโคแอกเชียล RF แบบกำหนดเองในเครือข่ายโทรคมนาคมคืออะไร

ข้อดีหลักอยู่ที่ความสามารถในการลดการสูญเสียสัญญาณ เพิ่มความสม่ำเสมอของเฟส และรักษาระดับความน่าเชื่อถือภายใต้ความถี่และสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้งานโทรคมนาคมที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

สาย RF โคแอกเชียลแบบกำหนดเองช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายในสภาพแวดล้อมความถี่สูงได้อย่างไร

สายเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการสูญเสียจากการต่อเข้าระบบ (insertion loss) และเพิ่มความมั่นคงของเฟส ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานของ MIMO อย่างสอดคล้องกัน และการสร้างลำแสง (beamforming) อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมความถี่สูง เช่น เครือข่าย 5G และ mmWave

การเลือกวัสดุฉนวน (dielectric) มีความสำคัญอย่างไรต่อสาย RF โคแอกเชียล

วัสดุฉนวนมีผลต่อความมั่นคงของเฟสและการสูญเสียสัญญาณ PTFE ให้ความสม่ำเสมอของเฟสที่ยอดเยี่ยม ในขณะที่โฟม PE ให้การสูญเสียสัญญาณต่ำกว่า ทั้งสองประเภทจึงมีความสำคัญขึ้นอยู่กับความต้องการของการประยุกต์ใช้งาน

สายแบบกำหนดเองช่วยลดระยะเวลาการติดตั้งได้อย่างไร

สายเคเบิลแบบกำหนดเองที่ได้รับการตรวจสอบล่วงหน้าและผ่านการทดสอบจากโรงงานแล้ว ช่วยลดความจำเป็นในการปรับตั้งในสถานที่จริง ส่งผลให้เวลาการติดตั้งสั้นลงอย่างมาก และลดความเสี่ยงจากปัญหาการรวมระบบ