Blog

Cáp Phân Phối RF Đồng Trục: Hiệu Suất Tổn Hao Thấp Cho Kết Nối Trạm Viba

Tại Sao Các Cáp Phân Phối Đồng Trục Gоф Lõm 7/8” và 1-1/4” Chiếm Ưu Thế Trong Các Triển Khai Macro 4G/5G Công Suất Cao

Đối với các trạm macro công suất cao, đặc biệt là những trạm xử lý 4G LTE và 5G NR ở dải tần trung bình khoảng 3,5 GHz, cáp đồng trục rãnh có đường kính lớn đã trở thành tiêu chuẩn phổ biến. Khi hoạt động trong dải tần này, cáp 7/8 inch giúp giảm tổn hao tín hiệu khoảng 40 phần trăm so với loại thông thường 1/2 inch. Nếu nâng lên loại 1-1/4 inch thì tổn hao tiếp tục giảm thêm khoảng một phần tư. Hiệu suất như vậy rất quan trọng khi truyền tín hiệu theo chiều dọc trên các khoảng cách lớn hơn 30 mét, điều thường xuyên xảy ra khi thiết bị được lắp trên các tháp viễn thông. Lớp chắn bằng đồng trong các loại cáp này có khả năng chặn hơn 90 dB nhiễu điện từ, giúp chúng hoạt động hiệu quả ngay cả trong môi trường có nhiều hoạt động không dây khác diễn ra gần đó. Thiết kế rãnh đặc biệt giúp giải nhiệt tốt do phát sinh nhiệt từ quá trình truyền liên tục trên 100 watt, nhờ đó cáp không bị thay đổi đặc tính điện và làm suy giảm chất lượng tín hiệu. Những loại cáp này duy trì tổn hao tín hiệu thấp ổn định dưới 3 dB trên 100 mét tại tần số 3,5 GHz, đồng thời đủ bền để chịu được tác động mạnh và giữ được trở kháng 50 ohm. Các báo cáo ngành năm 2023 cho biết khoảng ba phần tư cơ sở hạ tầng macro 5G trên toàn thế giới đang sử dụng giải pháp cáp này, theo các khảo sát của Hiệp hội Cơ sở Hạ tầng Di động Toàn cầu.

Đồng so với điện môi Foam-PE: Các thỏa hiệp về suy hao, PIM và độ ổn định nhiệt ở tần số 3.5 GHz NR

Việc lựa chọn vật liệu điện môi ảnh hưởng nền tảng đến đặc tính cáp feeder ở tần số 3.5 GHz – dải tần chính cho dung lượng 5G NR băng tần giữa. Mặc dù cả điện môi đồng đặc và điện môi polyethylene xốp (foam-PE) đều đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61196-1, nhưng các thỏa hiệp trong vận hành đòi hỏi phải có quyết định chủ ý ở cấp độ hệ thống:

Các chất điện môi bằng đồng cung cấp khả năng suy giảm tín hiệu xuất sắc, khiến chúng rất phù hợp cho các ứng dụng dây feeder dọc dài. Tuy nhiên, có một nhược điểm khi mức PIM tiến đến khoảng -155 dBc, đặc biệt khi chịu tác động của ứng suất cơ học hoặc rung động. Ngược lại, vật liệu PE xốp có thể giảm PIM xuống khoảng -165 dBc nhờ các bề mặt tiếp xúc đồng đều và giảm tính phi tuyến tại các mối nối. Tuy nhiên, những vật liệu này có vấn đề hấp thụ độ ẩm nhanh hơn trong môi trường ẩm và có xu hướng thay đổi hằng số điện môi khi nhiệt độ vượt quá 65 độ C, điều này ảnh hưởng đến độ ổn định pha, đặc biệt trong các hộp ngoài trời chịu biến động nhiệt. Khi lựa chọn giữa các phương án, kỹ sư cần cân nhắc điều kiện cụ thể tại vị trí lắp đặt. Đồng hoạt động tốt nhất trong các lắp đặt tháp cao với chiều dài cáp kéo dài và dao động nhiệt độ lớn. PE xốp trở thành lựa chọn ưu tiên cho các lắp đặt ngắn hơn, nhạy cảm với rung động, đặc biệt trong các hệ thống đa băng tần nơi yêu cầu mức PIM cực thấp là yếu tố thiết yếu để vận hành đúng.

Thiết Kế Quan Trọng PIM: Đảm Bảo Tính Toàn Vẹn Tín Hiệu Trong Các Hệ Thống Cáp Mồi 4G/5G Đa Dải

Đáp Ứng Ngưỡng PIM -165 dBc: Các Thực Hành Tốt Nhất Về Vật Liệu, Đầu Nối Và Lắp Ráp

Việc duy trì mức độ nhiễu sóng bậc ba thụ động (PIM) dưới -165 dBc rất quan trọng để đạt được hiệu suất phổ tần tốt trong các mạng 4G/5G đa băng tần. Nếu PIM vượt quá ngưỡng này, dung lượng mạng sẽ giảm khoảng 20% ở những khu vực có mật độ người dùng cao do các tín hiệu nhiễu bậc ba gây ảnh hưởng đến dải tần thu. Các hệ thống cáp trung tâm tốt nhất giải quyết vấn đề này theo ba hướng chính. Trước hết, họ sử dụng dây dẫn bằng đồng không chứa oxy nhằm giảm thiểu các vấn đề liên quan đến dòng điện phi tuyến. Thứ hai là dùng đầu nối ép thay vì hàn, bởi những khe hở nhỏ giữa các mối hàn có thể làm suy giảm nghiêm trọng hiệu suất PIM, thường tạo ra lợi thế khoảng 30 dBc. Cuối cùng, việc kiểm soát chính xác mô-men xiết lắp ráp trong phạm vi ±10% so với thông số kỹ thuật giúp ngăn biến dạng do ứng suất cơ học tại các điểm nối. Theo tài liệu 3GPP TR 38.811 về các thành phần RF, kỹ sư cũng cần lưu ý đến các yếu tố như kiểu rãnh xoắn ốc và vật liệu điện môi đồng đều. Những yếu tố này đóng vai trò then chốt trong việc duy trì đặc tính PIM tốt ngay cả khi nhiệt độ thay đổi hoặc nhiều băng tần hoạt động đồng thời.

Các Dạng Hỏng Thực Tế Của PIM: Ăn Mòn, Biến Động Mô-men Xoắn và Biến Dạng Do Khe Hở Vi Mô Gây Ra

Các thử nghiệm thực địa đã phát hiện ba nguyên nhân chính dẫn đến sự cố PIM trong các hệ thống feeder chủ động ở nhiều nơi triển khai khác nhau. Vấn đề lớn nhất xuất phát từ sự ăn mòn do khí quyển, đặc biệt khi các ion clorua gây ra hiện tượng oxy hóa tại các điểm nối. Điều này tạo ra các mối nối phi tuyến làm tăng mức độ méo tín hiệu lên tới 15 dBc ở những khu vực gần bờ biển hoặc các khu công nghiệp. Một vấn đề phổ biến khác là mô-men xiết lắp đặt không đúng, dẫn đến điện trở tiếp xúc không ổn định. Khi điều này xảy ra, chúng ta thấy rò rỉ RF và giảm thông lượng dữ liệu, thường đi kèm với các chỉ số hiệu suất mạng bất thường. Có lẽ vấn đề khó xử lý nhất liên quan đến các khe hở rất nhỏ (nhỏ hơn 0,1 mm) giữa các dây dẫn và vật liệu cách điện, hoặc giữa các chốt nối và ổ cắm đầu nối. Những khoảng trống nhỏ này hoạt động như các diode không mong muốn khi tiếp xúc với tín hiệu RF mạnh, tạo ra nhiễu tổ hợp lan rộng. Dữ liệu từ nghiên cứu độ tin cậy thực địa mới nhất của Ericsson cho thấy ba vấn đề này kết hợp lại chịu trách nhiệm cho hơn 20% tổn thất dung lượng liên quan đến PIM tại các tháp viễn thông trong thành phố. Để khắc phục các vấn đề này, các nhà khai thác thường áp dụng phương pháp nén khí nitơ cho các đầu nối ngoài trời, sử dụng kỹ thuật tạo vân bằng laser trên các bề mặt tiếp xúc để cải thiện độ tiếp xúc, đồng thời tích hợp các thiết bị kiểm tra mô-men xiết tự động trong quy trình thiết lập ban đầu.

Các Giải Pháp Thay Thế Cáp Phân Vùng Quang Học Cho Các Triển Khai Mật Độ Cao Và Chuẩn Bị Cho Tương Lai

Cáp Phân Vùng Quang Chống Uốn Dành Cho Các Trạm Cơ Sở Vi Mô Trong Nhà Và Các Điểm Đô Thị Nhỏ Gọn

Các trạm cơ sở vi mô trong nhà, hệ thống DAS và các tế bào nhỏ đô thị gọn nhẹ đều phải đối mặt với thách thức về giới hạn không gian và hiệu suất tín hiệu. Đó chính là lúc các cáp phân vùng quang chống uốn (BIF) phát huy tác dụng, giải quyết nhiều vấn đề mà các giải pháp đồng trục truyền thống thường gặp phải. Công nghệ BIF thực tế giúp giảm bán kính uốn tối thiểu xuống khoảng 5 mm, tốt hơn khoảng 70% so với sợi đơn mode thông thường. Điều này tạo nên sự khác biệt lớn khi lắp đặt thiết bị trong các không gian chật hẹp như giếng thang máy, luồn cáp sau tường hoặc di chuyển trong môi trường văn phòng đông đúc đồ đạc. Và điểm tốt nhất là: tổn hao tín hiệu vẫn được duy trì dưới ngưỡng quan trọng 0,1 dB trong suốt quá trình thi công và vận hành.

Những lợi thế chính bao gồm:

• Tối ưu hóa không gian : Các lõi BIF 250-µm cho phép giảm 40% đường kính cáp so với thiết kế tiêu chuẩn—điều này rất quan trọng khi nâng cấp các tòa nhà cũ
• Độ tin cậy : Duy trì suy hao <0,5 dB/km sau hơn 100 chu kỳ uốn cong chặt, theo giao thức thử nghiệm ITU-T G.657.A1
• Tuân thủ An toàn : Vỏ bọc ít khói không chứa halogen (LSZH) đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cháy nổ IEC 61034 và UL 1666 dành cho sử dụng trong nhà

Cáp feeder BIF hoạt động với ghép kênh phân chia bước sóng (WDM) lên đến 1625 nm, điều này có nghĩa là chúng sẽ phù hợp hoàn hảo với các hệ thống fronthaul 5G-Advanced và thậm chí cả 6G trong tương lai. Các cáp này được thiết kế để chịu được lực nén vượt xa mức 400 N/cm theo tiêu chuẩn IEC 60794-1-2 E3, các bài kiểm tra cho thấy hiệu quả tuyệt vời trong các khu vực thành thị đông đúc nơi có lượng người qua lại lớn. Những cáp này không phát sinh các vết nứt vi mô do uốn cong – nguyên nhân thường gây ra sự cố, do đó kỹ thuật viên cần phải ra hiện trường sửa chữa ít hơn khoảng 35% so với các lựa chọn khác. Ngoài ra, chúng dễ dàng kết nối một cách thuận tiện với các hệ thống hỗn hợp dây đồng và cáp quang mà nhiều doanh nghiệp và thành phố đã lắp đặt trước đó.

Các câu hỏi thường gặp

Những lợi thế chính khi sử dụng cáp feeder đồng trục 7/8" và 1-1/4" trong triển khai 4G/5G là gì?

Các lợi thế chính bao gồm giảm tổn thất tín hiệu từ 40% trở lên, khả năng chắn nhiễu điện từ xuất sắc và khả năng xử lý sự tích tụ nhiệt từ các truyền dẫn liên tục trên 100 watt.

Chất điện môi đồng đặc và chất điện môi PE xốp khác nhau như thế nào về hiệu suất?

Chất điện môi đồng đặc cung cấp suy hao tín hiệu tuyệt vời nhưng có thể chịu mức PIM cao hơn khi chịu ứng suất cơ học. Chất điện môi PE xốp có mức PIM thấp hơn nhưng có thể gặp vấn đề liên quan đến nhiệt độ và độ ẩm.

Nguyên nhân nào gây ra lỗi PIM trong các hệ thống cáp trung kế?

Lỗi PIM thường do ăn mòn khí quyển, mô-men xiết lắp đặt không đúng và các biến dạng do khe hở vi mô gây ra. Những yếu tố này dẫn đến méo tín hiệu tăng và giảm dung lượng mạng.

Tại sao người ta lại chọn cáp sợi quang chống gập thay vì cáp đồng trục truyền thống?

Cáp sợi quang chống gập mang lại độ linh hoạt tốt hơn cho không gian chật hẹp, duy trì tổn thất tín hiệu thấp và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn cháy nổ, khiến chúng rất phù hợp cho triển khai trong nhà.