Blog

Các tùy chọn tùy chỉnh lõi chính cho cáp đồng trục RF trong cơ sở hạ tầng viễn thông

Thích ứng trở kháng, lớp mạ và vỏ bọc cho các môi trường mạng trong nhà, ngoài trời và dưới lòng đất

Hầu hết các nhà khai thác viễn thông sử dụng tiêu chuẩn trở kháng 50 ohm cho mạng 5G và các trạm thu phát lớn, mặc dù họ chuyển sang 75 ohm khi xử lý tín hiệu phát sóng hoặc truyền video qua cáp quang. Điều này giúp giảm thiểu hiện tượng phản xạ tín hiệu gây khó chịu, vốn trở thành vấn đề nghiêm trọng ở các khu vực đô thị đông đúc. Khi nói đến vật liệu mạ, thực tế có một logic khá rõ ràng đằng sau những lựa chọn này. Đồng mạ bạc hoạt động rất tốt trong các hệ thống ăng-ten phân bố trong nhà và kết nối fronthaul vì nó giảm đáng kể tổn hao tín hiệu. Tuy nhiên, ở ngoài trời nơi thiết bị phải chịu tác động thời tiết, các kỹ sư thường ưa chuộng đầu nối đồng thau mạ niken hơn do khả năng chống ăn mòn tốt hơn nhiều. Vật liệu vỏ bọc cũng quan trọng không kém, tùy thuộc vào vị trí lắp đặt cáp. Đối với các hệ thống đi nổi trên cao, lớp vỏ polyethylene ổn định dưới tia cực tím giúp duy trì hoạt động bền bỉ trong nhiều năm bất chấp ánh nắng. Còn đối với cáp chôn dưới đất? Lớp phủ fluoropolymer chống gặm nhấm tạo nên sự khác biệt lớn trong việc bảo vệ cáp khỏi bị hư hại do động vật cắn phá lớp nhựa thông thường. Những vật liệu này giúp đảm bảo thời gian vận hành ổn định khoảng 15 năm ngay cả trong môi trường khắc nghiệt, theo các bài kiểm tra độ bền gần đây năm 2023 được thực hiện trên nhiều dự án cơ sở hạ tầng khác nhau.

Thiết kế cáp đồng trục RF không từ tính, chống ăn mòn cho các triển khai trạm gốc khắc nghiệt

Khi được đặt gần các mảng ăng-ten nhạy cảm, các đầu nối bằng thép không gỉ không từ tính giúp ngăn chặn nhiễu từ lên các mạch điện tử định hướng sóng đồng thời giảm thiểu méo tín hiệu. Các bài kiểm tra thực địa đối với hệ thống 5G NR năm ngoái đã cho thấy cải thiện khoảng 27% trong lĩnh vực này. Đối với những vị trí ven biển khó khăn hoặc khu vực công nghiệp nặng nơi các trạm thu phát lớn cần hoạt động, lớp vỏ bọc ba lớp mang lại hiệu quả vượt trội trước các thách thức môi trường. Điều này bao gồm các giải pháp như lớp giáp băng nhôm quấn quanh cáp và các loại gel kỵ nước đặc biệt bên trong nhằm ngăn nước xâm nhập. Những biện pháp bảo vệ này thực sự phát huy giá trị khi nói đến độ tin cậy. Tỷ lệ lỗi giảm khoảng 40% ngay cả khi nhiệt độ dao động mạnh từ âm 40 độ C lên đến 85 độ C. Điều đó khiến các thành phần này trở nên cực kỳ quan trọng trong việc triển khai tại các môi trường khắc nghiệt như vùng Bắc Cực, sa mạc nóng hoặc bất cứ nơi nào tiếp xúc với nước biển.

Sự đánh đổi vật liệu cách điện: PTFE so với xốp PE về độ ổn định tần số và kiểm soát tổn hao cho mmWave 5G

Ở tần số mmWave trên 24 GHz, việc lựa chọn vật liệu điện môi chi phối cả độ ổn định pha và tổn hao chèn:

• Polytetrafluoroethylene (PTFE) cung cấp độ ổn định pha vượt trội (±0,5°), rất quan trọng cho hiệu chuẩn massive MIMO và kết nối fronthaul nhạy cảm với thời gian, mặc dù làm tăng chi phí khoảng 35%
• Xốp polyethylene (PE) đạt được tổn hao chèn thấp hơn (0,15 dB/m tại 40 GHz) nhưng có hiện tượng giãn nở nhiệt lớn hơn—yêu cầu bù trừ chiều dài trong môi trường thay đổi nhiệt độ

Các nhà khai thác sử dụng PTFE ở những nơi đòi hỏi độ toàn vẹn tín hiệu tuyệt đối (ví dụ: giao diện ăng-ten chủ động), và dùng xốp PE ở những nơi ưu tiên hiệu quả chi phí cùng độ ổn định vừa phải (ví dụ: dây nhảy lớp truy cập). Các vật liệu điện môi lai tối ưu hiện nay đạt độ nhất quán 99,7% trong đồng bộ hóa thời gian 5G NR mà không phát sinh chi phí cao.

Lợi ích hiệu suất từ cáp đồng trục RF tùy chỉnh trong mạng tần số cao

Giảm Tổn Hao Chèn Nhập và Đảm Bảo Tính Ổn Định Pha Trên Các Dải Tần Từ 600 MHz–40 GHz

Các loại cáp đồng trục RF tùy chỉnh giúp giảm thiểu tổn thất tín hiệu trong các mạng 5G và mmWave nhờ vào thiết kế hình dạng dây dẫn được tính toán kỹ lưỡng, các lựa chọn chắn sóng tốt hơn và vật liệu cách điện được cải thiện. Theo tiêu chuẩn IEC 61196-1 từ năm 2023, những cải tiến này thực tế có thể làm giảm tổn hao chèn nhập khoảng 0,3 dB trên mỗi mét trong dải tần số từ 24 đến 40 GHz. Điều đó có nghĩa là các nhà khai thác mạng có thể không cần sử dụng nhiều bộ khuếch đại tín hiệu hoặc bộ lặp trong tương lai, trong khi vẫn duy trì dạng sóng ổn định. Quan trọng hơn, các loại cáp này còn duy trì độ ổn định pha trong phạm vi khoảng nửa độ qua các tần số khác nhau và trong điều kiện nhiệt độ thay đổi. Loại hiệu suất này cho phép thực hiện các hoạt động MIMO mạch lạc ngay cả khi phải xử lý các phản xạ tín hiệu phức tạp trong môi trường đô thị dày đặc, nơi các tòa nhà làm phản xạ tín hiệu khắp mọi nơi.

Tùy chỉnh Độ dài Chính xác để Tối ưu hóa Độ trễ Tín hiệu trong các Hệ thống Ăng-ten MIMO và Định hình Tia

Việc xác định độ dài cáp chính xác đến từng milimét rất quan trọng khi đồng bộ hóa các Hệ thống Anten Chủ động (AAS) và các mảng định hướng sóng. Vấn đề với các loại cáp tiêu chuẩn là chúng tạo ra sự chênh lệch thời gian trên 15 picogiây, có thể làm lệch hướng sóng khoảng 4,5 độ ở tần số 28 GHz. Đó là lý do vì sao hiện nay nhiều kỹ sư chuyển sang sử dụng các cụm cáp tùy chỉnh được phối pha. Các cấu hình chuyên dụng này khắc phục vấn đề mất cân bằng và cho phép các tín hiệu kết hợp một cách chính xác để đạt được kết nối mmWave có độ lợi cao như nhu cầu hiện nay. Xem xét trong các lắp đặt thực tế, các nhà vận hành đã ghi nhận mức giảm tổn hao kết nối khoảng 20-25% khi sử dụng các hệ thống MIMO khối lượng lớn đã được hiệu chỉnh trước này. Đối với các hệ thống có thành phần phân tán như Đầu phát sóng từ xa (RRHs), việc duy trì các dây nhảy có chiều dài điện học nhất quán trong toàn bộ hệ thống trở nên vô cùng quan trọng. Sự nhất quán này giúp duy trì mức độ trễ dự đoán được, một yếu tố hoàn toàn cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn CPRI/eCPRI và đảm bảo mạng hoạt động một cách định tính dưới tải.

Tuân thủ và Độ tin cậy: Đáp ứng các yêu cầu vận hành của 5G, LTE và AAS/RRH

Khi nói đến cáp đồng trục RF tùy chỉnh, chúng được thiết kế để vượt quá các yêu cầu cơ bản thay vì chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn tối thiểu. Những cáp này tuân thủ các thông số kỹ thuật quan trọng như 3GPP Release 16 dành cho mạng 5G, tiêu chuẩn IEEE 1595 về bảo vệ chống sét đánh, và ETSI EN 301 489-1 liên quan đến khả năng tương thích điện từ. Các thử nghiệm thực tế cho thấy cáp không đạt các tiêu chuẩn này có thể làm suy giảm tín hiệu nhiều hơn khoảng 30% ở tần số mmWave, điều này ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dịch vụ. Vấn đề lớn nhất với cáp chất lượng kém? Đó là hiện tượng biến điệu thụ động hay còn gọi là lỗi PIM, thường dẫn đến sự cố tại các trạm phát sóng. Vì vậy, các giải pháp tùy chỉnh tốt cần sử dụng vật liệu ổn định theo thời gian, chống ăn mòn và duy trì biến thiên pha trong giới hạn chặt chẽ (dải nhiệt độ từ -40°C đến 85°C). Khi các nhà sản xuất kiểm tra những cáp lắp ráp sẵn tại nhà máy này dựa trên cả hai tiêu chí EMI và PIM, họ thường đạt được tỷ lệ độ tin cậy gần như hoàn hảo lên tới 99,999% thời gian hoạt động. Ngoài ra, các công ty tiết kiệm khoảng 18% chi phí bảo trì so với việc sử dụng các sản phẩm có sẵn khi những sự cố tất yếu xảy ra ngoài thực địa.

Lợi Thế Chiến Lược Của Cáp RF Đồng Trục Tùy Chỉnh Đối Với Các Nhà Khai Thác Viễn Thông

Triển Khai Nhanh Hơn Và Giảm Thiểu Rủi Ro Tích Hợp Nhờ Bộ Cáp RF Đồng Trục Tùy Chỉnh Đã Được Xác Minh Trước

Khi nói đến các bộ phận lắp ráp theo yêu cầu, chúng được cung cấp với tình trạng đã được kiểm định và thử nghiệm trước cho các yếu tố như độ ổn định trở kháng, hiệu suất PIM xuống dưới -165 dBc, và mức suy hao đồng đều trong khoảng +/- 0,5 dB ở các nhiệt độ khác nhau. Điều này có nghĩa là không còn phải lãng phí hàng giờ tại hiện trường để thực hiện những kiểm tra thực địa tẻ nhạt nữa. Các bài kiểm tra được thực hiện ở cấp nhà máy giúp các thành phần này hoạt động ngay lập tức khi kết nối với các ăng-ten MIMO, đầu thu phát xa và các hệ thống ăng-ten chủ động. Các thử nghiệm thực địa cho thấy điều này thực tế có thể giảm thời gian triển khai khoảng 40%, một con số khá ấn tượng khi xem xét các đợt triển khai mạng thực tế. Các nhà khai thác mạng tiết kiệm chi phí vì họ không còn phải xử lý các công việc sửa chữa tốn kém, leo tháp nhiều lần, hay thực hiện việc hiệu chuẩn lại toàn bộ hệ thống—những việc thường xuyên xảy ra với các cáp tiêu chuẩn gặp vấn đề về trở kháng hoặc do ảnh hưởng của nhiệt độ. Thứ từng là nỗi đau đầu đối với các nhà tích hợp nay đã trở thành yếu tố giúp đẩy nhanh tiến độ dự án một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.

Câu hỏi thường gặp

Lợi thế chính của việc sử dụng cáp đồng trục RF tùy chỉnh trong các mạng viễn thông là gì?

Lợi thế chính nằm ở khả năng giảm tổn thất tín hiệu, tăng cường độ ổn định pha và duy trì độ tin cậy trên các tần số khác nhau và điều kiện môi trường thay đổi, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng viễn thông đòi hỏi cao.

Cáp đồng trục RF tùy chỉnh cải thiện hiệu suất mạng trong các môi trường tần số cao như thế nào?

Chúng được thiết kế để giảm thiểu tổn hao chèn và cải thiện độ ổn định pha, điều này rất quan trọng đối với hoạt động MIMO mạch lạc và định hướng chùm tia hiệu quả trong các môi trường tần số cao như mạng 5G và mmWave.

Tại sao việc lựa chọn điện môi lại quan trọng trong cáp đồng trục RF?

Vật liệu điện môi ảnh hưởng đến độ ổn định pha và tổn hao chèn. PTFE mang lại độ ổn định pha vượt trội, trong khi PE xốp cung cấp tổn hao chèn thấp hơn; cả hai đều rất quan trọng tùy theo nhu cầu ứng dụng.

Cáp tùy chỉnh đóng góp như thế nào vào việc giảm thời gian triển khai?

Các cáp tùy chỉnh đã được kiểm tra và xác minh trước tại nhà máy giúp giảm thiểu nhu cầu điều chỉnh tại hiện trường, rút ngắn đáng kể thời gian triển khai và giảm nguy cơ phát sinh sự cố tích hợp.