Како изабрати коаксиални кабел за базову станицу пријемника?

Усаглашавање импеданце и компатибилност фреквенционог опсега

Зашто је 50 Ом критичан за БТС РФ интерфејсе

Базни преносни стационар (БТС) системи у великој мери зависе од одржавања стандардне 50 Ом импеданце широм њихових РФ интерфејса. То помаже да се максимално искористи пренос енергије док се задржавају досадни одраз сигнала. Међународни стандарди за радиоfrekвентно инжењерство као што су ИЕЦ 61196 и ИЕЕЕ 1162 заправо одређују овај захтев, који осигурава да све функционише правилно приликом повезивања антена, филтера, појачачача и тих дугих преносних линија које сви знамо и волимо. Када постоје неисправности изнад плус или минус 5 Ом, око 15 до 30 посто преношеног напајања се рефлектира назад уместо да иде тамо где би требало. Такве ствари стварно нарушавају квалитет сигнала и изазивају проблеме са мерењима односа напона и стајалих таласа. И да се суочимо са тим, у данашњим мобилним мрежама које раде на овим невероватно високим фреквенцијама, мале одступања само се погоршавају док се шире кроз систем. Дакле, стриктно се придржавање стандарда од 50 Ом није само добра пракса већ је апсолутно неопходно ако желимо да наше мрежне распореде остану стабилне и могуће да се повећају када је потребно.

Потребе за перформансе у ХФ/ВХФ/УХФ и ћелијским опсеговима (700 МГц2,7 ГГц)

Да би коаксиални каблови добро радили, они морају одржавати стабилну импеданцу од 50 Ом током свог рада, а истовремено и добро радити у одређеним фреквенцијским опсеговима. Када погледамо ХФ и ВХФ фреквенције између око 3 и 300 мегагерца, оно што је најважније је одржавање стабилних фазних карактеристика и минимизација дисперзије сигнала. Ово постаје посебно важно за старије системе које и даље користе аналогне гласне комуникације и старог метода преноса података. Ствари се прилично мењају када се пређемо на УХФ и модерни мобилни спектар око 700 МГц све до око 2,7 ГГц. Овде се фокус помера ка смањењу губитка сигнала и осигурању да кабл може да се носи са значајним нивоима снаге. Ово је посебно тачно за данашње 5G мреже које захтевају тако широке опсеге и те компликоване масивне МИМО поставке. Занимљиво је да би кабл дизајниран посебно за рад на 2,7 ГГц заправо могао изгубити око 40 посто више сигнала у поређењу са идентичним каблом који се користи на само 700 МГц фреквенцијама. Због ове значајне разлике, инжењери заиста морају обратити пажњу на факторе као што су врста употребљених диелектричних материјала, облик проводника и врста штитња која се уграђује током производње ако желе да сачувају квалитет сигнала у целој фреквентној опсеги у којој ови каблови раде.

ВПВР утицај на поузданост система у густим БТС-у

Када се бавите густим урбаним подручјима или локацијама где више оператера дели простор, све изнад VSWR односа од 1,5: 1 заиста почиње да једе на поузданост система. Гледајући у стварна мерења на терену од главних провајдера мреже открива се нешто забрињавајуће: када ВСВР стално остане изнад 1,8:1, постоји отприлике четвртина више неуспјеха на локацији. Главни кривци? Отражена енергија се меша са пријемницима горе и изазива оне досадне аутоматске искључења предавача које нико не жели. И ако коаксиални каблови или коннектори нису правилно усавршени, они стварају оно што називамо пасивна интермодулација (ПИМ). Овај ПИМ нарушава суседне канале и у основи чини коришћење спектра мање ефикасним него што би требало. Ево још једне ствари коју инжењери треба да запамте: пошто се ВСВР састоји од различитих компоненти у низу, као што су кабли који иду у главне хранилиште, а затим на антене, одржавање сваке тачке за повезивање испод 1,25:1 је исто толико важно као и оно што се дешава са самим предава Ова пажња на детаље на свим интерфејсима осигурава стабилну перформансу током целог ланца комуникације.

Смањење сигнала, управљање енергијом и физички размери

Коаксијални кабел атенуације у односу на фреквенцију, дужину и пречник: Реални подаци за 146 MHz и 1.82.7 GHz BTS опсеге

Губљење сигнала у коаксијалним кабловима следи прилично предвидљиве обрасце. Када се фреквенције удвоструче, губици се повећавају четири пута. Ако неко смањи пречник кабела на пола, очекујте око 30% више деградације сигнала посебно у тим ћелијским фреквенцијским опсеговима о којима смо сви забринути ових дана. Погледајте стандардне кабеле дужине 100 метара. На 146 МГц губе око 3,2 ДБ снаге сигнала. Али повећајте ту фреквенцију на 2,7 ГГц и изненада ћемо видети губитак од 18 ДБ који је потпуно изван онога што је прихватљиво за 5Г мреже (обично испод 1,5 ДБ на 100 метара). Већи каблови као што су 7/8 инча или чак 1-5/8 инча хелиакс могу смањити губитке испод 6 дБ на 2,7 Гцх на истој удаљености, што помаже да се покривеност одржи јаком на ивицама ћелија. Међутим, постоји и улов. Ови већи каблови су веома крути и тешко се са њима ради када се инсталирају на кули где је простор тежан. Плус, инсталатори морају да троше додатно време и новац да би их правилно превели. Ево још једне ствари о којој нико не воли да говори, али која је веома важна: сваки додатни губитак сигнала од 3 dB значи да се снага предавача удвостручи само да би ствари радиле исправно. Тако да губитак сигнала више није само ради радио фреквенција, већ утиче и на управљање топлотом и додаје стварне оперативне главобоље за оператере мреже.

Уколико је потребно, примењује се упутство за просветљење.

Када је реч о апликацијама за BTS са високом енергијом, управљање енергијом једноставно се не може одвојити од тога колико добро нешто управља топлотом. Проблем са каблима са великим губицима је што претварају много радиоfrekвентне енергије у стварну топлоту. Узмимо на пример 100 ват континуирани сигнал који ради на фреквенцији од 2,1 ГГц. Оваква конфигурација може повећати температуру напољу обичног коаксиалног кабела од пола инча за око 15 степени Целзијуса, што убрзава процес старења диелектричног материјала унутра. На макро локацијама са 1000 вата, када околна температура пређе 40 степени Целзијуса, оператери морају смањити снагу за око 40% да би спречили потпуну пропаст изолације. Добро управљање топлотом подразумева коришћење тих ланиних бакарних кабела, јер се оне ослобођују топлоте око 25% брже од својих ровних кабела са глатким зидовима. Такође је важно да се строго прате минималне спецификације радијуса за савијање како би се спречило стварање тих неугодних врућих тачака у одређеним областима. Сви ови кораци помажу у продужењу живота опреме док се нивои ПИМ одржавају стабилни, посебно током дугих периода ситуација са великим коришћењем енергије.

Упоређивање уобичајених типова коаксиалних кабела за инсталације БТС

РГ-серија против ЛМР® коаксиалног кабела: губитак, флексибилност и анализа трошкова на кључним фреквенцијама

Избор правог коаксиалног кабела за инсталације БТС-а подразумева претежу неколико фактора, укључујући губитак сигнала, издржљивост против физичког стреса, колико добро издрже на отвореном и колико ће коштати током времена. Када раде у типичним ћелијским фреквенцијским опсеговима од око 700 МГц до око 2,7 ГГц, кабли из серије РГ као што су РГ6 и РГ11 имају тенденцију да буду јефтинији у почетку, коштајући отприлике 30 до 50 посто мање од њихових ЛМР коле Али постоји и улов. Ови РГ кабли заправо губе много више силе сигнала дуж линије. На пример, РГ6 губи око 6,9 дБ на 100 метара на 2,5 Гц, док ЛМР 400 губи само око 3,9 дБ на истој удаљености. Ова разлика постаје заиста важна када се бавите тим дугим кабелима који су уобичајени на макро локацијама јер директно утиче на подручје покривености и ствара више потенцијала за проблеме са интерференцијама. Још једна ствар коју треба узети у обзир је флексибилност. ЛМР кабли долазе са таласном бакарном штитњом и глатким полимерским јакнама које им омогућавају да савијају чврстије кругове. ЛМР 400 може да се носи са окретањима са минималним радијусом од само 1,25 инча у поређењу са захтевом РГ11 од 3 инча. То чини сву разлику приликом инсталације у уским просторима где су више антена спаковано заједно, помажући да се спрече оштећења од прекомерног савијања која би иначе могла довести до неуспјеха на путу.

РГ кабли се и даље добро користе за кратке пролазе унутар зграда или за ДАС шпоре, али када говоримо о ванземним БТС хранилиштима који се суочавају са тешким условима, ЛМР се истиче. Ови каблови се носе са екстремним температурама од -55 степени Целзијуса све до +85, плус они се одупирају оштећењу УВ и одржавају добру перформансу ПИМ-а око -150 дБц обично. Заштита од временских услови је веома важна када се ове линије стално боре против влаге и излагања сунцу на отвореном. Такође има смисла погледати повратак инвестиције. Већина инжењера сматра да се додатни трошкови на ЛМР исплаћују током времена јер сигнали остају јачи дуже, замене се дешавају, а техничари троше мање сати на решење проблема на путу у поређењу са оним што би се у почетку могло чинити јефтиније опције.

Еколошка трајност и интеграција конектора за спољне локације БТС-а

Упростљиви у односу на ултравиолетове, температуре и ПИМ-безобједни материјали за јакне (ПЕ, ЛСЗХ и горубован бакар)

Када се користе на отвореном, коаксиални каблови БТС се свакодневно суочавају са свим врстама изазова околине. Замислите силна сунчева зрака која их удара, екстремне промене температуре од хладних ноћи до врућих дана, воду која улази кроз мале пукотине и стално трљање површине. Зато се многи инсталатори окрећу полиетиленским јакнама због њихове супериорне УВ заштите. Ови материјали остају флексибилни чак и када температура падне испод нула или се попече далеко изнад телесне топлоте, што је одлично за већину инсталација ћелијских куља. За места где би пожари могли бити проблем као што су унутрашње зграде или испод градских улица, требају нам те специјалне верзије са ниским димом и нултом халогена. Они смањују опасне гасове ако нешто не иде како треба. И не заборавимо на метални штит унутар кабела. Само ставити на добар јакн не довољава. Потребно нам је одговарајуће бране од бакра да би низови пасивне интермодулације били испод -140 дБц. Ово је супер важно за 5G мреже јер у супротном, интерференције могу да затупе слабе сигнале или потпуно наруше комуникације контроле. Избор одговарајуће комбинације спољашњег покривања и унутрашњег штитња чини огромну разлику у томе колико дуго ове скупе компоненте трају, посебно у близини океана где солни ваздух прогушава ствари или у фабрикама које су изложене тешким хемикалијама.

Н-тип, 7/16 ДИН, и 4.3-10 Конектори: Границе фреквенције, Спецификације крутног момента и перформансе интермодулације

Конектори делују и као електричне везе и као баријере против фактора животне средине, и колико добро раде заиста утиче на то да ли ће цео систем остати поуздани. Узмите, на пример, Н-тип конекторе. Они раде са сигналима до око 11 Гц и добијају пуно употребе у тестирању опреме и оних ниско-моћних кабела. Али постоји и улов - њима је потребна само исправна количина затезавајуће снаге између 15 и 20 ньјутонских метара ако желимо да оне не буду подвласне води (IP67) и да одржавају стабилну 50 омску везу. Када се баве моћним преносачима макро базаних станица који гурају 500 вата или више, инжењери се уместо тога окрећу 7/16 ДИН конекторима. Ови лоши момци боље се носе са интерференцијама (-155 дБц је прилично добро) и могу да примају сигнале до 7,5 Гц. Које су недостатке? Њихова већа величина чини их неприкладним за тежаке мале ћелије. Затим је ту новији 4.3-10 коннектор направљен посебно за ову 5G развојну ствар. Изненађујуће добро потисне нежељене сигнале (-162 дБц?) ради чврсто на 6 ГцХ, и заправо се уклапа у тешке тачке без мешања у повторујуће везе. Без обзира на то који се коннектор инсталира, много је важно да се прави тренутни момент. Превише лабаво и вода пролази пут у узроковање проблема корозије. Превише чврсто и ствари почињу да се руше унутра са савијеним централним пиновима и оштећеним штитњама, што нарушава мерења квалитета сигнала (ВСВР иде изнад 1.5:1) и ствара све врсте главобоље поузданости доле по потоци.

Често постављене питања

Која је важност 50 Ом импеданце у БТС РФ интерфејсу?

Одржавање импеданце од 50 Ом је од кључног значаја у БТС-у за оптимизацију преноса снаге и смањење рефлексије сигнала. Обезбеђује компатибилност и поузданост преко различитих компоненти као што су антени, појачачи и преносне линије према међународним стандардима као што су ИЕЦ 61196 и ИЕЕЕ 1162.

Како ВСВР утиче на поузданост система у густим БТС распоређивању?

ВСВР већи од 1,5:1 може значајно утицати на поузданост система, посебно у густим урбаним распоређивању. Виси однос ВСВР повећава рефлектовану енергију, узрокујући неуспехе на локацији и пасивну интермодулацију која утиче на ефикасност спектра. Постојан надзор и одржавање нивоа ВСВР испод 1,25:1 на свим тачкама повезивања је од суштинског значаја за стабилну перформансу.

Који су компромиси између величине коаксиалног кабела и перформанси?

Већи коаксиални каблови могу смањити атенуацију сигнала, али су теже за инсталирање због њихове крутости. Мањи каблови су лакши за руководство, али могу захтевати већу снагу предавача да би се превазишли додатни губици сигнала, што утиче на топлотно управљање и рад.

Зашто су ЛМР каблови пожељни за инсталације ванградских БТС-а?

ЛМР кабли су пожељни за инсталације ванградских базаних преносача станица због њихове супериорне УВ отпорности, флексибилности и мањег губитка сигнала у поређењу са каблима РГ-серије. Иако су у почетку скупљи, ЛМР каблови нуде бољи повратак инвестиција смањењем оперативних проблема и пружањем дужих перформанси у тешким условима животне средине.