Paano Bawasan ang Pagkawala ng Signal Gamit ang Coaxial Cables?

Ano ang Nagdudulot ng Pagkawala ng Signal sa Coaxial Cable?

Mga pagkawala dahil sa dielectric at conductor: Pagkalugi ng enerhiya sa core at insulation ng cable

Kapag ang mga signal ay naglalakbay sa pamamagitan ng mga coaxial cable, nagsisimula silang nawawalan ng lakas dahil sa mga pangunahing mekanismo ng pagkawala ng enerhiya. Ang pangunahing wire sa loob ng cable ay talagang nawawalan ng ilang kapangyarihan habang ang mga electron ay bumubuga sa isa't isa sa istrukturang metal. Lumalala ito sa mas mataas na frequency kung saan ang karamihan sa kasalukuyang daloy ay nasa paligid lamang ng panlabas na bahagi ng conductor, hindi sa buong kapal nito. Kasabay nito, ang plastik na insulation sa pagitan ng mga conductor ay mayroon ding papel. Hinahawakan nito ang ilang elektromagnetikong alon na dumadaan at ginagawa nitong init imbes na pahintulutan silang marating ang kanilang destinasyon. Ang dalawang problemang ito kapag pinagsama ay karaniwang nagdudulot ng halos tatlong-kapat ng lahat ng paghina ng signal sa karaniwang mga setup ng cable. Kaya nga ang mahabang paggamit ng coax ay maaaring magresulta minsan sa mahinang pagtanggap o koneksyon na may mas mababang kalidad.

Pagbaba ng signal na nakabase sa frequency: Bakit tumataas ang pagkawala sa coaxial cable sa mas mataas na RF frequency

Ang halaga ng pagkawala ng signal ay tumataas nang husto habang tumataas ang mga dalas dahil sa paraan kung paano kumikilos ang mga elektromagnetikong alon. Kapag tinitingnan natin ang mga dalas na higit sa 100 MHz, bawat beses na dumodoble ang dalas, may humigit-kumulang 30% na pagtaas sa pagkawala ng signal sa loob ng mga kable na RG-6. Ito ay nangyayari pangunahin dahil ang mga elektron ay umaandar nang mas malapit sa ibabaw (skin effect) at ang materyal ng insulasyon ay mas aktibong tumutugon sa mga nagbabagong electric field. Halimbawa, isang karaniwang kable na RG-6 na may haba na 100 paa: sa 1 GHz, nawawala nito ang humigit-kumulang 6.5 dB ng lakas ng signal, samantalang sa 50 MHz, ang pagbaba nito ay nasa humigit-kumulang 1.2 dB lamang. Dahil sa mga pagkakaiba na ito, ang pagpili ng tamang kable ay naging lubhang mahalaga kapag hinaharap ang mga modernong mataas-na-bilis na network tulad ng mga instalasyon ng 5G o ng mga serbisyo ng internet na gumagamit ng DOCSIS 3.1, kung saan ang kahit maliit na pagkawala ay maaaring makaimpluwensya nang malaki sa pagganap.

Di-makatugmang impedance at mga reflection: Paano sinisira ng VSWR ang integridad ng signal sa coaxial cable

Ang hindi pagkakatugma sa impedance ng coaxial cable (karaniwang mga 50 ohms o 75 ohms) at sa kung ano man ang nakakabit sa alinman sa dalawang dulo nito ay nagdudulot ng mga nakakainis na signal reflection na ayaw nating lahat. Ano ang mangyayari susunod? Ang mga sumasalimbabing signal na ito ay nakakagambala sa pangunahing signal na dumadaan, na lumilikha ng mga standing wave pattern na sinusukat ng mga inhinyero gamit ang isang sukatan na tinatawag na Voltage Standing Wave Ratio o VSWR para maikli. Kapag lumampas ang ratio na ito sa humigit-kumulang 1.5 hanggang 1, mabilis na magsisimulang magkaproblema ang mga bagay. Bumababa ang kalidad ng signal ng humigit-kumulang 3 decibels, at maaaring biglang tumigil sa tamang paggana ang mga kagamitan minsan-minsan. Bakit ito nangyayari? May ilang karaniwang sanhi: mga konektor na hindi tama ang crimping noong instalasyon, mga koneksyon na nagsimulang magkaripas o kumoros sa paglipas ng panahon, at mga cable na sobrang pinabaluktot sa anumang bahagi ng kanilang ruta. Ang pinakamasamang bahagi? Ang mga reflection na ito ay hindi lamang tahimik na nananatili doon. Sa katunayan, pinapaburuk na nila ang normal na mga pagkawala sa cable, kaya imbes na makakuha ng buong kapangyarihan sa pagpapadala, ang mga sistema ay maaaring nakakapadala lamang ng humigit-kumulang 60% ng dapat nilang ipadala kapag ang lahat ay tama ang pagkakatugma.

Mga Pisikal at Pang-instalasyong Salik na Nagpapalakas ng Pagkawala ng Coaxial Cable

Haba ng kable at pagbaba ng signal: Pagkalkula ng dB na pagkawala bawat talampakan para sa karaniwang mga uri ng coaxial cable

Ang pagbaba ng signal ay direktang tumutugma sa haba ng kable dahil sa resistensya ng conductor at absorpsyon ng dielectric. Ang mas mahabang kable ay nagpapalakas ng pagkawala ng enerhiya, na nagpapalit ng mga RF signal sa init. Halimbawa:

• Ang RG-6 ay nawawala nang humigit-kumulang 0.25 dB/talampakan sa 750 MHz
• Ang LMR-400 ay nananatiling 0.11 dB/talampakan sa 1 GHz
  Ang eksponentyal na relasyong ito ay nangangailangan ng tiyak na kalkulasyon bago ang instalasyon—tignan palagi ang mga tsart ng pagbaba ng signal mula sa tagagawa para sa iyong target na saklaw ng frequency.

Pagkukurba, pagpindot, at pinsala sa shielding: Mga hindi nakikitang banta sa pagganap ng coaxial cable

Ang pisikal na stress habang naiinstala ay nagpapababa ng pagganap sa paraang madalas na hindi napapansin:

• Mga matalas na baluktot ang paglabag sa minimum na radius ng baluktot ay nagpapabago sa hugis ng dielectric, na nagdudulot ng pagtaas ng impedance mismatch
• Nakapipigil na shielding nababawasan ang kakayahang tumanggi sa interference hanggang 40%
• Mga baluktot na conductor lumilikha ng mga lokal na punto ng reflection
  Ang pagsusuplay ng kahalumigmigan sa pamamagitan ng nasirang jacket ay nagpapabilis ng oxidation, na nagpataas ng resistance ng conductor. Ang mga pinatunayang gawain ay kinabibilangan ng pagpapanatili ng bend radii na higit sa 10× ang diameter ng cable at pag-iwas sa torsion habang ina-route ang cable.

Mga Pinatunayang Estratehiya para Minimizan ang Signal Loss sa mga Coaxial Cable System

Paggawa ng mababang-loss na coaxial cable: Tanso laban sa CCA, foam laban sa solid dielectric, at kahusayan ng shielding

Ang pagpili ng tamang coaxial cable ay talagang nakasalalay sa paghahanap ng pinakamainam na balanse sa pagitan ng kahusayan nito sa pagdadala ng kuryente, ang uri ng dielectric material na ginagamit, at ang kalidad ng shielding. Kapag tinitingnan ang mga conductor, nananalo ang solid copper kumpara sa copper clad aluminum (CCA) sa aspeto ng signal loss. Tinutukoy nito ang humigit-kumulang 20 hanggang 30 porsyento na mas mababang attenuation dahil ang simpleng tanso ay mas mahusay na nagdadala ng kuryente sa buong istruktura nito. Malaking impluwensya rin ang mga dielectric na puno ng foam. Maaari nilang bawasan ang mga nakakainis na capacitance losses hanggang 40 porsyento kumpara sa karaniwang solid polyethylene, dahil hindi sila nagpapahintulot sa mga electron na magbouncing sa loob ng insulation. Kung ang electromagnetic interference ay isang problema, ang mga quad shield design na may maramihang layer ng aluminum foil at braided shielding ang pinakamainam na opsyon. Panatagin nila ang signal leakage sa ilalim ng 1 porsyento, kaya’t ito ang karaniwang standard na kagamitan sa mga seryosong RF application. At huwag kalimutan din ang impedance stability. Ang mga de-kalidad na cable ay nananatiling nasa loob ng plus o minus 2 ohms sa iba’t ibang frequency, na nangangahulugan na ang mga signal ay nananatiling malinis at pare-pareho anuman ang band na ginagamit.

Panghuling pagpapahusay at pagpili ng konektor: Pag-alis ng mga kawalan ng pagkakatugma sa impedance at pagsisira dahil sa korosyon sa mga koneksyon ng coaxial cable

Ang tamang pagpili ng mga konektor ay nakakapigil sa karamihan ng mga nakakainis na pagrereflect ng impedance na nakakaapekto sa mga pagbabasa ng VSWR. Ang mga konektor na may compression style ay nagpapanatili ng mabuting pagkakasunod-sunod sa loob ng halos kalahating milimetro kapag tama ang pag-install, na tumutulong na mapanatili ang mahalagang 50 o 75 ohm na impedance sa buong mga koneksyon. Mahalaga rin ang ginto na plating sa mga ibabaw ng contact dahil ito ay nakakatulong laban sa oksidasyon—lalo na sa mga lugar na madumi o nababasa kung saan ang resistensya ay maaaring tumataas ng 15 hanggang 20 porsyento bawat taon ayon sa ilang pag-aaral. Para sa mga instalasyon na nakakalaban sa matitinding kondisyon o nasa bukas na kapaligiran, ang paggamit ng mga konektor na gawa sa stainless steel na may IP68-rated na seal ay isang matalinong pagpili, dahil ito ay epektibong nakakapigil sa pagsusulot ng tubig—na sanhi ng maraming nakakairita at pansamantalang pagkabigo na hindi natin gusto. Bago tapusin ang anumang proyekto, mainam na suriin ang kalidad ng mga termination gamit ang TDR testing equipment. Ito ay nakakadetekta ng mga napakaliit na depekto sa antas ng micron na maaaring magdulot ng mas malalaking problema sa hinaharap kapag na-deploy na ang buong sistema nang pormal.