EN
5G Koaksiyel Kablo Performansında Frekansa Bağlı Kayıp Mekanizmaları
Alt-6 GHz ve mmWave Bantlarında Deri Etkisi ve Dielektrik Kayıpları
Daha yüksek frekanslarda çalışırken koaksiyel kablolar, doğanın işleyişi nedeniyle aynı performansı gösteremez. Deri etkisi, RF akımlarını iletkenlerin dış kısımlarına doğru iter ve bunları daha yüksek dirençliymış gibi davranmaya zorlar. Bakır, frekanslar arttıkça hızla kötüleşir ve 3,5 GHz'den 28 GHz'ye çıkıldığında iletkenliği yaklaşık %40 oranında düşer. Aynı zamanda, kablo içindeki malzemeler enerjiyi daha fazla emmeye başlar. Köpük polietilen, 6 GHz'de metre başına yaklaşık 0,5 dB kayba uğrar ancak florlanmış etilen propilene geçildiğinde bu kayıp, özellikle milimetre dalga aralıklarında enerjiyi daha az harcadığı için yaklaşık %30 oranında azalır. Tüm bu birleşik kayıplar büyük MIMO sistemlerinde sinyal kalitesini ciddi şekilde bozar ve 24 GHz'in ötesinde hata payının neredeyse kalmadığı durumlarda ışınlama odaklamasının hassasiyetini özellikle olumsuz etkiler. Frekanslar yükselmeye devam ettikçe sistem tasarımcıları genellikle daralan güvenlik paylarıyla mücadele etmek zorunda kalırlar.
5G Sinyal Bütünlüğünü Belirleyen Koaksiyel Kablo Yapı Seçimleri
İletken Saflığı, Köpük PE ile FEP Dielektrikler ve Ekranlama Mimarisi Arasındaki Ödünleşimler
5G sistemlerinde koaksiyel kabloların performansı gerçekten üç ana yapısal faktöre bağlıdır. İlk olarak iletken malzeme ile başlayalım. Oksijensiz bakır (OFC), direnç kayıplarını azalttığı için tercih edilir. Özellikle yüzey etkisi akımı sadece yüzeye yakın ince bir tabakaya ittiği milimetre dalga frekanslarında bu oldukça önemlidir. İkinci olarak dielektrik malzeme seçimi gelir. Burada bazı ödünleşimler vardır. Köpük polietilen (PE), 6 GHz altındaki frekanslarda daha düşük sinyal kaybı sağladığından iyi çalışır ancak geçen yıl yayınlanan RF Component Journal'e göre 28 GHz'e yaklaşıldığında, yaklaşık %30 daha pahalı olmasına rağmen florlanmış etilen propilen (FEP) daha iyi hale gelir. Üçüncü unsur ise ekranlamadır. Folyo-buket-folyo kombinasyonu gibi çok katmanlı tasarımlar genellikle %95'in üzerinde kaplama sağlar ve yoğun kurulumlarda elektromanyetik girişime karşı büyük fark yaratır. Gerçek dünya koşullarında yapılan testler, PE yerine FEP kullanan kabloların 24 GHz frekanslarında yaklaşık %15 daha az sinyal bozulması yaşadığını göstermiştir.
50 μ Empedans Tutarlılığı ve 5G Taban İstasyonu Yansımasını En Aza İndirmedeki Rolü
50 ohm empedansı sıkı bir şekilde +/- 0,5 ohm aralığında tutmak, bu 5G baz istasyonu bağlantılarında sinyal yansımasını azaltmak açısından gerçekten önemlidir. Burada küçük sorunlar da önem kazanır. İletken boyutu tutarlı olmadığında veya dielektrik malzemede boşluklar olduğunda, VSWR (voltaj duran dalga oranı) adı verilen şey artar. Ve bu sorun, sinyaller bir dizi içindeki tüm anten beslemelerinden geçtikçe daha da kötüleşir. VSWR değerinin yaklaşık 3,5 GHz frekanslarında 1,5'e 1'e ulaştığında ne olduğunu düşünün. Geçen yıl bazı sektör raporlarına göre, bu basit uyumsuzluk etkili radye edilmiş gücü yaklaşık %20 oranında düşürebilir. Bu önemli bir kayıptır. İyi üretim uygulamaları, kablolar uzadıkça veya sıcaklıklar değiştiğinde bile sabit empedans seviyelerinin korunmasına yardımcı olur. Bu durum, günümüzde modern ağların yoğun şekilde güvendiği büyük ölçekli MIMO yapılandırmalarında sinyal kalitesi ve ışın hizalaması açısından -20 dB'nin altındaki geri dönüş kayıpları gibi büyük farklar yaratır.
Gerçek Dünyada 5G Ağlarında Koaksiyel Kabloların Güvenilirliği Üzerine Çevresel ve Kurulum Zorlukları
EMI Dayanıklılığı: Yoğun Şehir Merkezlerindeki 5G Ortamlarında Koruyucu Kalkan Etkinliği
Koaksiyel kablolar, 5G antenlerinin güç hatlarının ve çeşitli endüstriyel makinelerin hemen yanında yer aldığı kalabalık şehir alanlarında elektromanyetik girişime karşı gerçekten zorlanır. RF alanlar sürekli olarak her yerde çakışır ve bu durum özellikle paylaşılan enerji direklerinde ya da birden fazla kablonun çatılarda küme halinde toplandığı yerlerde sinyal kalitesini ciddi şekilde bozar. Örgülü bakır ve alüminyum folyodan yapılan koruyucu kalkanlar, bu tür girişimleri yaklaşık 40 ila 60 desibel arasında azaltabilir ve böylece iyi performans için gerekli olan önemli sinyal-gürültü oranlarının korunmasına yardımcı olur. Şirketler bu kalkanlamayı atladığında, veri aktarım hızında önemli ölçüde düşüş yaşanır ve yoğun girişimin yaşandığı bölgelerde, örneğin yoğun tren istasyonlarında veya merkezi iş bölgelerinde, aynı anda etrafa yansıyan onlarca sinyal nedeniyle bu düşüş özellikle belirgin hale gelir.
Fiziksel Aşınma Faktörleri: Nem, UV Maruziyeti, Eğme Yarıçapı ve Mekanik Gerilim
Dış mekân 5G kurulumları, koaksiyel kabloları yaşlanmayı hızlandıran ve performansı olumsuz etkileyen çok sayıda çevresel stres faktörüne maruz bırakır:
- Nem : Nemin sızması iletkenleri aşındırır ve dielektrik yalıtımı bozar, bu da zayıflamaya %15'e kadar artışa neden olur (PTS, 2023); kıyı bölgelerde veya yüksek nemli alanlarda hava koşullarına dayanıklı kaplama ve hermetik olarak sıralı konnektörler zorunludur.
- UV maruziyeti: Polietilen kılıflar güneş ışığına 2-3 yıl maruz kaldığında gevrekleşir ve çatlar; UV kararlı bileşikler ömürlerini yaklaşık %70 oranında uzatabilir.
- Eğme yarıçapı: Dar eğme, dielektrik çekirdekte deformasyona neden olabilir ve bunun sonucunda yerel empedans uyumsuzluğu ile mikro yansıma oluşur ki bu özellikle milimetre dalga sinyalleri için yıkıcıdır.
- Titreşim ve Mekanik Gerilme : Rüzgar yükü ve direğe monte edilmiş konnektörlerin zamanla yorulması; yoğun trafiği olan bölgelerde paslanmaz çelik gerilim relief'leri konnektör arızalarını %34 oranında azaltır.
Minimum büküm yarıçaplarına uyma, UV dayanıklı kanalların kullanılması ve uygun gerilim relief'lerinin sağlanması gibi sağlam kurulum uygulamaları, gerçek dünya 5G ağlarında uzun vadeli güvenilirlik için isteğe bağlı iyileştirmeler değil, temel gereksinimlerdir.
