Высокочастотный кабель для репитера

Содержание

Какой выбрать коаксиальный кабель
Основные характеристики коаксиальных кабелей
Кабель и кабельные сборки
Как выбрать кабель для 3G/4G антенн и усилителей сигнала?

Какой выбрать коаксиальный кабель

Одна из главных составляющих комплекта установки GSM-репитера – это кабельная сборка. И в данном разрезе сложно переоценить правильность выбора высокочастотного кабеля, который будет оптимальным именно в вашем случае. Давайте же разберемся, какой лучше выбрать коаксиальный кабель и в чем различия между популярными типами данного материала.

Основные характеристики коаксиальных кабелей

Если говорить об обеспечении сигнала для усилителя сотовой связи, то важнейшим свойством кабеля является показатель затухания этого самого сигнала, а также волновое сопротивление. Специалисты рекомендуют использовать продукцию с волновым сопротивлением 50 Ом, иначе появляется риск ухудшения связи и даже поломка оборудования. Именно поэтому нельзя использовать кабели, предназначенные для спутникового телевидения, систем видеонаблюдения, например RG-6, RG-59, так как они обладают сопротивлением 75 Ом.

Обычно при монтаже репитеров применяется размерность от 10 до 30 метров. Все зависит от расстояния между приемной антенной, которая устанавливается на фасаде здания, крыше, вышке, и приемным оборудованием. Чем меньше длина проводника сигнала, тем выше его мощность и чистота. Впрочем, при высоком качестве материалов можно добиться должного эффекта даже при 100-метровом кабеле. Как указывалось выше, для таких задач нужна структура с минимальным показателем затухания. Если уровень затухания сигнала находится в пределах 3 дБм на каждый погонный метр, то качество передачи незначительно ухудшается. В случае возрастания величины до 5 дБм спад качества будет весьма ощутимым, а, начиная с 6 дБм, работать с кабелем становится невозможно.

Все коаксиальные кабели имеют примерно одинаковое строение:

центральная жила (медь, алюминий, их сочетание);
полимерная изоляция (сплошной/вспененный диэлектрик);
экран и металлическая оплетка;
внешняя оболочка, защищающая оплетку от контактна с окружающей средой.

Один из самых распространенных форматов, относится к тонким коаксиальным кабелям. В его основе – медная моно- (стандарт) либо витая жила, оплетка тоже выполнена из меди. Дополнительно используется экран из алюминиевой фольги. Кабель годится как для внутреннего, так и для внешнего использования в температурном режиме от -55 до +125°C. Недостатком такого выбора можно считать относительно высокий показатель затухания сигнала, отчего RG-58 рекомендуется использовать только в случае, когда длина фидера – 3-10 м.

RG-8

Так называемый Thicknet или «толстый Ethernet». Его основные отличия от предыдущего варианта: больший диаметр центрального проводника (одинарная жила из омедненного алюминия) и общего поперечного сечения кабеля, меньший показатель гибкости, более высокая цена. Широко используется профессионалами при монтаже соединения между внешней антенной и усилителем связи длиной до 10 м, диапазон частот составляет 140-1900 МГц. Применяются специальные разъемы, предполагающие пайку. Подлежит использованию внутри и снаружи помещений.

В отличие от предыдущих моделей, RG-213 в качестве стандарта использует витую центральную жилу из меди (7xØ0,75 мм), что заметно повышает эластичность кабеля, предельно снижает радиус изгиба. Оплетка – луженая медь, предусмотрен экран из алюминиевой фольги. Изоляция RG-213 выполнена из вспененного полиэтилена, внешняя оболочка – из ПВХ. Температурный режим эксплуатации: от -20 до +75°C. Фактически это модернизированный RG-8, отвечающий американскому стандарту MIL-C-17D.

Кабель используется преимущественно для диапазонов 900, 1800, 2100, 2400 и 2600 МГц, имеет вдвое меньший показатель потерь на частоте 900 МГц в сравнении с RG-58. Состав 5D-FB: одинарная медная жила, изолированная вспененным диэлектриком, медный экран, алюминиевая фольга и устойчивая к ультрафиолету оболочка. Показатель затухания находится на уровне RG-213 (19,7 дБ на 100 м), хотя предыдущий кабель в 1,5 раз толще. Существует модификация CCA, предусматривающая центральную жилу и оплетку из омедненного алюминия. Хорошее соотношение цены и качества.

Один из наиболее современных видов коаксиального кабеля, разработанный с использование технологии PEEG – в качестве рабочего диэлектрика использован плотный полиэтиленовый компаунд HDPE. Причем состав изоляции включает до 60% азота и только 40% полимера, что гарантирует небывало низкий показатель затухания сигнала. 8D-FB используется там, где нужен длинный кабель. Кроме того, оболочка фидера прекрасно справляется с агрессивной средой и тяжелыми климатическими условиями. Кабель рекомендован к использованию в частотном диапазоне GSM-1800, 3G-2100, LTE-2500.

Данный кабель обладает еще меньшим коэффициентом погонного затухания сигнала, чем в случае предыдущего продукта, но имеет внешний диаметр 13 мм против 11 мм – у 8D-FB. Состав: центральная жила из чистой меди либо омедненного алюминия (меди – не менее 15%), оплетка – луженая медь с двусторонней алюминиевой фольгой на лавсановой основе (обеспечиваются высокие экранизирующие свойства), диэлектрик – вспененный полиэтилен, оболочка – ПВХ. Рабочий диапазон частот – до 6000 МГц.

CNT-240

Центральная жила – из чистой меди (Ø 1,4 мм), оплетка 90 дБ – из луженой (дополнена двусторонней алюминиевой фольгой). Продукт отличается высоким коэффициентом экранирования, оболочка имеет защиту от УФ-лучей. Внешний диаметр кабеля составляет 6 мм. Частотный диапазон: 30-6000 МГц.

Прямая замена кабелю RG-8, аналог RG-213. Сечение медной жилы – 2,7 мм, изолятор – вспененный диэлектрик, оплетка – луженая медь с двусторонней алюминиевой фольгой. За счет устойчивой к температурным перепадам и ультрафиолету оболочке CNT-400 успешно используется на открытом воздухе. Наружный диаметр – 10,3 м. Главные свойства: низкий коэффициент затухания (на 900 МГц – около 13 дБ/100 м) и стабильность фазового сдвига при изменении температуры, изгибе.

LMR-300

Функциональный аналог 5D-FB, имеющий моножильный центральный проводник из меди (Ø1,78 мм), оплетку из луженой меди, изоляцию из вспененного полиэтилена (с примесью азота). Стандартный вариант рассчитан на использование вне помещений, также есть модификации DB – водонепроницаемый, FR – пожаробезопасный. Разновидность LMR-300 PVC используют только в помещениях. Продукт отличается низкими потерями сигнала и хорошей гибкостью (радиус изгиба составляет 7,8 дюйма или 22 мм).

LMR-400

Является аналогом RG-58, имеет значительно меньшие потери, чем RG-8, и отличается хорошей гибкостью (диаметр изгиба – 1 дюйм или 25 мм). Помимо стандартного, пожаробезопасного и водонепроницаемого, есть супергибкий вариант UltraFlex с оболочкой из термопластичного эластомера. Центральный провод – сплошной, из омедненного алюминия, оплетка изготовлена из луженой меди. Общий диаметр – 10,3 мм.

Источник

Кабель и кабельные сборки

В этом разделе вы можете купить коаксиальные кабельные сборки и кабель для систем усиления сотовой связи и мобильного интернета. Кабель бывает с волновым сопротивлением 75 Ом и 50 Ом. Для усиления мобильного интернета проще и дешевле использовать кабель с волновым сопротивлением 75 Ом. Потери на погонный метр сопоставимы с хорошим 50 Ом кабелем 5D/FB. Для сложных систем усиления сотовой связи и при использование репитеров с большой выходной мощностью необходимо использовать более дорогой 50 Ом кабель для исключения потерь на рассогласование.

Также стоит помнить: чем толще кабель и меньше его длина, тем меньше будут потери на затухание, и чем выше частота сигнала, темы выше потери. Например, в 3G потери на кабеле больше, чем в 2G.

Типы коаксиальных кабелей:

RG-174 или RG-316 в основном используется для производства пигтейлов и переходников
RG-58 применяется для подключения устройств к всенаправленным антеннам
5D-FB используется в простых системах усиления сотовой связи, а также идет в комплекте с некоторыми репитерами
8D-FB, 10D-FB прокладывается в профессиональных и сложных системах усиления сотовой связи, а также когда требуются минимальные потери на фидере
75 Ом (RG-6, SAT-50, SAT-703) применяется для усиления мобильного интернета, а также комплектуется с некоторыми репитерами. Также данный кабель используется для подключения спутникового ТВ

На рынке представлено большое количество производителей коаксиальных кабелей, самые популярные из них: Picocell, Vegatel, Radiolab, ДалСвязь, Cavel, Strong, Чувашкабель, Rexant, ProConnect.

Также стоит помнить: чем толще кабель и меньше его длина, тем меньше будут потери на затухание, и чем выше частота сигнала, темы выше потери. Например, в 3G потери на кабеле больше, чем в 2G.

Типы коаксиальных кабелей:

RG-174 или RG-316 в основном используется для производства пигтейлов и переходников
RG-58 применяется для подключения устройств к всенаправленным антеннам
5D-FB используется в простых системах усиления сотовой связи, а также идет в комплекте с некоторыми репитерами
8D-FB, 10D-FB прокладывается в профессиональных и сложных системах усиления сотовой связи, а также когда требуются минимальные потери на фидере
75 Ом (RG-6, SAT-50, SAT-703) применяется для усиления мобильного интернета, а также комплектуется с некоторыми репитерами. Также данный кабель используется для подключения спутникового ТВ

Источник

Как выбрать кабель для 3G/4G антенн и усилителей сигнала?

Выбор кабеля для 3G/4G антенны усиления сигнала вопрос достаточно не простой, ведь от правильности настройки всей антенно-фидерной системы зависит качество приёма сигнала и соответственно скорость беспроводного интернета в вашем загородном доме, на даче, на производстве и т.п. Особенно это касается тех случаев, когда в месте использования антенны слабый сигнал мобильного оператора, до базовой станции далеко, и между ней и вами есть преграды в виде леса, холмов, зданий и т.п, когда нужно использовать кабель достаточно большой длинны чтобы установить антенну максимально высоко. В таких случаях сохранение каждого децибела очень важно. И выбор правильного, качественного антенного кабеля позволит минимизировать потери сигнала и сделать скорость интернета максимально возможной.

Немного теории

Так исторически сложилось, что все приёмное оборудование (телевизоры, антенны телевизионных спутниковых систем, радиоприёмники и т.п.) согласуются на волновое сопротивление 75 Ом, а все приёмо-передающее оборудование (антенны мобильной связи, усилители сигнала, приёмо-передающие радиостанции, антенны сотовой связи, конечное оборудование для работы в сотовых сетях — модемы, роутеры, репитеры и т.п.) настроены на волновое сопротивление 50 Ом. Телевизионные системы в этой статье мы рассматривать не будем. В ней речь пойдет только об оборудовании для работы в сотовых сетях.

Исходя из теоретических понятий идеальными условиями эксплуатации будет тот вариант, когда вся антенно фидерная система, подключенная к конечному абонентскому оборудованию согласована на волновое сопротивление 50 Ом. Ведь мы знаем, что 4G модем, WiFi роутер или репитер с завода согласуются именно на этот импенданс. Поэтому в идеале, если антенна, антенный кабель, все переходники, которые используются для соединения антенны, кабеля и устройства будут иметь волновое сопротивление (импенданс) 50 Ом.

Волновое сопротивление

Прежде чем двигаться дальше, давайте поясним, что не каждая высокочастотная система или компонент рассчитаны на сопротивление 50 Ом. Могут быть и другие значения, например 75 Ом. Характеристическое сопротивление коаксиального кабеля пропорционально натуральному логарифму отношения внешнего диаметра (D2) к внутреннему диаметру (D1).

Простыми словами, волновое сопротивление определяется соотношением внешнего диаметра кабеля к диаметру центрального проводника. Чем болше соотношение — тем больше волновое сопротивление. У кабелей с импендансом 50 Ом центральная жила как правило толще чем у кабелей на 75 Ом, а сам кабель на 75 Ом несколько толще аналогичного по характеристикам кабеля на 50 Ом. Ну и дальше что, спросите вы?

А дальше — больше. В фидерной системе (нашем кабеле, который идет от антенны к модему или роутеру) возникает стоячая волна, которая измеряется коэффициентом стоячей волны (КСВ). Коэффициент стоячей волны (КСВ) характерезует степень согласования антенны и фидера (кабеля).

Стоячая волна образуется в волноводе в результате сложения падающей волны и отраженной от нагрузки на конце волновода. В следствие такого сложения в волноводе образуются статические максимумы и минимумы напряженности поля, т.е. сложение мощностей отраженного и падающего сигнала образует неравномерное распределение напряженности поля по всей длине волновода (кабеля). На практике всегда часть передаваемой энергии отражается и возвращается к антенне. Эта отраженная энергия ухудшает работу всей системы.

Простыми словами, установленная на крыше приёмо-передающая антенна, которая ловит сигнал и передает его через кабель на модем, роутер или репитер передает его в виде колебаний (волн). При передаче высокочастотного сигнала возникают так называемые падающие и отраженные волны. Сложение мощностей колебаний отраженного и падающего сигнала образует неравномерное распределение напряженности поля по всей длине волновода (кабеля) и часть полученного от антенны сигнала не передается на модем, а возвращается в антенну. Чем меньше КСВ — тем лучше, тем более мощный сигнал попадает на конечное устройство и тем меньше сигнала теряется. Чем КСВ больше — тем хуже, т.к. больше энергии теряется в кабеле и не передается на конечное приёмо-передающее устройство.

Если в подобной системе используется антенна, настроенная на импенданс 50 Ом, на которой стоит разъем для подключения кабеля на 75 Ом, к которому подключен кабель сопротивлением 75 Ом, который с помощью переходника на 50 Ом подключен например к роутеру, где установлен разъем на 50 Ом — то на лицо рассогласование системы, которое влечет за собой увеличение КСВ и потери получаемого от антенны сигнала на переходниках и кабеле.

В итоге, можно выделить следующее:

Кабели сопротивлением 50 Ом передают более мощный сигнал, чем аналоги на 75 Ом
Кабели на 75 Ом отличаются меньшими потерями на длинне, но отличаютсяся большими потерями в мощности сигнала чем 50-омные аналоги
Чем меньше КСВ — тем меньше потерь мощности сигнала
Идеальный КСВ = 1-1,2, хороший КСВ — 1,3-2, приемлемый КСВ 2-3. КСВ выше 3 — это плохо.
При использовании в антенно-фидерной системе кабелей и переходников с разным импендансом (например 50 Ом и 75 Ом) в результате рассогласования увеличивается КСВ и теряется мощность передаваемого от антенны к конечному абонентскому устройству сигнала.

Угасание сигнала

Как известно из уроков физики даже из школьной программы, разные материалы имеют разную токопроводимость. Это обусловлено их физическими свойствами. Так медь имеет большие значения токопроводимости и меньшие показатели угасания сигнала чем например сталь. В современных кабельных системах для передачи сигнала также используются различные мартериалы, такие как медь, сталь, биметалл (омедненная сталь) и т.д. Самые дорогие кабели имеют медные центральные жилы и медную оплетку, что позволяет минимизировать потери сигнала на большой длинне кабеля, ведь чем длиннее кабель, тем больше будет теряться мощность сигнала на его конце. Также можно встретить кабели с так называемым биметаллом — когда стальную центральную жилу покрывают медным напылением. То же самое и с оплеткой. Как известно, ток передается по поверхности металла и такой вариант, как биметалл выглядит вполне приемлемо. Бывают кабеля со стальными центральными жилами и стальной оплеткой. По ним также передается сигнал, но уже с большими потерями чем в медном кабеле.

Также нужно заметить, что чем толще центральная жила (или несколько) в кабеле, тем больше площадь прохождения колебаний тока и тем меньше потерь. Поэтому при выборе кабеля нужно обращать внимание как на материал центральной жили и оплетки, так и на их физическую толщину. И по этому параметру кабели сопротивлением 50 Ом вариант более выиграшный.

Разъемы и переходники

В идеале для лучшего согласования во всей системе должны использоваться переходники и разъемы согласованные на частоту 50 Ом. Но на практике и в антеннах и в коаксиальных кабелях чаще всего используются высокочастотные разъемы сопротивлением 75 Ом. Это вызвано только одним фактором — ценой. F-разъемы (сопротивление 75 Ом) гораздо дешевле своих 50-омных аналогов. Причем разница в цене составляет несколько раз (а порой даже несколько десятков раз). Так стоимость F-разъема может колебаться от 1,5 грн в опте до 3 грн в рознице, а разъем например N-типа стоит уже порядка 40-50 грн в опте и около 70 грн в рознице. Поэтому только для экономии средств и снижения цены на антенну подавляющее большинство отечественных (и зарубежных) производителей используют в своих антеннах более дешовые F-разъемы. Отсюда и установленные разъемы типа F на коаксиальных кабелях и антенных переходниках (адаптерах). Это конечно же влечет за собой рассогласование антенной системы и несколько бОльшие потери сигнала, чем в идеале.

Что на практике?

Для того, чтобы понять, что происходит на практике, мы обратились к специалистам радиотехнического факультета Киевского Политехнического института, у которых имеется соответствующее оборудование для измерения частотных характерисик кабелей и другого радиооборудования, затухания сигнала и прочих показателей, которые могут влиять на качество сигнала. Для чистоты эксперимента мы протестировали антенные кабеля RG-58, RG-8, 5D-FB (волновым сопротивлением 50 Ом) и RG-11, RG-6, FinMark 690BVcu-WB (волновым сопротивлением 75 Ом). Для тестов была выбрана самая популярная длинна кабеля 10 метров. Тестирование проводилось на частоте 1800 МГц, которая на данный момент является наиболее распространенной для ретрансляции высокочастотных сигналов операторов мобильной связи в Украине.

В результате тестирования мы получили следующие результаты угасания сигнала:

Марка кабеля	Затухание сигнала
Волновое сопротивление 50 Ом
RG-58	4,5 Дб
5D-FB	3,2 Дб
RG-8	2,3 Дб
Волновое сопротивление 75 Ом
RG-11	3,2 Дб
RG-6	2,7 Дб
FinMark 690BVcu-WB	3,9 Дб

После этого мы замеряли показатели скорости интернета с антенной R-Net Панель-17 усилением 17 Дб (без поддержки технологии MIMO). Тесты были произведены в Обуховском районе Киевской области на расстоянии около 8 км от базовой станции оператора Киевстар в зоне действия сети LTE-1800 МГц. Антенна устанавливалась на втором этаже здания, на высоте чуть больше 5 метров от земли.

Скорость интернета без антенны на устройстве Huawei B311-221 составила в среднем 11 Мбит/сек на загрузку и около 8 Мбит/сек на отправку данных при уровне сигнала -105 dB.

Подключив антенну, направив ее на базовую станцию и поймав наилучший сигнал мы получили следующие результаты:

Тип кабеля	Уровень сигнала	Входящая скорость	Исходящая скорость
RG-58 (50 Ом)	-93 dB	26 Мбит/сек	12 Мбит/сек
5D-FB (50 Ом)	-89 dB	27 Мбит/сек	13 Мбит/сек
RG-8 (50 Ом)	-85 dB	30 Мбит/сек	15 Мбит/сек
RG-11 (75 Ом)	-90 dB	26 Мбит/сек	9 Мбит/сек
RG-6 (75 Ом)	-86 dB	28 Мбит/сек	10 Мбит/сек
FinMark 690BVcu (75 Ом)	-88 dB	28 Мбит/сек	9 Мбит/сек

Из представленных результатов можно сделать вывод, что кабели сопротивлением 50 Ом и 75 Ом работают. И работают примерно одинаково. Особая разница ощущается только в кабелях с толстыми центральными жилами (RG-6 и RG-8), где меньшие потери сигнала и меньше КСВ.

Также можно сделать вывод, что система, где используется кабель волновым сопротивлением 50 Ом позволяет отправлять данные от абонентского устройства к базовой станции на скорости несколько более высокой, чем на аналогичных кабелях сопротивлением 75 Ом.

Выводы

Не смотря на то, что теория говорит о том, что в системах мобильной связи следует использовать только коаксиальный кабель, высокочастотные разъемы и переходники волновым сопротивлением 50 Ом на практике выяснилось, что системы с кабелем сопротивлением 75 Ом работают и не на много хуже. Их также можно использовать в антенно-фидерных системах для усиления сигнала сотовых операторов. Потери сигнала и скорости передачи данных на таких кабелях немного больше, чем на 50-омных, но они не на столько критичны, чтобы вовсе от них отказаться.

Из проведенных тестов и замеров можно сделать такие выводы:

Сигнал лучше передается по кабелю с медной либо омедненной центральной жилой, чем в стальной
Медная оплетка позволяет терять меньше сигнала, чем стальная
Плотность оплетки, а также материал диэлектрика имеют значение. Чем плотнее оплетка — тем меньше потерь. Вспененный диэлектрик лучше, чем полиэтиленовый.
Материал внешней изоляции имеет значения только для использования снаружи помещений (на улице). Чем он плотнее и более качественный — тем более долговечный кабель и он меньше подвержен диструктивным воздействиям внешней среды.
В идеальной антенно-фидерной системе должны использоваться только кабели, разъемы и переходники волновым сопротивлением 50 Ом
Кабели с импендансом 50 Ом способны передавать более мощный сигнал
КСВ в кабеле 50 Ом несколько меньше, чем в кабеле 75 Ом
На кабеле сопротивлением 50 Ом немного меньше потери сигнала чем в аналогичном на 75 Ом, а также выше КСВ, но это не на столько критично чтобы пренебрегать ценой.
Кабель сопротивлением 50 Ом несколько дороже аналогов на 75 Ом.
При одинаковых условиях использования скорость входящего канала с использованием кабелей на 50 Ом и 75 Ом практически сопоставима, зато скорость исходящего канала при использовании кабеля на 50 Ом выше на 10-30% своего 75-омного аналога.

Источник