Кабель для усилителя мобильной связи

Как всегда, покупая усилитель мобильной связи, начинают с выбора именно его. Все же остальные составляющие, такие как, к примеру, антенны рассматриваются уже во вторую очередь и это вполне естественно, и оправданно. Действительно, если расписать все этапы по которым формируется комплект для усиления мобильного сигнала, то выглядеть это должно так:

  • выбор GSM репитера, исходя из особенностей работы ближайших базовых станций и требований, предъявляемых к покрытию в месте установки
  • подбор внешней антенны, внутренних и их количества, опираясь на спецификацию репитера и особенностей помещения, где это все будет устанавливаться
  • расчет количества кабеля, требуемого для установки комплекта усиления GSM сигнала

Как видим, на последнем месте стоит кабель, являющимся технологическим средством, соединяющим указанные выше элементы схемы включения GSM (3G, 4G) репитера, для того, чтобы эта схема могла функционировать. Как видим, находясь на третьем, почетном месте в этом списке, действительно ли этот элемент занимает третье по важности?

Исходя из опыта работы с покупателями, скажем точно, что в большинстве случаев, кабелю, его качеству или типу, отводится даже не третье, а скорее последнее место. В связи с этим довольно часто можно услышать вопрос – а почему такой дорогой кабель вы предлагаете? Нельзя ли это как то удешевить?

Прежде всего, давайте ответим себе на другой вопрос – что такое кабель вообще и коаксиальный кабель, использующийся для GSM репитеров, в частности? Исходя из этого, попробуем разобраться насколько он важен и стоит ли его брать дешевле.

Коаксиальный кабель можно охарактеризовать как  среду для передачи сигнала из точки А в точку Б. Так же его можно обозначить как транспортное средство, доставляющее этот сигнал в нужном направлении. Для сравнения вполне подойдет привычная нам дорога, соединяющая два населенных пункта. И если так, то, как известно, от качества дороги зависит с какой скоростью по ней смогут передвигаться автомобили, насколько комфортна и безопасна будет поездка.

Держа во внимании эти аллегории, и накладывая их на ту задачу, которую выполняет это средство связи (во всех смыслах этого слова), становится яснее, что от коаксиального кабеля требуется доставить сигнал с наименьшими потерями и искажениями, от одного радиоустройства к другому. В нашем случае от внешней антенны к усилителю, от усилителя к внутренним антеннам. Но при этом стоит помнить, что радиосигнал, проходя любую среду, а к этой категории относится воздух, вода, стены и т. п. имеет свойство ослабляться, затухать. Сама же конструкция коаксиального кабеля, теоретические основы которой были разработаны еще в далеком 1880 году британским ученым Хэвисайдом, такова, что позволяют наилучшим образом передавать с помощью металлических проводников (меди) высокочастотный сигнал.

Коаксиальный кабель

Структура типичного коаксиального кабеля: A — центральный проводник; B — изоляционный материал; C — фольга; D — внешний проводник, оплетка (экран); E — изоляционная оболочка для защиты от внешних воздействий, в том числе ультрафиолета (солнечного света)

В тоже время коаксиальные кабели отличаются друг от друга различными параметрами и один из основных, как не трудно догадаться, это коэффициент затухания сигнала, выражаемый в децибелах (дБ). Этот показатель, естественно, имеет разные значения на разных частотах, подчиняясь простой зависимости – чем выше частота, тем больше коэффициент затухания (ослабления) сигнала.

Исходя из сказанного, легко напрашивается вывод —  чем больше длина кабеля по которому идет радиосигнал от входа, например от антенны, тем большие потери сигнала мы будем иметь на его выходе. Таким образом, в определенных обстоятельствах, можно задать такую длину кабеля, идущего от усилителя, что на его выходе, можно получить такой же по уровню сигнал как то,т что поступал на вход репитера, то есть еще до схемы усиления. Представив себе гипотетически такую абсурдную ситуацию (которая, кстати вполне реальна, когда покупаются “удешевленные” комплекты GSM), когда результат усиления сигнала равен нулю, можно проще понять насколько качественный коаксиальный кабель важен для того, чтобы устанавливаемый вами репитер дал ожидаемый эффект и обеспечил качественное покрытие.

Если посмотреть на разные типы коаксиального кабеля, можно по его внешним признакам определить, какой из них имеет меньший коэффициент затухания. Все очень просто – чем больше кабель в диаметре, а точнее чем больше расстояние внутри кабеля от центральной жилы до экрана (внешней оплетки) тем меньше коэффициент затухания. Естественно, на это показатель влияет и множество других моментов, таких как качество металла, диэлектрика, находящегося внутри, выдержанность всех размеров по всей длине кабеля и т. д.

В связи с этим сразу хотим сказать, что всем известный, так называемый “телевизионный кабель”, он же RG-59, для GSM репитера категорически не подойдет и не только по причине того, что в нем достаточно большое затухание. Прежде всего кабель RG-59 имеет совсем другое волновое сопротивление, нежели то, которое используется в устройствах мобильной связи и соответственно в репитерах, где оно составляет 50 Ом. В телевидении и в некоторых других областях радиотехники используется волновое сопротивление 75 Ом. Естественно, если такой кабель подключить к усилителю мобильной связи, то будет рассогласование цепи, которое может не так критично, если подключать антенну с таким кабелем к маломощному 3G/4G модему, но в случае с репитером может привести к дорогостоящей поломке.

Таким образом, если у вас вдруг возникнет желание удешевить комплект усиления сигнала, то по крайней мере необходимо взять 50-омный аналог телевизионного кабеля, имеющий маркировку RG-58. Несомненно, у каждого кабеля есть свои преимущества и один из них гибкость, что иногда играет важную роль. RG58 относительно тонкий кабель, мягкий и гибкий, однако все же для репитеров его использовать мы бы не рекомендовали. К примеру, если вы покупаете репитер 3G 2100 МГц, наиболее популярного диапазона, на котором, как правило, необходимо усиливать сигнал GSM на смартфонах, то необходимо учитывать, что на этой частоте коэффициент затухания у RG-58 будет порядка 7 дБ на 10 метров. То есть, предположим, что с помощью внешней антенны вам удастся усилить сигнал на 15 дБ, но после этого пройдя всего лишь 10 метровый путь, 7 дБ, которые были выиграны антенной практически испарятся в никуда. И если вас все же интересует максимальная площадь покрытия, которую сможет обеспечить репитер, таких потерь стоит избегать.

Кабель для репитера GSM RG58 50 Om

Кабель RG58 имеет волновое сопротивление 50 Ом. В диаметре около 5 мм, достаточно гибкий и удобный для монтажа. Однако на высоких частотах приводит к значительным потерям сигнала, если его длина больше 10 м.

В лучшем случае мы рекомендуем пользоваться кабелем RG-58 если есть необходимость усилить только диапазон GSM 900 МГц и все равно желательно, чтобы количество кабеля должно быть минимальным. Что же мы рекомендуем, спросите вы? Наиболее популярным, в этом случае, является кабель типа RG-8. Если рассматривать его параметры по затуханию, то они в 3,5 – 4 раза ниже чем у RG-58. То есть, чтобы получить затухание сигнала в 7 дБ на частоте 2100 МГц, кабеля RG-8 необходимо взять уже не 10, а уже 35-40 м. Как видим разница значительная. А ведь иногда особенности объекта, на котором будет устанавливаться GSM репитер, таковы, кабеля может потребоваться не один десяток метров.

Кабель RG8 имеет в диаметре около 10 мм и конечно же не допускает таких резких изгибов, какие можно позволить с RG58, но в то же время вполне удобен для монтажа. Кроме того, плотный диэлектрик находящийся внутри, а так же защитный снаружи, делают его гораздо более защищенным при наружном монтаже и позволяют не терять ему своих свойств под воздействием мороза или солнечного света. Чего, кстати, не скажешь о более тонких кабелях.

Коаксиал для репитера GSM (3G, 4G) RG8

Кабель RG58 50 Ом в диаметре составляет около 10 мм, достаточно жесткий, не допускает изгибов с малым радиусом (менее 10 см), но на высоких частотах минимизирует потери мощности сигнала. Наиболее подходит для установки GSM репитера.

Пожалуй, стоит отметить кабель с маркировкой RG-8 CCA, наиболее часто используемый нами в установках и комплектах. Аббревиатура CCA обозначает структуру центральной жилы и означает “copper clad aluminum”, что в свою очередь означает алюминий покрытый медью. Действительно, центральный проводник этого кабеля изготовлен из алюминия и покрыт достаточно тонким слоем меди. Естественно, может возникнуть вопрос – а почему не полностью медный? Сразу хотим успокоить тех, кто заподозрил в этом какой-то подвох. Дело в том, что не стоит забывать для каких частот используется этот кабель. Это как минимум 900 МГц, не говоря про 1800 (B3) и 2100 (B1), а это конечно же ВЧ диапазоны.

Поэтому стоит вспомнить физику процесса распространения волн по проводнику на высоких частотах, где происходит так называемый поверхностный или скин-эффект (skin effect). Это означает, что на высоких частотах ток (сигнал) распространяется не по всему сечению проводника, а как бы “ползет” по его поверхности, причем чем выше частота, тем более выраженней этот эффект становится. Поэтому делать проводник полностью медным для частот мобильной связи было бы только расточительством, не более, приводящим к неоправданному удорожанию продукции. Для высоких частот гораздо важнее другое – насколько гладкой является поверхность такого проводника. Поэтому с уверенностью можно утверждать, что коаксиал RG8 CCA наиболее приемлемый вид кабеля, как по свойствам так и по цене, поэтому недвусмысленно рекомендуем с GSM/3G/4G репитерами рекомендуем использовать именно его.

Поверхностный скин-эффект распространения сигнала в коаксиальном кабеле

Схема распространения высокочастотного сигнала по проводнику, т. н. скин-эффект. δ — глубина от внешней поверхности проводника участвующая в распространении сигнала. Чем выше частота, тем меньше размер δ. К примеру на частоте 1800 МГц δ=1.53 μm (микрон — одна милионная метра), на частоте 2100 МГц δ=1.42 μm. Как видим достаточно очень тонкого слоя меди на поверхности проводника, чтобы качественно передавать сигнал на высоких частотах.

Итак, в нашей небольшой статье мы не рассмотрели, конечно же, все виды коаксиальных кабелей, да этого и не пытались. Но для тех же, кто задумался о том, чтобы у себя дома, на даче или в офисе усилить сигнал Киевстар, Lifecell и Vodafone, надеемся данная информация станет полезной и поможет с большим пониманием осуществлять выбор оборудования для такого проекта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *