Май 2019 — GSM Sota

20 мая 2019

Если на объекте, для улучшения GSM сигнала устанавливается больше одной антенны (например, несколько помещений с бетонными перегородками между ними, которые не пропускают сотовый сигнал) необходимо использовать разветвитель (делитель) для распределения мощности GSM ретранслятора. 

Неравномерные делители ВЧ-сигнала и симметричные делители ВЧ-сигнала.

Делители бывают:

  • Двухвыходные (двух ходовые)
  • Трёхвыходные (трёх ходовые)
  • Четырёхвыходные (четырёх ходовые)

Представляем Вашему вниманию сплиттеры и тапперы ВЧ сигнала в диапазоне 598-2700 Мгц для систем усиления сотовой связи от чешской компании MyCell. По качеству сборки и своим техническим характеристикам они являются аналогом немецкой продукции KATHREINE

Делители мощности GSM (splitters - сплиттеры) применяются при строительстве распределенных антенных систем, в целях увеличения общей площади покрытия, благодаря разветвлению сигнала одного антенно-фидерного тракта на 2 и более трактов, либо внутренние сервисные антенны. Разветвители сигнала GSM могут применяться совместно с репитерами GSM/3G/4G и устанавливаться между выходом репитера и распределенной антенной системой.

нет комментариев
18 мая 2019

Цель - покрыть страну интернетом и освободить место под запуск 5G

Вчера Кабинет министров принял подготовленный НКРСИ (регулятор в сфере телекоммуникаций) проект изменений в налоговый кодекс. Он предусматривает увеличение платы за часть радиочастотного ресурса с 2020 года. Осталось только, чтобы проект поддержала Рада.

В первую очередь “под раздачу” попадут компании, связанные с Ринатом Ахметовым, российским бизнесменом Евгением Ройтманом, а также мобильные операторы. Больше всех может не повезти Киевстару.Изменения предусматривают повышение ренты на использование частот в диапазонах 2300-2400 МГц, 2575-2610 МГц, 3400-3800 МГц с 45,83 грн до 3 000 грн в месяц за 1 МГц в каждой области.

В этих частотах работают компании, которые предоставляют услуги беспроводного интернета на нишевых технологиях и не могут использовать 3G и 4G.

Второе нововведение НКРСИ - увеличение повышающего коэффициента платы за использование радиочастот с 1,2 до 2 для фрагментированного спектра в диапазонах 791-821, 832-862, 880-915 МГц, 925-960 МГц.

Что это значит? Сейчас частоты мобильных операторов разбиты на узкие разрозненные полоски. Больше всех имеет Киевстар - 58% в диапазоне 900 МГц. У Vodafone 24%, а у lifecell меньше всех- 18%.

Регулятор хочет, чтобы операторы разделили частоты между собой и поменяли лоскутки на сплошные полосы. Это позволит запустить в этом диапазоне 4G и покрыть малые населенные пункты и дороги. Таким образом повышение цены станет дополнительным стимулом для операторов договариваться.

Киевстар делиться частотами готов, но как “донор частот” и “самый загруженный” хочет получить больше всех эфира и центральную полосу.

Vodafone и lifecell, судя по всему, готовы заплатить Киевстар компенсацию, но хотят поделить все поровну.

“В случае с 900 диапазоном есть смысл перераспределить его между операторами равномерно, потому что сейчас есть большой перекос в сторону Киевстар, и использовать его под 4G”, - отметила директор по корпоративным коммуникациям Vodafone Виктория Рубан

А если взять чуть ниже

В 800-ом диапазоне все еще сложнее. Большинство частот в нем принадлежат CDMA оператору Интертелеком. Он обслуживает более миллиона абонентов по всей Украине.

А развертывание сетей для других операторов в случае перераспределения эфира обойдется намного дороже. Ведь в GSM-900 старое оборудование можно апгредить, а тут нужно только новое.

Рассматривается два основных варианта работы с Интертелекомом: сдача компанией лицензии и получение компенсации или отказ от части спектра и получение лицензии на 4G. К какому из этих вариантов сейчас склоняется компания - неизвестно. Связаться с ней не удалось.

По задумке НКРСИ, повышение цен должно способствовать тому, чтобы компания была сговорчивее.

“Интертелекому, думаю, надо воспользоваться опцией, прописанной в законе, и по аналогии с подготовкой к тендеру 4G вернуть частоты государству за вознаграждение”, - отмечает телеком-эксперт Елена Минич.

В то же время она считает, что регулятор не имеет право “убивать” бизнес Интертелекома и должен заменить им лицензию на 4G, если те захотят.

Будет ли повышение тарифов?

Операторы подходят к ответу на этот вопрос осторожно и мягко намекают: вы повысите тарифы нам, но в конечном счете за это все равно заплатят абоненты.

“Вы что хотите, тарифы по 50 евро?”, - в шутку спросил у журналиста собеседник в одном из мобильных операторов.

“Все наши решения - и относительно строительства новых сетей, и приобретения каких-то активов - будут иметь экономические основания”, - аккуратно отмечают в Vodafone.

В Киевстаре сетуют, что создание большей налоговой нагрузки может затормозить процесс внедрения новых технологий мобильной связи в Украине.

“Налоговая нагрузка на мобильных операторов в Украине составляет примерно 35%. Для сравнения, в Пакистане в среднем - 30%, Армении -27%, Грузии 21,8%, Кыргызстане - 11%”, - отметили в операторе.

Глеб Щеголь не исключает, что Киевстар, на которого возможное повышение повлияет больше всех, может поднять тарифы для абонентов.

“Утвержденные изменения ставок рентной платы должны, по задумке регулятора, заставить компанию Киевстар отказаться от "лишнего" спектра, но после введения повышающего коэффициента 1.2 компания этого не сделала. Так что не исключаю грядущего повышения тарифов Киевстар”, - говорит он.

нет комментариев
18 мая 2019

Компания Ookla, известная благодаря инструменту Speedtest для оценки скорости мобильных и домашних интернет-подключений, запустила новую 5G-карту. Перейдя по ссылке на страницу данной карты, можно увидеть информацию о том, в каких уголках мира доступна возможность подключения к сети 5G. Карта обновляется еженедельно, давая возможность отслеживать ситуацию с запуском технологии 5G в различных регионах, где данная технология запускается на коммерческой основе либо в виде ограниченных тестов.

Ookla 5G Map

Появление 5G-карты от компании Ookla – это лишь начало процесса создания полной карты, информирующей о доступности услуг 5G. На момент запуска, состоявшегося на этой неделе, в списке представлены 20 операторов, запустивших услугу 5G в 294 локациях по всему земному шару, включая США, Европу, Китай, Австралию и Южную Америку. Общее количество точек запуска составляет 303, что связано с тем, что в некоторых локациях на одном рынке реализуется по нескольку проектов 5G.

По данным Ookla, сегодня на территории США доступ к 5G возможна в 21 городе, а в целом по миру число таких городов достигает отметки в 225. Южная Корея, активно стремящаяся сталь мировым лидером по развёртыванию 5G, в настоящее время может похвастаться наличием 5G в 18 городах.

В будущем компания Ookla планирует продолжать обновлять карту, сообщая пользователям также о том, насколько высоки скорости 5G-сетей в разных уголках планеты. Компания также обращается к пользователям, подключенным к сетям 5G, делиться с Ookla информацией о скоростях своих подключений, оказывая тем самым помощь в обновлении карты.

Теги: 5G, Speedtest
нет комментариев
18 мая 2019

Низкочастотный спектр до 6 ГГц уже согласован под нужды 5G на завершившейся Всемирной конференции радиосвязи (ВКР) 2015 года. Участь высоких частот определят на ВКР-19 в 2019 году.

Основным преимуществом низкочастотных участков спектра для сетей пятого поколения является в первую очередь обеспечение оптимального покрытия без дополнительных инвестиций в развитие сетевой инфраструктуры.

Предоставляемое низкими частотами покрытие обеспечит хорошее проникновение беспроводной связи в помещения, что очень важно для работы IoT-объектов. В первую очередь эта возможность проецируется на диапазон 700 МГц, предназначенный для систем связи М2М, «умного» города и «умных» домов.

Низкие диапазоны в рамках концепции 5G также актуальны для подключения различных, нуждающихся в надежной сети устройств, как, например, самоуправляемые автомобили. В этих целях предполагается использоваться как 700 МГц, так и 3,4-3,8 ГГц. На этих диапазонах можно автоматизировать промышленность, а также реализовывать чувствительные к задержкам сервисы.

Частотный ресурс ниже 1 ГГц отличается хорошим покрытием при одновременно небольших затратах на строительство сетевых объектов. Это является оптимальным решением для приложений, которые не требовательны к высокой скорости передачи данных. В сегменте Интернета вещей подобные сервисы присутствуют: умные счетчики, датчики и т.п.

Предполагается, что в эпоху 5G операторам будут выделяться сплошные частотные полосы по 300-400 МГц.

Преимущества высоких частот в сетях 5G

Высокие участки частотного спектра необходимы сетям 5G для достижения предельных скоростей до 20 Гбит/с. В частности, для сетей пятого поколения рассматривается возможность использования диапазонов 24,25-27,5 ГГц и 37-43,5 ГГц.

Высокочастотные сети позволят реализовать 3D-видео в формате UHD (Ultra High Definition), дополненную реальность (AR), облачные сервисы для работы и игр, голографическую связь, тактильный интернет и др.

Ниже 6 ГГц

Выше 6 ГГц

Преимущества

- обеспечивает хорошее покрытие и проникновение в помещения

- требуется меньшее количество базовых станций для покрытия сопоставимой по размерам территории (т.е. финансово эффективен)

- задействование широких полос частот и, как следствие, обеспечение большей пропускной способности

Примеры применения

- приложения, не требующие высокой скорости передачи данных

- 3D-видео,

- дополненная,

- реальность,

- облачные сервисы,

- голографическая связь,

- тактильный интернет


Сравнительный анализ технических характеристик стандартов 4G LTE-А и 5G

Пиковая пропускная способность, Гбит/с

Плотность соединения, устр./км2

Задержка сети, мс

Спектральная эффективность, бит/Гц

Downlink

Uplink

Downlink

Uplink

LTE-А

3

1,5

5

15

6,75

5G

20

10

1 млн.

0,5-4

30

15

нет комментариев
18 мая 2019

  • Повышение пиковой скорости до 20 Гбит/с по линии вниз (т.е. от базовой станции к мобильной); и до 10 Гбит/с в обратном направлении.
  • Рост практической скорости на абонента до 100 Мбит/с и более.
  • Увеличение спектральной эффективности в сетях 5G в 2-5 раз. На линии вниз: 30 бит/с/Гц, на линии вверх - 15 бит/с/Гц.
  • Повышение энергоэффективности на 2 порядка. Это позволит устройствам "Интернета вещей" работать без подзарядки аккумулятора в течение 10 лет;
  • Сокращение временной задержки на радиоинтерфейсе до 0,5 мс (для сервисов Сверхнадежной межмашинной связи URLLC) и до 4 мс (для сервисов Сверхширокополосной мобильной связи eMBB).
  • Увеличение скорости передвижения абонента до 500 км/ч.
  • Увеличение общего числа подключенных устройств до 1 млн./км2.

нет комментариев
18 мая 2019

Задачи, которые призвана решить технология 5G:

  • рост мобильного трафика
  • увеличение числа устройств, подключаемых к сети
  • сокращение задержек для реализации новых услуг
  • нехватка частотного спектра

Услуги в сетях 5G

  1. Сверхширокополосная мобильная связь (Extreme Mobile Broadband, eMBB) - реализация ультраширокополосной связи с целью передачи «тяжелого» контента;
  2. Массовая межмашинная связь (Massive Machine-Type Communications, mMTC) - поддержка Интернета вещей (ультраузкополосная связь);
  3. Сверхнадежная межмашинная связь с низкими задержками (Ultra-Reliable Low Latency communication, URLLC) - обеспечение особого класса услуг с очень низкими задержками.
нет комментариев
17 мая 2019

нет комментариев
17 мая 2019

«5G-связь возможна уже со следующего года. Мы анализируем частоты, которые могут быть использованы для 5G. Некоторые уже очевидны — это 700 МГц и 3400 МГц. Детали относительно остальных необходимых частот — а это выше 20 ГГц — будут определены этой осенью на WRC 2019», — написал глава Национальной комиссии, осуществляющей госрегулирование в сфере связи и информатизации (НКРСИ), Александр Животовский на своей странице в Facebook.

Ключевым вопросом на данный момент является достижение договоренностей с вещателями и военными об условиях перехода с частотного диапазона 700-800 МГц в более низкие диапазоны.

Не маловажным для Украины является выбор высоких частот свыше 6 ГГц для развития промышленных сетей.

Евросоюз выбирает диапазон 26 ГГц миллиметровых волн для развития 5G

На этой неделе в Европейском Союзе официально зарезервировали полосу 26 ГГц для развития технологии 5G на территории всех стран ЕС, что открывает дорогу к использованию в Европе миллиметровых волн для этих целей к концу следующего года.

В то время как в США провели отдельные аукционы на частоты миллиметрового диапазона в полосах 24 ГГц и 28 ГГц, Европейская комиссия резервирует широкий участок спектра – от 24.25 ГГц до 27.5 ГГц – для использования 5G устройств, на неэксклюзивной основе. Сходство между распределением частотного спектра в США и ЕС позволит производителям смартфонов легко разрабатывать и тестировать в глобальных масштабах 5G совместимые устройства с поддержкой миллиметровых волн.

В Европейском Союзе уже утвердили использование двух «первых диапазонов» на развития 5G – низкочастотного диапазона 700 МГц и среднечастотного диапазона 3.6 ГГц. Первый из них позволяет обеспечить распространение сигнала на более дальние расстояния, но с меньшей скоростью передачи данных. А второй позволяет покрывать меньшие расстояния, но зато обеспечивает большую скорость передачи. Для сравнения – диапазон 26 ГГц обладает самой малой дальностью передачи сигнала, однако, несёт в себе потенциал для организации наиболее быстрых беспроводных сетей, что весьма полезно для городских районов с высокой плотностью застройки и населения.

Поскольку данное решение ЕС было принято достаточно поздно – когда процесс запуска сетей 5G уже шёл полным ходом – после того, как в ряде стран Европы уже были запущены первые сети 5G (либо запланирован их запуск), временные рамки для имплементации данного решения указывают на то, что европейцев ожидает как минимум две волны продаж 5G совместимых телефонов: в моделях первой волны не будет поддержки миллиметрового диапазона, а в моделях второй волны она появится.

ЕС требует от государств-членов проведения гармонизации своего законодательства, что позволит использовать диапазон 26 ГГц для запуска технологии 5G уже 31 декабря 2020 года. Изначально полосу 26 ГГц предполагается использовать для организации фиксированных сетей широкополосного 5G интернета, быстрого мобильного 5G, а также приложений смешанной реальности – таких, как контент виртуальной и смешанной реальности, а кроме того – ряда промышленных приложений. По данным издания VentureBeat, к моменту начала использования миллиметровых волн в ЕС, США будут иметь уже двухлетний опыт их применения для аналогичных целей на своей территории.


Оператор мобильной связи Vodafone и производитель телеком-оборудования Nokia уже провели публичную демонстрацию 5G в Украине, а также начали реализовывать проект «умной дороги» на участке Днепровского шоссе (трасса Н-01) на основе 5G и технологий «Интернета вещей».

В свою очередь, согласно исследованию Ericsson абоненты уже сейчас готовы платить на 20% больше за услуги 5G, при этом каждый пятый пользователь 5G-устройств будет потреблять более 200 ГБ трафика в месяц к 2025 году.

Теги: 5G
нет комментариев
13 мая 2019

Антенна - устройство преобразующее колебания электрического тока в волну электромагнитного поля (радиоволну) и обратно.

Антенны обратимые устройства, то есть как антенна работает на передачу, так она будет работать и на приём, если работает эффективно на приём то будет работать хорошо и на передачу.

Фидер - кабель соединяющий радиостанцию с антенной.
Кабели бывают разного волнового сопротивления и разной конструкции. Так как в радиостанциях выходное/входное сопротивление 50 Ом и несимметричный выход, то нам подходят в качестве фидера коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 50 Ом, например: RG 8 или RG 58. Не нужно путать волновое сопротивление и омическое. Если тестером померить сопротивление кабеля то тестер покажет 1 Ом, хотя волновое сопротивление у этого кабеля может быть 75 Ом.
Волновое сопротивление коаксиального кабеля зависит от соотношения диаметров внутреннего проводника и внешнего проводника (у кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом центральная жила толще чем у 75-ти Ом-ного кабеля того же внешнего диаметра).

КСВ

SWR КСВ

Начнём с торжественного, но малопонятного определения из википедии:
«Коэффициент стоячей волны (КСВ, от англ. standing wave ratio, SWR) — отношение наибольшего значения амплитуды напряжённости электрического или магнитного поля стоячей волны в линии передачи к наименьшему».

Для мало-мальского понимания вышесказанного, давайте представим линию передачи, состоящую из источника сигнала (генератора, передатчика и т.д.), фидера (кабеля, соединяющего источник с антенной) и, собственно говоря, самой антенны.
Фанатично вдаваться в глубину процесса - дело долгое и нудное, поэтому поверим на слово специалистам-теоретикам: при несовпадении входных/выходных сопротивлений всех перечисленных устройств, часть энергии генератора отражается от нагрузки и в виде отражённой волны возвращается обратно в линию.
Таким образом, в результате сложения (по-умному интерференции) падающей и отражённой волн возникает стоячая волна, проявляющаяся в виде периодического изменения амплитуды напряжённости электрического и магнитного полей вдоль направления распространения сигнала в линии передачи.

Коэффициент стоячей волны, то есть соотношение мощности которая идёт по кабелю до антенны и мощности, которая возвращается по кабелю отражаясь от антенны в связи с тем, что её сопротивление не равно сопротивлению кабеля.
Да, высокочастотное напряжение ходит по проводам не так как постоянный ток, оно может отражаться от нагрузки, если нагрузка или кабель не того волнового сопротивления.
КСВ показывает качество передачи энергии из радиостанции в антенну и обратно, чем меньше КСВ тем лучше согласована радиостанция с фидером и антенной. КСВ не может быть меньше 1.
КСВ не показывает эффективность антенны и на какой частоте она эффективнее работает. Например, КСВ будет 1, если на конце кабеля подключен резистор 50 Ом, но на резистор вас никто не услышит и вы никого на него не услышите.

Как работает антенна?

Переменный ток, как известно, меняет свою полярность с некой частотой. Если речь идёт от 27 Мгц, то значит 27 миллионов раз в секунду полярность (+/-) у него меняются местами. Соответственно 27 миллионов раз в секунду электроны в кабеле бегут то слева на право, то справа на лево. Учитывая, что электроны бегают со скоростью света 300 миллионов метров в секунду, то для частоты 27 мегагерц до смены полярности тока они успевают пробежать лишь 11 метров (300/27), а потом возвращаются обратно.
Длина волны - расстояние, которое пробегают электроны до тех пор, пока их потянет обратно сменившейся полярностью источника.
Если к выходу радиостанции мы подключим кусок провода, другой конец которого просто висит в воздухе, то в нём и будут бегать электроны, бегающие электроны создают вокруг проводника магнитное поле, а на его конце электростатический потенциал, которые будут меняться с частотой, на которой работает радиостанция, то есть провод создаст радиоволну.
Минимальное расстояние, которое должны пробегать электроны, что бы шло эффективное преобразование переменного тока в радиоволну и радиоволны в ток равно 1/2 длины волны.
Так как любой источник тока (напряжения) имеет два вывода, то получается минимальная эффективная антенна состоит из двух кусков провода длиной по 1/4 длины волны (1/2 делить на 2), при этом один кусок провода подключен к одному выводу источника (выходу радиостанции), другой в к другому выводу.
Один из проводников называют излучающим и подключают к центральной жиле кабеля, другой "противовесом" и подключают к оплётке кабеля.

* Если расположить 2 куска провода каждый длиной 1/4 длины волны, один над другим, сопротивление такой антенны будет примерно 75 Ом, кроме того, она будет симметричная, то есть напрямую коаксиальным (не симметричным) кабелем её подключать не очень хорошая идея.

Стоп, как же работают тогда укороченные антенны (например 2 метра на 27 МГц) и антенны состоящие только из штыря на автомобиле?
Для штыря на машине - штырь это первый кусок провода ("излучатель"), а кузов машины второй провод ("противовес").
В укороченных антеннах часть провода скручена в катушку, то есть для электронов длина штыря равна 1/4 длины волны (2 метра 75 см на 27МГц), а для хозяина штыря всего 2 метра, остаток находится в катушке, которая спрятана от непогоды в основании антенны.

Что будет, если к радиостанции подключить очень короткие или очень длинные провода в качестве антенны?
Как уже говорилось выше, волновое сопротивление выхода/входа радиостанции 50 Ом, соответственно антенна, являющаяся для неё нагрузкой, должна иметь тоже сопротивление 50 Ом.
Провода короче или длиннее 1/4 длины волны будут обладать другим волновым сопротивлением. Если провода короче, то электроны будут успевать добежать до конца провода и хотеть бежать дальше, прежде чем их потянет обратно, соответственно они уткнуться в конец провода, поймут что там обрыв, то есть большое, бесконечное сопротивление и сопротивление всей антенны будет большим, тем больше, чем провод короче. Слишком длинный провод тоже будет работать не правильно, его сопротивление тоже будет выше, чем нужно.
Электрически короткую антенну сделать эффективной невозможно, она всегда проиграет электрической длине 1/4, электрически длинная антенна требует согласования по сопротивлению.
* Разница "электрически короткой" от "физически короткой" в том, что можно скрутить в катушку провод достаточной длины, при этом физически катушка будет не такой длинной. Такая антенна будет достаточно эффективна, но на малом числе каналов и в любом случае проиграет штырю длиной 1/4 длины волны.
Ещё важно понимать, что от того, под каким углом друг к другу находятся проводники антенны, излучатель и противовес, тоже зависит не малое - её направленность (направление её излучения) и её волновое сопротивление.

Так же есть такое явление как коэффициент укорочения антенны, это явление связано с тем, что проводники имеют толщину, а конец проводника ёмкость к окружающему пространству. Чем толще проводник антенны и чем выше частота на которой должна работать антенна, тем больше укорочение. Так же чем толще проводник из которого сделана антенна, тем она широкополоснее (больше каналов перекрывает).

Направленные антенны и поляризация излучения

Антенны бывают:

  • С горизонтальной поляризацией - проводники антенны расположен горизонтально;
  • С вертикальной поляризацией - проводники расположены вертикально.

Если попытаться принимать на антенну с вертикальной поляризацией сигналы передаваемые антенной с горизонтальной поляризацией, то будет проигрыш в 2 раза (3 дБ) по сравнению с приёмом на антенну той же поляризации как и передающая. 

Кроме того, антенны могут быть:

  • Направленные - когда излучение и приём волн идёт в неком одном или нескольких направления
  • Не направленные (с круговой диаграммой направленности) - когда радиоволны излучаются и принимаются равномерно со всех направлений.

Пример: вертикальный штырь имеет круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, то есть одинаково излучает и принимает радиоволны от источников вокруг себя.

Что такое усиление антенн?

Если речь идёт именно об усилении антенны, а не об усилителе подключенном к антенне и требующим проводов питания, то усиление антенны, это её способность концентрировать радиоволны в некоторой плоскости или направлении, туда, где находятся желаемые для связи корреспонденты.
Например, вертикально расположенные два штыря по 1/4 длинны волны (вертикальный диполь), излучают равномерно по кругу, но это если смотреть сверху на него, а если сбоку, то окажется что часть энергии излучается в землю, а часть в космос. Коэффициент усиления диполя равен 0 dBd. В земле и в космосе для нас нет полезных сигналов, соответственно путём изменения конфигурации диполя (удлинив одну его часть до 5/8 длины волны) можно добиться, что излучение сосредоточится в горизонте, а в космос и в землю будет излучаться мало, усиление такой антенны составит примерно 6 dBd.

ЗАПОМНИТЕ:
- Длина волны = 300 / частота канала связи
- Минимальная длина эффективной антенны = Длина волны / 2
- Чем толще проводники из которых сделана антенна, тем больший вклад вносит коэффициент укорочения в её длину.
- КСВ показывает качество передачи энергии от радиостанции в антенну, но не показывает эффективность антенны.

нет комментариев
13 мая 2019

Low PIM

Что такое Антенны, Кабели и Разъемы с низким PIM?

Чтобы понять, что означают антенны с низким PIM, кабель и разъемы, очень важно понять, что означает PIM. PIM расшифровывается как пассивная интермодуляция. Это проблема, которая возникает в основном в пассивных устройствах, таких как антенны, кабели и разъемы, где мешающие сигналы генерируются нелинейностями в механизме беспроводной системы.Происходит амплитудная модуляция или микширование двух сигналов, что приводит к разнице в сигналах в конкретной полосе, оставляя после себя существенное переплетение.

PIM всегда появляется, когда как минимум две разные частоты передаются от пассивного компонента, такого как вилка или антенный кабель. Нелинейность компонента, как результат плохой конструкции компонента, неточного изготовления, дефектных материалов или обработанных поверхностей, может привести к появлению мешающего сигнала в диапазоне частот полезного сигнала.

Когда механические компоненты взаимодействуют, особенно там, где соединяются два разных металла, результатом являются нелинейные элементы. Основная причина, в основном, в отличие от материальных соединений, приводящих к проявлению PIM в коаксиальных кабелях, антеннах и коаксиальных разъемах среди других. Это вызвано окислением, плохо выполненными соединителями, коррозией, грязью и ржавчиной, включая любые виды фальсификации на пассивных устройствах. PIM также вызван близкими металлическими объектами от якорей, труб, опорных проводов к крышам, что приводит к нелинейности, которая допускает смешивание. При увеличении нелинейности амплитуда приема PIM также возрастает.

Чем больше частот передается по общей линии, тем больше сигналов может возникнуть. GSM и UMTS уже передаются по одному и тому же кабелю. С LTE вероятность мешающих сигналов значительно увеличивается. Если этот мешающий сигнал находится в полезном диапазоне частоты мобильной связи, он прерывает передачу со смартфона на базовую станцию. В худшем случае PIM полностью отключает этот радиоканал.

Что такое пассивная интермодуляция (PIM)

Часто в характеристиках антенн, разъемов, переходников и кабелей можно увидеть такой показатель, как уровень интермодуляционных продуктов. Он измеряется в дБн (dBc) — мощности излучения по отношению к основной (несущей) частоте. Что это такое и чем опасны интермодуляционные искажения в системах сотовой связи? Давайте разбираться.

Линейные и нелинейные системы

На практике, работая с радиооборудованием, мы всегда имеем дело с нелинейными системами. В отличие от математических абстракций, ВЧ-сигнал, передаваемый по кабелю, проходящий по разъемам, стыкам и переходникам, подвергается множеству воздействий и искажений, нарушающих общую линейность системы.

В идеальной умозрительной системе сигнал, проходя по трассе, на выходе может отличаться лишь амплитудой (затуханием) и фазой. На практике все совсем иначе, и из-за этого в нелинейной системе возникают многочисленные побочные сигналы. К таким сигналам относятся гармоники и интермодуляционные продукты.

Гармоники

Из школьного курса физики известно, что сигналы производят дополнительные «отголоски» себя — гармоники. Гармоники всегда возникают на кратных частотах. Например, GSM-сигнал в частоте 935 МГц произведет гармонику на частоте 1870 МГц (935 x 2), 3740 МГц (935 x 4), 5610 МГц (935 x 6) и т. д.

Гармоники — естественный физический эффект, который принимается во внимание при проектировании радиосистем. Как правило, они не создают проблем, поскольку располагаются на большом расстоянии от несущей частоты и часто отсекаются оборудованием, рассчитанным на более узкий диапазон. Кроме того, следует помнить, что каждая последующая гармоника многократно «слабее» предыдущей.

Интермодуляция

Интермодуляция — другой тип «побочных» сигналов, возникающих, когда в системе передается как минимум два основных сигнала разной частоты. Эти побочные эффекты называются «интермодуляционными продуктами», а в случае их влияния на полезный сигнал — «интермодуляционными искажениями».

Интермодуляционные сигналы возникают на частотах, которые являются суммами или разностями основных частот и/или их гармоник. Это определение может показаться сложным, поэтому давайте вернемся к нашему примеру с частотой GSM-сигнала.

Предположим, что в момент времени передача данных происходит одновременно на частотах 935 и 960 МГц. Это две «крайние» частоты приема в стандарте GSM-900, вся же полоса частот загрузки в стандарте GSM-900 — это 935–960 МГц. В зависимости от региона России частоты 935 и 960 МГц могут принадлежать разным операторам.

Эти сигналы производят гармоники на частотах 1870 и 1920 МГц соответственно. Для простоты возьмем лишь эти значения: разумеется, в случае необходимости аналогичные расчеты можно сделать и для последующих гармоник.

Обозначим базовые частоты как f1 и f2:

f1 = 935 МГц

f2 = 960 МГц

«Ближайшие» гармоники этих сигналов принято обозначать следующим образом:

2f1 = 1870 МГц

2f2 = 1920 МГц

Так вот, интермодуляция будет возникать на частотах, которые являются суммой и разностью всех этих значений. Проще говоря, побочные сигналы могут появиться на частотах:

f1 + f2 = 935 + 960 = 1895 МГц

f2 - f1 = 960 - 935 = 25 МГц

2f1 + f1 = 1870 + 935 = 2805 МГц

2f1 + f2 = 1870 + 960 = 2830 МГц

2f1 - f2 = 1870 - 960 = 910 МГц

2f2 + f1 = 1920 + 935 = 2855 МГц

2f2 - f1 = 1920 - 935 = 985 МГц

2f1 + 2f2 = 1870 + 1920 = 3790 МГц

2f2 - 2f1 = 1920 - 1870 = 50 МГц

Очевидно, что когда в расчеты добавляются последующие гармоники (3f1, 3f2, 4f1, 4f2 и т. д.), количество сочетаний многократно возрастает. И все эти интермодуляционные сигналы могут возникнуть в системе передачи данных!

Как легко заметить, многие помехи придутся на частоты, далеко отстоящие от несущих. В большинстве случаев их можно игнорировать, поскольку они фильтруются узкополосным активным оборудованием. Но в некоторых случаях с ними придется бороться, и в особенности это касается интермодуляционных продуктов третьего и пятого порядков.

Порядок интермодуляции

Порядок интермодуляции — это показатель того, насколько «далекая» гармоника участвовала в образовании побочного сигнала.

С математическиой точки зрения порядок — это сумма коэффициентов, которые в записи ставятся перед гармониками и указывают их номер. Коэффициенты берутся по модулю (без знаков «плюс» или «минус»).

Для самих несущих частот коэффициент принят за 1. Для «ближайшей» гармоники коэффициент — 2, для следующей — 3 и т. д. Это хорошо видно в записи. Например, у гармоники 2f1 — коэффициент 2, у гармоники 3f2 — коэффициент 3 и так далее.

  • Таким образом, за первый порядок принято считать сами несущие частоты f1 и f2;
  • Интермодуляцией второго порядка называются побочные сигналы, образованные несущими частотами (f1 + f2 и f1 - f2);
  • Интермодуляция третьего порядка — побочный сигнал, образованный несущей частотой и одной из ближайших гармоник (например, 2f1 - f2);
  • Интермодуляция четвертого порядка возникает при взаимодействии двух ближайших гармоник (например, 2f2 - 2f1);
  • Интермодуляция пятого порядка возникает при взаимодействии гармоник с коэффициентами 3 и 2, а также при взаимодействии гармоники с коэффициентом 4 с несущими частотами (например 3f1 - 2f2);
  • … и так далее.

В силу математических свойств, наиболее «опасными» в радиосвязи оказываются интермодуляционные помехи нечетного порядка, поскольку они «вплотную» подбираются к несущим частотам и могут оказывать на них воздействие. В системах сотовой связи наибольшее значение имеют интермодуляционные помехи третьего и пятого порядков.

Причины возникновения пассивной интермодуляции

Как следует из названия, пассивной интермодуляцией называются побочные сигналы, возникающие в пассивных элементах радиосистемы: антеннах, разъемах, кабелях и переходниках. Интермодуляция возникает в силу нелинейности этих элементов. Нелинейность обуславливают:

  • неоднородность контактов, вызванная загрязнением, коррозией, пылью, механическими повреждениями и т. п.;
  • использование соединителей из неподходящего, разнородного материала;
  • «стыковые» соединения без пайки;
  • применение низкокачественных кабелей (с экраном низкой плотности).

Пассивная интермодуляция и оборудование

Как правило, производители пассивного оборудования указывают уровень интермодуляционного сигнала определенного порядка. В паспорте изделия эта характеристики может быть обозначена словами PIM (Passive InterModulation) или IMP (InterModulation Products).

Соответственно PIM3 означает интермодуляционные сигналы третьего порядка, PIM5 — пятого порядка и т. д. Если для оборудования заявлена характеристика PIM3 = -160 дБн, значит, уровень создаваемого им побочного сигнала третьего порядка будет на 160 дБ меньше, чем уровень основного (несущего) сигнала. Например, делитель со значением PIM3 = -160 дБн будет чуть лучше делителя с PIM3 = -150 дБн. Это очень хороший показатель.

Сильные интермодуляционные помехи могут снизить качество связи и существенно повысить уровень нежелательного шума.

Как сократить интермодуляционные помехи?

Для сокращения интермодуляционных помех важно использовать качественные комплектующие с низкими показаниями PIM. Чтобы снизить интермодуляцию, следуйте следующим простым правилам:

  • Используйте ВЧ-разъемы с прочным резьбовым соединением (N-типа, 7/16 и подобные). ТВ-разъемы (F-типа) применяйте только как эконом-вариант для систем начального уровня;
  • Выполняйте монтаж центральной жилы и контактов пайкой. Избегайте цанговых разъемов типа N-112C/10D, где в целях экономии времени подразумевается обжим иголки вместо пайки;
  • Применяйте кабели с гофрированным медным экраном или сетчатой оплеткой плотностью не менее 100%;
  • Не используйте комплектующие, покрытые коррозией, грязью или пылью;
  • Избегайте установки ВЧ-системы в непосредственной близости с другими системами, используемыми в том же здании (ТВ, радио, WiFi). Их основная частота будет отличаться от вашей, но их интермодуляционные помехи 2–5 порядков могут прийтись на частоты вашей системы.
нет комментариев