สายเคเบิลแบบรั่ว: หลักการทำงานและสถานที่ที่ใช้งาน

ในโครงสร้างพื้นฐานที่ปิดล้อม เช่น ช่องทางเหมืองใต้ดิน ทางอุโมงค์รถไฟ ทางเดินระบบขนส่งมวลชนแบบรถไฟฟ้าใต้ดิน และชั้นใต้ดินที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็ก แอนเทนนาแบบจุดกำเนิดสัญญาณทั่วไปประสบปัญหาการบล็อกสัญญาณแบบสายตาตรงอย่างรุนแรง การลดทอนสัญญาณจากหลายเส้นทาง และการลดทอนสัญญาณอย่างรวดเร็ว สายป้อนอาหารรั่ว แก้ปัญหาช่องว่างในการให้บริการพื้นฐานนี้ โดยทำหน้าที่เป็นแอนเทนนาเชิงเส้นแบบต่อเนื่องตลอดความยาวของเส้นทาง

เมื่อออกแบบระบบสื่อสารใต้ดินที่มีความน่าเชื่อถือสูง การเลือก สายโคแอกเซียลแบบรั่วไหล (RF leaky coaxial cable) จึงมีความสำคัญยิ่งต่อการให้สัญญาณแพร่กระจายอย่างมั่นคง การสูญเสียการจับคู่ต่ำ และการลดทอนตามแนวความยาวต่ำ เวิลด์พีค ผลิตชิ้นส่วนโคแอกเซียลและระบบเชื่อมต่อสายเคเบิลระดับสูงที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ท้าทาย คู่มือนี้อธิบายหลักการทำงานทางฟิสิกส์ การออกแบบเชิงกล สถานการณ์การติดตั้งหลัก และเกณฑ์การจัดซื้อเพื่อเลือก สายเคเบิลสื่อสารใต้ดิน ให้เหมาะสมกับการส่งสัญญาณระยะไกลอย่างต่อเนื่อง

หลักการทำงาน: สายเคเบิลแบบรั่วไหลปล่อยพลังงานคลื่นวิทยุได้อย่างไร

สายโคแอกเซียลมาตรฐานถูกออกแบบให้มีตัวนำด้านนอกที่ปิดสนิทและมีการป้องกันอย่างสมบูรณ์ เพื่อเก็บคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไว้ภายในไดเอเล็กตริกของสายให้ครบ 100% ในทางตรงข้าม สาย สายโคแอกเซียลแบบรั่วไหล (RF leaky coaxial cable) ถูกผลิตขึ้นด้วยรูเปิด ช่องหรือรูเจาะที่ออกแบบมาอย่างแม่นยำตามแนวโลหะหุ้มด้านนอกซึ่งทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม

กลไกการแผ่รังสี

• การแพร่กระจายสัญญาณแบบมีทิศทาง: เมื่อสัญญาณความถี่วิทยุเดินทางผ่านตัวนำด้านใน ส่วนหนึ่งของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจะรั่วไหลออกผ่านช่องเปิดบนตัวนำด้านนอกเข้าสู่พื้นที่รอบข้างอย่างควบคุมได้

• การแผ่รังสีและรับสัญญาณสองทิศทาง: ช่องเปิดเหล่านี้ทำหน้าที่เสมือนแม่เหล็กขั้วคู่ขนาดเล็กจำนวนมากเรียงต่อกันไม่สิ้นสุด โครงสร้างนี้ทำให้สายสามารถส่งสัญญาณไปยังโทรศัพท์มือถือหรือวิทยุได้ รวมทั้งรับสัญญาณที่ส่งเข้ามาจากเครื่องส่ง-รับแบบพกพาด้วย

• การแจกจ่ายสัญญาณอย่างต่อเนื่อง: แทนที่จะอาศัยเสาอากาศกำลังสูงเพียงต้นเดียว สาย สายป้อนอาหารรั่ว ให้ความเข้มสนามวิทยุ (RF) สม่ำเสมอตลอดระยะทางหลายกิโลเมตร จึงเป็นโซลูชันแบบพาสซีฟที่เหมาะยิ่งสำหรับ ระบบเสาอากาศแบบกระจาย (DAS) ในทางเดินแคบ

โหมดการแผ่รังสี เทียบกับ โหมดการเชื่อมต่อ: ความแตกต่างด้านเทคนิคหลัก

เมื่อกำหนดคุณลักษณะของ สายเคเบิลสื่อสารใต้ดิน สำหรับโครงการอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน วิศวกรจำเป็นต้องเลือกระหว่างการจัดวางช่องเปิดสองแบบหลัก:

สำหรับการใช้งานระยะไกล การให้บริการไร้สายในอุโมงค์ , สายเคเบิลแบบรั่วไหล (leaky feeder) ที่ใช้โหมดการแผ่รังสีเป็นที่นิยมมากกว่า เนื่องจากโครงสร้างที่มีร่อง (slotted geometry) ช่วยลดการสูญเสียสัญญาณตามแนวความยาว (longitudinal attenuation) ให้น้อยที่สุด ขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพในการจับคู่สัญญาณวิทยุ (radio coupling) สำหรับแถบความถี่เฉพาะ (VHF, UHF, TETRA, 4G LTE และ 5G NR)

สภาพแวดล้อมหลักที่ใช้งานระบบสายเคเบิลแบบรั่วไหล (leaky feeder systems)

การผสานรวมเข้ากับ สายโคแอกเซียลแบบรั่วไหล (RF leaky coaxial cable) ขจัดพื้นที่สัญญาณอ่อนหรือไม่มีสัญญาณ (dead zones) ทั่วพื้นที่ใต้ดินและภายในอาคารที่เครือข่ายไร้สายแบบดั้งเดิมไม่สามารถให้บริการได้

เหมืองแร่ใต้ดินและอุโมงค์

การดำเนินงานในเหมืองแร่ใต้ดินต้องอาศัยสัญญาณการสื่อสารด้วยเสียง สัญญาณเทเลเมตรี (telemetry) และสัญญาณควบคุมยานพาหนะอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง การติดตั้งสายเคเบิลแบบรั่วไหลชนิดทนทานเป็นพิเศษ (heavy-duty) สายป้อนอาหารรั่ว ตามแนวทางขนส่ง (haulage drifts) ทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารจะราบรื่นทั่วทั้งระบบวิทยุสองทาง VHF/UHF ลิงก์ข้อมูล Wi-Fi และเครือข่าย LTE โดยไม่จำเป็นต้องจัดแนวเสาอากาศให้อยู่ในระยะสายตา (line-of-sight)

การครอบคลุมสัญญาณไร้สายในอุโมงค์รถไฟฟ้าและระบบราง

ในเครือข่ายการขนส่งความเร็วสูง ขบวนรถไฟเคลื่อนผ่านอุโมงค์แคบที่ทำจากคอนกรีต ซึ่งสัญญาณจากสถานีฐานภายนอกไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปได้ การติดตั้งสายเคเบิลแบบรั่วไหล (leaky feeder) สายเคเบิลสื่อสารใต้ดิน ตามผนังอุโมงค์รับประกันอัตราการสูญเสียการเชื่อมต่อแบบไม่สะดุดสำหรับบริการโทรศัพท์มือถือของผู้โดยสาร ระบบฉุกเฉินแบบ TETRA และการสื่อสารระหว่างขบวนรถไฟกับโครงสร้างพื้นฐานบนพื้นดิน (CBTC)

ระบบเสาอากาศกระจายภายในอาคาร (DAS)

สำหรับศูนย์การค้าขนาดใหญ่ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และลานจอดรถใต้ดิน สายโคแอกเซียลแบบรั่วไหล (RF leaky coaxial cable) ทำหน้าที่เป็นแกนหลักของระบบสัญญาณภายในอาคาร ระบบเสาอากาศแบบกระจาย ซึ่งกระจายสัญญาณโทรศัพท์มือถือจากหลายผู้ให้บริการ (3G/4G/5G) อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งชั้นใต้ดินหลายชั้น โดยไม่ก่อให้เกิดจุดร้อนของสัญญาณวิทยุ (RF hotspots) ที่มีกำลังส่งสูงในพื้นที่จำกัด

เกณฑ์การควบคุมคุณภาพ มาตรฐาน และการคัดเลือกทางวิศวกรรม

เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณในระยะยาวภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง กัดกร่อน หรือสั่นสะเทือนรุนแรง ทีมจัดซื้อจำเป็นต้องประเมินเกณฑ์วัสดุและมาตรฐานการทดสอบอย่างเข้มงวด

• วัสดุปลอกภายนอกและการทนไฟ: การติดตั้งภายนอกอาคารและในอุโมงค์ต้องใช้ปลอกภายนอกชนิด Low-Smoke Zero-Halogen (LSZH) ที่สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยด้านไฟไหม้ IEC 60332-1, IEC 60332-3C และ CPR EN 50575

• การป้องกันความชื้นและระดับการป้องกัน (IP Ratings): น้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจากเหมืองและสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงสามารถซึมผ่านร่องด้านนอกได้ สายเคเบิลคุณภาพสูงใช้เทปป้องกันการซึมของน้ำและฉนวนโฟม PE ที่ต้านทานการกัดกร่อน เพื่อให้มีการปิดผนึกแบบป้องกันสิ่งแวดล้อมอย่างมีประสิทธิภาพในระยะยาว

• การควบคุม PIM (การผสมสัญญาณแบบพาสซีฟ) ระบบ LTE/5G แบบหลายคลื่นต้องมีสมรรถนะ PIM ต่ำ (≤ -155 เดซิเบล-สัมพัทธ์ @ 2 × 20 วัตต์) เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนระหว่างช่องสัญญาณ WORLDPEAK จัดหาขั้วต่อ RF ที่แม่นยำและชุดสายต่อแบบ low-PIM ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการเชื่อมต่อปลายทางของ leaky feeder

• การปรับสมดุลระหว่างการสูญเสียการเชื่อมโยง (Coupling Loss) กับการลดทอนตามแนวความยาว (Longitudinal Attenuation) การลดทอนที่ต่ำลงช่วยให้สามารถวางสายเคเบิลได้ระยะไกลขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณกลางทาง (line amplifiers) ในขณะที่การควบคุมการสูญเสียการเชื่อมโยงอย่างเหมาะสมจะรับประกันว่าพลังงานสัญญาณที่เพียงพอจะไปถึงอุปกรณ์มือถือ

สำหรับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ฉบับเต็ม แบบแปลนทางเทคนิค หรือใบเสนอราคา B2B สำหรับการสั่งซื้อจำนวนมาก โปรดเข้าชมศูนย์ข้อมูลทางเทคนิคที่ WORLDPEAK RF Connectors & Cabling .