Affinché un sistema di comunicazione mobile offra le migliori prestazioni possibili e quindi la migliore qualità dell'esperienza (QoE) con la massima qualità di copertura e velocità di trasmissione dati, è necessario considerare 3 fattori importanti che incidono significativamente sulle prestazioni del sistema:
· Intermodulazione passiva (PIM)
· Isolamento
· Perdita di ritorno

I componenti passivi di SPINNER sono progettati per attenuare le interferenze e quindi fornire al sistema:

                     BASSO PIM, ELEVATO ISOLAMENTO, BASSO VSWR

INTERMODULAZIONE PASSIVA

· Gli ossidi metallici, le aree di contatto e i materiali ferromagnetici hanno proprietà non lineari.
· L'effetto PIM si manifesta sempre quando almeno due frequenze diverse vengono trasmesse da un componente passivo, come un connettore o un cavo coassiale. La non linearità del componente può causare la comparsa di un segnale di distorsione nella gamma di frequenza di un segnale utile (la banda di ricezione è ancora più critica).
· Gli effetti non lineari possono essere causati da una progettazione scadente, imprecisioni di fabbricazione, materiali difettosi, superfici mal rifinite e persino impurità nei materiali o guasti nel processo di assemblaggio.
· I prodotti di distorsione più importanti sono i prodotti di intermodulazione del terzo ordine, comunemente chiamati IM3.


IM3 è espresso in dBc (dB rispetto alla portante): utilizzando due portanti da 20 W (o equivalentemente 43 dBm).
I livelli ottimali di IM3 dovrebbero essere ≤ -160 dBc
. Frequenze IM3:

• SPINNER aveva già messo in guardia sull'effetto PIM agli albori dell'era delle comunicazioni mobili.
• SPINNER dedica notevoli sforzi e risorse allo sviluppo di prodotti a basso PIM e all'esecuzione di misurazioni in fabbrica.
Progettazione + materiali + produzione = prodotto a basso PIM
. • La norma IEC 62037-1 raccomanda che i sistemi di misurazione PIM siano almeno 10 dB migliori del valore PIM del componente misurato (DUT).
La misurazione di un'antenna specificata con IM3 < -150 dBc con 2 x 20 W richiede una configurazione di test con tutti i componenti migliori di -160 dBc.
• Misurazioni PIM accurate richiedono un sistema di misurazione end-to-end professionale.

MISURAZIONE DELL'INTERMODULAZIONE PASSIVA

Di che intervallo di misurazione stiamo parlando? O, in altre parole, in che misura la distorsione PIM influisce sull'efficienza complessiva del nostro sistema di comunicazione?
Per darvi un'idea dell'intervallo, farò un paragone tra una distanza di soli 10 μm e la distanza tra il Sole e la Terra. Tale rapporto sarebbe di -162 dB, simile a un buon valore PIM.

Se facessimo la stessa cosa con una coppia di segnali da 20 W e volessimo ottenere un PIM di -162 dBc, quale dovrebbe essere la potenza di IM3?

Stiamo parlando di un segnale molto debole (1,26 femtowatt) per evitare problemi di intermodulazione passiva. Non appena la potenza del segnale IM3 inizierà ad aumentare oltre questo valore, inizieremo ad avere problemi e l'efficienza del nostro sistema di comunicazione mobile si ridurrà.

ISOLAMENTO

• L'isolamento è definito come l'interferenza (diafonia) tra due segnali di canale.
• L'isolamento interbanda si verifica tra diverse bande di segnale (come 5G 700 e LTE 800).

• L'isolamento intrabanda si verifica tra segnali operatori diversi nella stessa banda

Il livello di isolamento raggiunto dipende dalla qualità del componente utilizzato:
buoni accoppiatori offrono un isolamento fino a 30 dB;
buoni combinatori arrivano fino a 50 dB.

"Maggiore è l'isolamento, migliore è l'efficienza complessiva del sistema."

PERDITA VSWR

Ogni volta che un segnale viene applicato a un componente passivo, una certa quantità di segnale lo attraversa (trasmissione), un'altra parte viene assorbita all'interno del componente (perdita di trasmissione) e una terza parte viene riflessa verso la sorgente. La potenza riflessa è nota come perdita di ritorno o VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).
La formula che mette in relazione la perdita di ritorno con il VSWR è la seguente:

Questa riflessione si verifica con ogni disadattamento tra i componenti o all'interno degli stessi componenti a causa di impedenze diverse.
Il VSWR ideale sarebbe 1,0, il che significa che non si verifica alcuna riflessione e il 100% del segnale viene trasmesso.

RELAZIONE TRA PERDITA DI RITORNO (VSWR) E ISOLAMENTO

· Caso 1: Collegando un componente con bassa riflessione (VSWR = 1,1) a un accoppiatore eccezionale, l'isolamento può arrivare fino a 30 dB
· Caso 2: Collegando un componente con alta riflessione (VSWR = 1,3) allo stesso accoppiatore di cui sopra, l'isolamento può scendere a 23 dB
· Caso 3: Se si collega un componente con bassa riflessione (VSWR = 1,1) a un accoppiatore peggiore, l'isolamento può essere di nuovo di 23 dB
In sintesi, l'efficienza totale del sistema è influenzata dalle prestazioni del componente peggiore del sistema.

Le riflessioni si verificano in ogni singolo componente dell'intera rete di distribuzione. Più ci si avvicina alla sorgente, più la riflessione diventa critica, riducendo il SINR complessivo del sistema.

OTTIME PRESTAZIONI DI RETE INIZIANO CON UN BUON ISOLAMENTO.

Per l'implementazione di sistemi di antenne distribuite passive (DAS) per fornire copertura indoor per tutti i tipi di infrastrutture, consigliamo di utilizzare i nostri sistemi di combinazione multibanda e multioperatore. Questi sistemi sono integrati e testati in fabbrica, offrendo il miglior livello di isolamento sul mercato e garantendo prestazioni di rete ottimali rispetto all'utilizzo di più componenti discreti.
Esempio di un combinatore SPINNER per 3 operatori e 4 bande ciascuno:
· Isolamento interbanda di 30 dB (tra bande diverse dello stesso operatore)
· Isolamento intrabanda di 50 dB (all'interno della stessa banda tra i 3 operatori)

Esempio di un sistema di combinazione 12x3 per 3 operatori e 4 bande ciascuna fino a LTE
: Sistema di combinazione 12:3 700-900/1800/2100/2600 MHz 4.3-10 femmina - BN: 572660 - Product Finder SPINNER GmbH.

Esempio di un sistema di combinazione 15x3 per 3 operatori e 5 bande ciascuna fino a 5G (banda 3600 MHz):
Sistema di combinazione 15:3 700-900/1800/2100/2600/3800 MHz 4.3-10 femmina - BN: 570297 - Product Finder SPINNER GmbH

E il tutto prosegue con il miglior VSWR possibile per ogni componente in tutta la rete,


il che si traduce in un elevato isolamento dell'intero sistema. Non ha senso installare un combinatore di alta qualità se poi si utilizzano componenti coassiali e cavi di collegamento con una scarsa perdita di ritorno in tutta la rete, poiché, come abbiamo visto, ciò ridurrà l'isolamento e l'efficienza complessivi del sistema.

Conclusione: PRESTAZIONI COMPLESSIVE DEL SISTEMA

Il rapporto segnale-interferenza-rumore (SINR) è comunemente utilizzato nei sistemi di comunicazione mobile per misurare la qualità del segnale.
Il SINR è un valore utilizzato per fornire un limite superiore teorico per la capacità del canale (o velocità di trasferimento dati) in un sistema di comunicazione mobile.

Esempio: Rx = -90 dBm; Rumore Rx = -110 dBm => SINR = 20 dB
. La tabella seguente mostra la riduzione dell'efficienza (capacità del sistema) quando impostiamo il valore SINR di 20 dB come riferimento per un'efficienza del sistema del 100%.

Maggiore è il valore SINR,
più efficiente è la nostra rete.
Maggiore è la capacità per utente.
Maggiore è il numero di utenti supportati.
Il diagramma seguente mostra come varia la capacità di rete al diminuire del valore SINR, il che significa che è possibile connettere un minor numero di terminali mantenendo la stessa capacità di rete.

Noi di SPINNER siamo esperti da oltre 75 anni nella produzione di componenti di altissima qualità per garantire la massima efficienza alle vostre reti di comunicazione mobile, inclusi i connettori NEX10® di nuova generazione (connettori, adattatori, cavi coassiali e kit di calibrazione per VNA).
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Autore: Alejandro Fernández Gálvez, Ingegnere Senior delle Telecomunicazioni presso il Politecnico di Madrid (UPM) – Responsabile Vendite Spagna e Portogallo presso SPINNER.