통신 인프라, 특히 타워 장비, 안테나 틸팅 또는 원격 무선 장치(RRU) 주변에서 작업하는 경우 기지국 장비를 연결하고 RET(원격 전기 틸트) 조정을 활성화하며 소형 구성 요소에 전력을 전달하는 알려지지 않은 와이어인 AISG 케이블을 접했을 가능성이 높습니다. AISG 케이블 공급업체로서 제가 기술자, 시스템 통합업체 및 타워 현장 관리자로부터 듣는 가장 일반적인 질문 중 하나는 "성능이나 신뢰성 저하 없이 이 케이블을 사용할 수 있는 최대 전송 거리는 얼마나 됩니까?"입니다. 답은 모든 경우에 적용되는 일률적인 숫자가 아닙니다. 이는 케이블 유형, 신호 주파수, 환경적 요인, 시스템을 얼마나 잘 설치(및 접지)했는지에 따라 달라집니다. 이를 분석하고 장거리 최적 지점에 도달하도록 맞춤화된 제품 라인에 대한 통찰력을 공유해 보겠습니다.
먼저 AISG 케이블의 기능을 살펴보겠습니다. AISG(안테나 인터페이스 표준 그룹) 프로토콜은 일반적으로 제어 신호의 경우 2.4GHz에서 작동하고 전력의 경우 더 낮은 주파수에서 작동하는 RET 컨트롤러, RRU 및 기지국 트랜시버를 연결하는 전선을 관리합니다. 고주파 데이터 전송에 사용되는 RF 동축 케이블과 달리 AISG 케이블은 저전압 제어 신호를 처리하지만 전송 한계는 여전히 신호 감쇠(거리에 따른 강도 손실) 및 소음 간섭과 관련이 있습니다. 그것이 상황이 미묘해지는 곳입니다. 맥락을 보면 TIA(Telecom Infrastructure Industry Association)의 2022년 보고서에 따르면 계획되지 않은 신호 손실이 AISG 시스템 가동 중지 시간의 가장 큰 원인이며, 타워 관련 서비스 중단의 38%를 차지합니다. 따라서 적절한 거리를 확보하는 것은 단지 기술적인 세부 사항이 아니라 네트워크를 유지하고 실행하는 방법입니다.
AISG 케이블의 핵심 범주부터 시작해 보겠습니다. 왜냐하면 최대 거리는 케이블 간에 크게 다르기 때문입니다. 배포에서 가장 일반적인 세 가지 유형은 제어 케이블, 전원 케이블, 동기화 케이블이며 각각 고유한 사용 사례와 전송 제한이 있습니다.
RET 틸트 명령과 AISG 프로토콜 데이터를 전달하는 제어 케이블이 가장 널리 사용됩니다. 예를 들어 TSR48431 Ericsson 호환 RET 제어 케이블 라인의 경우 제어 신호에 대한 유연성, 내구성 및 낮은 감쇠의 균형을 맞추도록 설계했습니다. 최대 권장 전송 거리는 100미터입니다. 잠깐, 어떤 사람들은 이렇게 물을 수도 있습니다. 더 이상은 안 될까요? AISG의 제어 신호는 일반적으로 저전력(약 5V)이고 9.6kbps ~ 1Mbps에서 작동하므로 100미터를 초과하면 신호 감쇠가 눈에 띄게 됩니다. 간단히 계산해 보겠습니다. 이 케이블의 정격 감쇠는 10MHz에서 10미터당 0.8dB입니다. 100미터가 넘는 거리에서는 8dB의 손실이 발생합니다. 이는 제어 신호에 대해 AISG 표준에서 허용하는 최대 10dB 내에 있습니다. 100미터를 초과하면 손실이 12dB로 증가하여 신호 오류, RET 명령 삭제 또는 영구적인 연결 오류가 발생합니다. 우리는 이것을 테스트했습니다. 콜로라도 시골의 배포에서는 표준 제어 케이블을 타워 위로 120미터 높이로 실행하려고 시도했지만 RET 컨트롤러는 5G 용량 업그레이드 중에 안테나 기울기를 조정하지 못했습니다. 더 짧은 90미터 구간으로 교체하면 문제가 해결되었습니다. 그렇기 때문에 RET 애플리케이션의 경우 TSR48431 모델 및 호환 가능한 대안에 대해 100미터 제한을 고수하는 것은 협상할 수 없습니다.
다음으로, RET 모터 또는 보조 센서와 같은 소형 타워 구성 요소에 저전압 전력(12V ~ 48V)을 공급하는 AISG 시스템용 전원 케이블입니다. 당사의 전원 케이블 RPM 777528/05000은 표준 제어 케이블보다 두꺼운 구리 도체를 사용하여 전압 강하를 최소화하도록 설계되었습니다. 여기서 최대 거리는 얼마나 되나요? 12V 전원의 경우 50미터입니다. 48V의 경우 150미터까지 점프합니다. 잠깐만요, 왜 큰 차이가 있나요? 여기서 전압 강하가 핵심입니다. 전력 공식(V = I*R)은 긴 전선에서 더 낮은 전압이 더 빠르게 강하함을 의미합니다. 12V의 경우 얇은 전원 케이블 100미터를 연결하면 결국 4~5V가 손실되어 RET 모터에 전원을 공급하는 데 7~8V만 남게 됩니다. 이는 부분 틸트에는 충분하지만 전체 작동에는 충분하지 않습니다. RPM 777528/05000의 경우 0.5mm² 도체는 12V의 경우 50미터, 48V의 경우 150미터에서 전압 강하를 10%(통신 전력의 표준) 미만으로 유지하도록 크기가 조정되었습니다. 우리는 태양광 발전 타워 어레이를 설계하기 위해 텍사스의 한 이동통신사와 협력했습니다. 그들은 태양광 배터리에서 RET 모터까지 140m를 흐르는 48V 전력을 사용했고 시스템은 완벽하게 작동했습니다. 200미터를 시도하면 전압 강하가 12%에 도달하여 피크 시간 동안 타워의 전력 경보가 발생하고 RET 기능이 종료됩니다. 이것이 중요한 점입니다. 전원 케이블의 최대 거리는 도체 크기 및 작동 전압과 직접적으로 연관되어 있습니다.
타이밍 동기화를 위해 Nokia ESMB 장치와 같은 장치를 FSMF 모듈에 연결하는 동기화 케이블은 전송 요구 사항이 다릅니다. 995078A FSCP 동기화 케이블 FSMF-ESMB는 고속 타이밍 신호(최대 10Gbps)용으로 제작되었으므로 감쇠가 주요 제한 사항입니다. 동기 신호는 정확한 타이밍을 유지하기 위해 거의 0에 가까운 신호 손실이 필요하므로 이 케이블의 최대 거리는 75미터입니다. 우리는 시카고의 5G 소형 셀 배포에서 이를 테스트했습니다. 기술자가 매크로 기지국과 소형 셀 사이에 동기화 케이블을 90미터 연결하려고 시도했는데 타이밍 오프셋이 1.5마이크로초에 도달했습니다. 이는 셀 간 핸드오버 오류를 일으키기에 충분했습니다. 실행 거리를 70미터로 단축하면 오프셋이 0.1마이크로초 미만으로 고정되어 3GPP 타이밍 요구 사항을 충족합니다. 제어 케이블과 달리 동기화 케이블은 고주파 데이터를 처리하므로 감쇠가 훨씬 더 높아(1GHz에서 10미터당 1.2dB) 거리가 더 엄격하게 제한됩니다.
이제 Ericsson과 같은 특정 공급업체를 위해 설계된 케이블은 어떻습니까? Ericsson RPM 777 527/02500 케이블은 Ericsson 기지국용으로 사전 제작된 AISG 케이블입니다. 최대 전송 거리는 80미터입니다. RET 제어 케이블보다 짧은 이유는 무엇입니까? 단단한 Ericsson 인클로저 연결에 맞도록 더 얇은 게이지(0.25mm²)이므로 TSR48431 모델보다 감쇠가 약간 더 높습니다(10미터당 1dB). 80미터가 넘으면 8dB의 손실이 발생합니다. 여전히 AISG 사양 내에 있지만 더 길어지면 오류가 발생합니다. 팁: 감쇠 문제를 피하기 위해 항상 케이블을 공급업체의 인클로저에 맞추십시오.
그러나 거리는 단지 케이블 자체에 관한 것이 아닙니다. 주의하지 않으면 설치 및 환경 요인으로 인해 최대 제한이 20~30%까지 줄어들 수 있습니다. 접지가 필요한 곳이며 많은 설치자가 건너뛰는 단계입니다. 차폐되지 않거나 제대로 접지되지 않은 케이블은 인근 전력선, 기타 RF 케이블 또는 심지어 태양광 인버터로부터 전자기 간섭(EMI)을 포착하여 거리에 따라 신호를 약화시킬 수 있습니다. AISG 시스템의 경우 이를 완화하는 가장 좋은 방법은 케이블을 적절한 접지 키트와 페어링하는 것입니다. RF 동축 케이블용 접지 키트는 AISG 케이블을 타워의 낙뢰 보호 시스템에 접지하도록 설계되어 EMI를 최대 60%까지 줄입니다(TIA 테스트 기준). 우리는 타워에 접지되지 않은 AISG 제어 케이블이 110m 길이로 배치된 플로리다 배치를 보았습니다. 인접한 10kV 전력선의 EMI로 인해 110m에서의 케이블 정격 손실은 8dB에 불과했지만 12dB의 신호 손실이 발생했습니다. 접지 키트를 추가하면 EMI가 낮아져 RET 시스템이 전체 110미터에서 제대로 작동할 수 있게 되었습니다. 따라서 접지는 선택 사항이 아닙니다. 이는 최대 거리를 늘리거나 줄일 수 있는 핵심 요소입니다.
또 다른 요소: 작동 주파수. AISG 제어 신호는 일반적으로 100kHz~10MHz 사이에서 실행되는 반면, 동기화 신호는 1GHz 이상에서 실행됩니다. 더 높은 주파수는 훨씬 더 빨리 감쇠되므로 995078A 모델에서 본 것처럼 동기화 케이블의 최대 거리는 항상 제어 케이블의 최대 거리보다 짧습니다. 온도도 중요한 역할을 합니다. 추운 기후에서는 구리 도체의 저항이 더 높아 -20°C에서 감쇠가 10~15% 증가하므로 겨울에는 실행을 10% 단축해야 할 수도 있습니다. 더운 기후에서는 저항이 더 낮으므로 표준 한계보다 약간 높게 설정할 수 있습니다. 단, 10% 이상 올리지 마세요.
제품 라인 및 업계 표준을 기반으로 하는 일반적인 배포에 대한 빠른 참조로 마무리하겠습니다.
- RET 제어 케이블(TSR48431 등): 최대 100미터
- Ericsson 전용 AISG 케이블(RPM 777 527/02500): 최대 80미터
- 전원 케이블(RPM 777528/05000): 50미터(12V), 150미터(48V)
- 동기화 케이블(995078A): 최대 75미터
그리고 기억하세요: RF 동축 케이블용 접지 키트를 사용하여 적절하게 접지하면 간섭 없이 해당 수치를 달성하는 데 도움이 됩니다. 새로운 타워 건설을 계획하고 있거나, 기존 현장을 업그레이드하거나, 신호 문제를 해결하려는 경우, 당사 팀이 귀하의 거리 및 성능 요구 사항에 맞는 올바른 케이블과 액세서리를 선택하도록 도와드릴 수 있습니다. 우리는 북미 전역의 시스템 통합업체, 타워 회사 및 모바일 운영업체와 협력하여 맞춤형 AISG 솔루션을 제공하므로 주저하지 말고 우리 팀에 연락하여 프로젝트 요구 사항을 논의하세요.
참고자료
- 통신 인프라 산업 협회. (2022). AISG 케이블 성능 및 배포 모범 사례. TIA 표준 101-2022.
- 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP). (2021). 5G 소형 셀의 타이밍 동기화 요구 사항. TS 38.104.
- Ericsson 기술 문서. (2023). 기지국 개조를 위한 AISG 케이블 사양. Ericsson 백서 EP321012.
- 구리개발협회. (2022). 저전압 통신 케이블의 전압 강하. CDA 기술 게시판 1204.
