МНОГОКАНАЛЬНЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ
MULTICHANNEL CABLE NETWORKS FOR RADIO FREQUENCY SIGNAL DISTRIBUTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение направлено на кабельные сети для распределения радиочастотных сигналов. В частности, настоящее изобретение направлено на ламинированные многоканальные коаксиальные кабельные сети для распределения радиочастотных сигналов внутри сооружения или здания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Продолжающееся расширение беспроводной связи и сопутствующих ей беспроводных технологий будет требовать намного большего количества "ячеек", чем развернуто в настоящее время. Это расширение оценивается в двойное-тройное по сравнению с текущим числом ячеек, в частности при развертывании сетей 4G/LTE (long term evolution). Это резкое увеличение числа ячеек вызвано, по крайней мере отчасти, большей величиной требуемой полосы пропускания для беспроводных приложений, причем полоса пропускания ячейки должна разделяться со всем имеющимся оконечным оборудованием в пределах дальности действия.
Для обеспечения желаемой полосы пропускания растущему числу клиентов необходимо лучшее покрытие беспроводной связи. Вследствие этого, в дополнение к новым развертываниям традиционных, больших макроячеек существует потребность в расширении числа микроячеек (точек внутри сооружений, таких как офисные здания, школы, больницы и жилые здания). Беспроводные внутренние (IBW) распределенные антенные системы (DAS) используются для улучшения беспроводного покрытия внутри зданий и связанных с ними сооружений.
Традиционные DAS используют стратегически расположенные антенны или излучающие коаксиальные кабели (leaky coax) по всему зданию для передачи радиочастотных сигналов в частотном диапазоне 300 МГц - 6 ГГц. Традиционные радиочастотные технологии включают TDMA, CDMA, WCDMA, GSM, UMTS, PCS/cellular, iDEN, WiFi и многие другие.
За пределами США операторы обязаны по закону расширять беспроводное покрытие внутри зданий. В США развитие IBW-приложений вызывается требованиями полосы пропускания и соображениями безопасности, в частности по мере перехода к текущим архитектурам 4G и далее.
Существует несколько известных сетевых архитектур для распределения беспроводной связи внутри здания. Эти архитектуры включают выбор пассивных, активных и гибридных систем. Активные архитектуры обычно включают передачу обработанных радиочастотных сигналов по волоконно-оптическим кабелям на удаленные электронные устройства, которые восстанавливают электрический сигнал и передают/принимают сигнал. Пассивные архитектуры включают компоненты, излучающие и принимающие сигналы, обычно через излучающую сеть коаксиальных кабелей с нарушенным экраном. Гибридные архитектуры включают оптическую передачу необработанного радиочастотного сигнала на точки активного распределения сигнала, где он подается на несколько коаксиальных кабелей, оканчивающихся несколькими передающими/принимающими антеннами. Конкретные примеры включают аналоговый/усиленный радиосигнал, RoF (радиосигнал по оптоволокну, также известный как RFoG), оптоволоконная транспортная сеть до пико- и фемтоячеек, и вертикальное RoF-распределение с широким пассивным коаксиальным распределением с удаленного блока на горизонтальные проводные сети (например, в полу). Эти традиционные архитектуры могут иметь ограничения по сложности и дороговизне электронных компонентов, неспособности обеспечить легкость добавления сервисов, неспособности поддерживать все сочетания сервисов, ограничения расстояния или неудобные требования при установке.
Традиционные проводные сети для IBW-приложений включают RADIAFLEX™ проводные сети, предлагаемые RFS (http://www.rfsworld.com), стандартные Ѕ-дюймовые коаксиальные кабели для горизонтальных проводных сетей, 7/8 -дюймовые коаксиальные кабели для проводных сетей вертикального распределения, а также стандартные оптоволоконные проводные сети для вертикального и горизонтального распределения.
Создание проводных IBW-сетей для различных беспроводных сетевых архитектур представляет физические и эстетические трудности, в особенности в старых зданиях и сооружениях. Эти трудности включают получение доступа к зданию, ограниченность места для распределения в вертикальных шахтах и пространства для размещения кабелей и работы с ними.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с образцовым вариантом осуществления настоящего изобретения кабель радиочастотного сигнала включает металлический материал, соединяющий множество каналов радиочастотного сигнала во в целом плоскую конструкцию, в которой по меньше мере первый канал сконфигурирован с возможностью излучательно передавать и/или принимать первый радиочастотный сигнал от первого канала.
В одном аспекте каждый из каналов радиочастотного сигнала содержит конструкцию коаксиального кабеля. В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из каналов радиочастотного сигнала содержит одно или более оптических волокон. В другом варианте осуществления изобретения второй канал сконфигурирован с возможностью излучательно передавать и/или принимать второй радиочастотный сигнал от второго канала. В другом варианте осуществления изобретения между первым каналом и вторым каналом расположен третий, неизлучающий канал.
В другом варианте осуществления изобретения первый канал включает несколько излучающих апертур, сформированных продольно по осевой длине первого канала. В другом варианте осуществления изобретения несколько излучающих апертур сформированных по осевой первого канала в случайном порядке. В другом варианте осуществления изобретения часть излучающих апертур закрыта металлической лентой. В другом варианте осуществления изобретения второй канал является выделенным принимающим каналом.
В другом варианте осуществления изобретения многоканальный кабель для радиочастотного сигнала сформирован в процессе ламинирования.
В другом варианте осуществления изобретения излучающие апертуры закрыты слоем диэлектрика. В другом варианте осуществления изобретения слой диэлектрика имеет толщину 2 мил или менее. В другом варианте осуществления изобретения на открытый диэлектрик в излучающих апертрурах нанесено гидрофобное покрытие.
В другом варианте осуществления изобретения первый канал содержит продольную щель, сформированную в металлическом материале по осевой длине первого канала. В другом варианте осуществления изобретения продольный слот имеет вырез по дуге от приблизительно 20 градусов до приблизительно 55 градусов.
В соответствии с другим примером варианта осуществления настоящего изобретения многоканальный горизонтальный кабель беспроводной связи внутри здания содержит несколько каналов радиочастотного сигнала, расположенных в плоском корпусе; причем каждый из нескольких сигнальных каналов обеспечивает отдельный путь радиочастотного сигнала и по меньше мере один из нескольких сигнальных каналов обеспечивает программируемый на объекте излучающий радиочастотный канал.
В другом варианте осуществления изобретения первый канал несет радиочастотный сигнал от первого провайдера беспроводной связи, а второй канал несет радиочастотный сигнал от второго провайдера беспроводной связи.
В другом варианте осуществления изобретения по меньше мере один из каналов радиочастотного сигнала содержит конструкцию с коаксиальным кабелем. В другом варианте осуществления изобретения по меньше мере один из каналов радиочастотного сигнала содержит оптическое волокно. В другом варианте осуществления изобретения по меньше мере два из нескольких сигнальных каналов обеспечивают программируемый на объекте радиочастотный излучающий канал.
Вышеприведенное краткое описание настоящего изобретения не описывает каждый проиллюстрированный вариант осуществления изобретения или каждую реализацию настоящего изобретения. Чертежи и детальное описание, приведенные ниже, содержат более подробные примеры этих вариантов осуществления изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение далее описано с отсылкой к сопровождающим чертежам.
Фиг.1A представляет собой изометрический разрез ламинированного многоканального (LMC) кабеля в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.
Фиг.1B-1D представляют собой изометрические виды альтернативных LMC-кабелей в соответствии с другими вариантами осуществления изобретения.
Фиг.2A представляет собой разрез LMC-кабеля с Фиг.1A.
Фиг.2B представляет собой разрез альтернативного LMC-кабеля в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2C представляет собой разрез альтернативного LMC-кабеля в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.3 представляет собой изометрический вид альтернативного LMC-кабеля в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 представляет собой изометрический вид альтернативного LMC-кабеля в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
В то время, как изобретение подвержено различным модификациям и альтернативным формам, его специфика показана на примерах при помощи чертежей и подробно описана. Изобретение не ограничено описанными отдельными вариантами осуществления изобретения. Напротив, оно покрывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, входящие в объем изобретения, как описано в соответствующих пунктах формулы изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем подробном описании используются ссылки на сопровождающие чертежи, которые являются его составной частью, и иллюстрирующие конкретные варианты осуществления изобретения, в которых изобретение может быть воплощено на практике. В этом отношении термины направления, такие, как "верхний", "нижний", "лицевой", "тыльный", "передний", "задний" и т.п., используются в соответствии с расположением описываемых Фигур. Поскольку компоненты вариантов осуществления настоящего изобретения могут располагаться в нескольких различных ориентациях, термины направления используются для пояснения чертежей, а не в качестве ограничения. Могут использоваться также другие варианты осуществления изобретения или вноситься структурные или логические изменения, что не приводит к выходу за пределы объема охраны настоящего изобретения. Нижеследующее подробное описание, следовательно, не должно пониматься в ограничительном смысле, а объем охраны настоящего изобретения определяется пунктами формулы изобретения.
Настоящее изобретение относится к кабельным сетям, которые могут быть использованы для беспроводных (IBW) приложений внутри здания для обеспечения многоканального распределения радиочастотного сигнала. В частности, предлагаемые проводные сети обеспечивает несколько каналов распределения сотового трафика (или WiFi-сигналов). Эти каналы могут быть выделены для различных операторов, каждому из которых необходимо беспроводное распределение в здании, или для различных сервисов. Эти каналы могут быть выделенными для маршрутизации сигналов к различным частям здания. Кабельные сети также дают возможность создания одного или более излучающих каналов для излучения радиочастотного/сотового сигнала без использования отдельной антенны. Конструкция кабельных сетей позволяет создавать специально сконструированные или программируемые области излучения из кабеля в определенных местоположениях вдоль кабеля, в то время как в других частях кабеля уровень радиочастотного сигнала может быть сохранен. Кабели также обеспечивают отдельный "принимающий" канал (или "обратная линия связи" в терминологии сотовой связи). Кабели также могут обеспечивать простоту установки "встречно-штыревых" линий излучающего коаксиального кабеля для создания покрытия или его отсутствия в определенной области пространства или помещении. Таким образом, многоканальный кабель с несколькими исходящими каналами, выделенным принимающим каналом, и программируемыми на объекте излучателями, обеспечивает гибкую конструкцию сети и оптимизацию в конкретной среде излучения конкретного помещения.
На Фиг.1A показано первое воплощение настоящего изобретения многоканальный кабель 100. В данном примере кабель 100 имеет ламинированную конструкцию и упоминается в данном описании как ламинированный многоканальный ("LMC") кабель. Данное описание не является ограничивающим в том смысле, что для изготовления используемых в примере многоканальные кабелей могут применяться процессы, иные нежели ламинирование.
LMC кабель 100 включает несколько каналов 101a-101d, каждый из которых включает линию связи. В соответствии с настоящим описанием LMC кабель 100 может включать меньшее или большее число каналов связи (напр., два канала, три канала, пять каналов, шесть каналов и т.д.).
В одном воплощении каждый из каналов содержит коаксиальный кабель с центральным проводником 112, окруженным диэлектриком 114, в свою очередь, окруженным внешним проводящим экраном 116. Центральный проводник 112 может быть традиционным металлическим проводом, например медным. В некоторых приложениях, например, для микроволновых приложений коаксиального кабеля, центральный проводник 112 может содержать алюминиевый провод с медным покрытием. Диэлектрик 114 может быть обычно применяемым диэлектриком, таким как пенистый диэлектрик, захватывающий существенное количество воздуха для обеспечения диэлектрика с малыми потерями. Внешний проводящий экран 116 выполнен из обычно применяемого металла (фольга) или металлической фольги в сочетании с нанесенным в вакууме металлом на поверхности диэлектрика. Такая конструкция волновода может обеспечить низкие потери над поверхностным эффектом и хорошее заземление радиочастотного контакта. В предпочтительном воплощении каналы на основе коаксиального кабеля сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить передачу радиочастотных сигналов в частотном диапазоне от приблизительно 400 МГц до приблизительно 6 ГГц.
В соответствии с настоящим изобретением на каждый из каналов 101а-101d может быть нанесена ламинированием металлическая вторичная внешняя оболочка 120 для обеспечения единой конструкции скомпонованного кабеля. В этом примере металлическая вторичная внешняя оболочка 120 может быть нанесена ламинированием непосредственно на проводящие экраны 116 для каждого из каналов 101a-101d. Металлическая вторичная внешняя оболочка 120 может быть сформирована из металла, например меди или алюминия толщиной около 0,001"-0,015".
Внешняя оболочка 120 может быть нанесена ламинированием на сигнальные каналы с применением процесса ламинирования, например процесса "рулон за рулоном", в процессе которого два слоя внешней оболочки 120 наносятся на сигнальные каналы. Нанесение может выполняться с применением термопластического слоя, плавлением при нагреве в отдельных местоположениях, или с помощью другого традиционного процесса. В одном аспекте может быть применен процесс ламинирования, описанный в заявке на патент США №61/218739, включаемой полностью в данное описание посредством ссылки.
Металлическая внешняя оболочка 120 является огнестойкой и может обеспечить рассеяние тепла. Кроме того, внешняя оболочка 120 может обеспечить общее радиочастотное заземление для нескольких каналов, расположенных внутри нее. Металлическая внешняя оболочка 120 также обеспечивает механическую стабильность при установке. Хотя этот пример варианта осуществления изобретения описывает процесс ламинирования в качестве изготовления LMC кабеля 100, многоканальный кабель для радиочастотного сигнала может также быть изготовлен с применением альтернативных процессов, например, контактной электросваркой верхнего и нижнего наружного металлического слоев между сигнальными каналами и/или вдоль периферии.
Кабель 100 может иметь низкий профиль, в общем плоскую конструкцию, и может быть использован для различных IBW горизонтальных приложений кабельной системы. Например, как показано в разрезе на Фиг.2А, внешняя оболочка 120 ламинирована на каждый из коаксиальных каналов 101a-101d так, что проводящие экраны 116 для каждого канала не находятся в прямом контакте. Кроме того, слой адгезивной подложки 150 может быть нанесен на одной стороне кабеля 100 для облегчения монтажа LMC кабеля 100 на стандартную монтажную поверхность (например, стену). Слой адгезивной подложки 150 содержит клей, например акриловый, контактный клей или двустороннюю клейкую ленту, размещенные по всей или по меньшей мере по части тыльной поверхности LMC кабеля 100. В одном варианте слой адгезивной подложки 150 включает нанесенную на заводе клейкую ленту 3М VHB 4941F (предлагаемую 3М Company, Сент-Пол, Миннесота). В другом варианте слой адгезивной подложки 150 содержит удаляемый клей, например клей, разъединяемый растяжением.
Альтернативно, слой адгезивной подложки может быть удален, и выступающий металлический фланец может быть непосредственно закреплен степлером к любой поверхности внутри помещения, пригодной для крепления степлером. Другие поверхности могут использовать традиционные крепления через фланец материала.
В другом альтернативном варианте, на Фиг.2В показан в разрезе альтернативный многоканальный кабель (показан LMC кабель 200), где верхний слой внешней оболочки 120 ламинирован на каждый из каналов коаксиального кабеля 101a-101d, и слой нижней оболочки обеспечивает плоскую тыльную поверхность 122. Слой адгезивной подложки 150 может также быть нанесен по меньше мере на часть поверхности 122.
В другом альтернативном варианте, как показано в разрезе на Фиг.2C, показан альтернативный LMC кабель 300, где внешняя оболочка 120 ламинирована на каждый из коаксиальных каналов 101a-101d, которые прижаты друг к другу так, что каждый канал касается соседнего канала и так, что LMC кабель 300 также имеет плоскую тыльную поверхность 122. Слой адгезивной подложки 150 может также быть нанесен по меньшей мере на часть поверхности 122. В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения для LMC кабелей 200 и 300 каждый канал 101a-101d может быть изготовлен без проводящего экрана 116.
В дальнейших альтернативных вариантах слой адгезивной подложки необязателен.
Опционально LMC кабель 100 может далее включать очень тонкую (напр., до 2 мил толщиной) внешнюю оболочку, сформированную из материала с низкой диэлектрической проницаемостью для покрытия всего наружного периметра кабеля 100. Этот внешняя оболочка из материала с низкой диэлектрической проницаемостью может предупреждать проникновение влаги в пенистый диэлектрик в каждом канале коаксиального кабеля, где в наружном экране имеются излучающие апертуры. Внешняя оболочка из материала с низкой диэлектрической проницаемостью может также применяться как декоративное покрытие. Альтернативно, там, где с помощью апертур в наружном металлическом экране создаются излучающие конфигурации, пример материала для герметизации включает Novec fluid, например EGC-1700 или EGC-2702, который обеспечивает гидрофобное покрытие для изоляции излучающих апертур.
На Фиг.1A в одном варианте осуществления изобретения первый канал 101a представляет собой выделенный излучающий канал сигнала сотовой связи через одну или более излучающих апертур 130, прорезанных во вторичной внешней оболочке 120 и наружном проводящем экране 116 первого канала 101a. Слоты могут содержать повторяющиеся периодические конфигурации апертур 130, сформированные с конкретными значениями осевой длины и поперечной ширины и разнесенными вдоль оси по длине первого канала 101a. Когда такие апертуры расположены с повторяющимися промежутками и имеют повторяющиеся размеры, рассогласование импедансов между открытыми участками и закрытыми участками может производить эффект настройки. В альтернативном варианте осуществления изобретения, как описано подробнее ниже, апертуры 130 могут быть расположены в непериодической, или даже случайной, конфигурации вдоль длины первого канала 101a. В одном из вариантов осуществления канал 101a может работать как излучающий (отправляющий) и принимающий канал. В других вариантах осуществления первый канал 101a работает как только отправляющий канал. В других вариантах осуществления первый канал 101a работает как только принимающий канал.
В отличие от традиционного излучающего коаксиального кабеля, первый канал 101a может быть специально спроектирован так, чтобы излучающие части первого канала были ограничены выбранными участками. Например, введение в конструкцию металлической ленты над некоторыми из излучающих апертур 130 позволяет сохранить уровень сигнала между передающим концом и местом, где сигнал должен быть излучен. Как показано на Фиг.3, металлическая лента 180 может быть помещена над частью первого канала 101a. Металлическая лента 180 может быть выполнена из медной фольги с очень тонким слоем клея (для максимизации емкостной связи с наружным металлическим слоем), и опционально может служить декоративным наружным слоем для эстетических целей, в типичном случае совпадающим по внешнему виду с наружным металлическим слоем. Установщик может провести кабель 100 по зданию и удалить удаляемую ленту из фольги заводского ламинирования на участках, где необходима РЧ передача в помещение или в определенную область пространства. Введение металлической ленты позволяет задать программируемое на объекте место излучения по мере необходимости для конкретной установки. Кроме того, выборочное применение металлической ленты позволяет применять коаксиальные кабели меньшего диаметра, более простые в установке, но обладающие более высокими собственными потерями, так как потери на излучение уменьшаются на участках, где излучаемый сигнал не нужен.
В примере процесса изготовления LMC кабель может поступать на последовательную станцию перфорации для создания излучающих апертур в определенном коаксиальном канале. Этот процесс может происходить под управлением компьютера, что дает возможность индивидуального изготовления кабелей для определенной конструкции сети. Перфорированный проводящий экран/оболочка могут затем быть ламинированы в конструкцию кабеля.
Над апертурами может быть помещена медная или алюминиевая адгезивная полоса, создающая экран, который может позднее быть удален, чтобы обеспечить программируемую на объекте конфигурацию излучения.
В другом варианте может применяться послеформовочный процесс удаления остающегося слоя наружной фольги с внутреннего слоя пенистогодиэлектрика. Этот процесс может быть высокоскоростным последовательным пошаговым процессом, с применением, например, концевой фрезы с двумя стружечными канавками и высокоскоростного шпинделя с пневматическим подшипником. Процесс последующей обработки может удалить столько пенистого наружного диэлектрика, сколько необходимо для удаления внутреннего металлического экрана из фольги. Альтернативно, послеформовочный процесс может включать лазерное удаление металлической фольги из перфорированной области фольги.
Альтернативно, для послеформовочной обработки используется процесс фрезерования, в пенистом диэлектрике может быть сформирован небольшой "кратер". Этот кратер может быть заполнен материалом с очень низкой диэлектрической постоянной для улучшения согласования импеданса с параметрами воздуха для излучающей апертуры. Заполняющий материал может иметь относительную проницаемость промежуточную между воздухом (1,0) и вспененным диэлектриком (обычно около 1,4). Этот наполнитель может включать, например, полые шарики из стекла или полимера в связующем, предпочтительно с низкой диэлектрической проницаемостью и малой величиной тангенса угла диэлектрических потерь.
В качестве дальнейшей альтернативы наружный слой проводника 116 коаксиального кабеля может быть удален с участка кабеля, создавая дугу (около 45 градусов, в качестве примера), что создает непрерывный слот в этой фольге только для излучающей апертуры. Этот участок удаленной фольги может быть выровнен с перфорированным слотом во вторичной оболочке 120 конструкции ламинированного кабеля, тем самым обеспечивая излучающие конфигурации для данного конкретного канала радиочастотного сигнала в многоканальном кабеле.
Потери в LMC кабеле могут также быть сокращены применением большего диаметра коаксиального кабеля. Больший диаметр ядра коаксиального кабеля может уменьшить и поверхностный эффект, и диэлектрические потери.
На Фиг.1A LMC кабель 100 далее включает каналы 101b-101d, каждый из которых включает конструкцию коаксиального кабеля. В этом варианте осуществления изобретения каждый из каналов 101b-101d сконфигурирован как отдельный путь РЧ сигнала. Таким образом, канал 101b может обеспечить путь сигнала в первой полосе частот, канал 101с может обеспечить путь сигнала во второй полосе частот, а канал 101d может обеспечить путь сигнала в третьей полосе частот. Альтернативно, канал 101b может обеспечить путь сигнала для первого провайдера, канал 101c может обеспечить путь сигнала для второго провайдера, а канал 101d может обеспечить путь сигнала для третьего провайдера. Альтернативно, канал 101b может обеспечить путь сигнала для первого типа сервиса (напр., GSM), канал 101с может обеспечить путь сигнала для второго типа сервиса (напр., iDEN), а канал 101d может обеспечить путь сигнала для третьего типа сервиса (напр., UMTS).
Одно из преимуществ данного типа конфигурации LMC кабеля состоит в том, что благодаря разделению путей сервисов могут быть снижены эффекты пассивной интермодуляции (PIM, где сервисы, работающие на различных частотах, взаимодействуют).
Фиг.1A показывает первый канал 101a с излучающими апертурами 130, расположенными с повторяющимися интервалами. Как упомянуто выше, когда такие апертуры имеют повторяющиеся расстояния и размеры, рассогласование импедансов между открытыми участками и закрытыми участками может производить эффект настройки. Этот эффект производит некоторую выборочную по частотам настройку, что может быть нежелательно. В некоторых вариантах конфигурации LMC кабеля могут позволять ввести целенаправленную настройку, чтобы отфильтровать нежелательные частоты.
Конфигурация LMC кабеля далее обеспечивает способы для снижения или устранения эффектов настройки, чтобы обеспечить широкополосные характеристики. В одном из альтернативных вариантов излучающие апертуры расположены в соответствии со "случайной" геометрией перфорации. При изготовлении LMC кабель может быть пропущен через управляемый компьютером линейный перфоратор, для управления которым используется предварительно выбранная случайная последовательность (в пределах указанного минимального и максимального расстояния). Например, Фиг.1В показывает альтернативный LMC кабель 100' с первым каналом 101a' с набором излучающих апертур 130a-130x, расположенных на случайном расстоянии по продольной оси канала. Каждая из апертур 130a, 130b, 130c, 130d и т.д. может иметь различную форму (длина и ширина), и каждая из апертур может быть отделена от соседних различными расстояниями по продольной оси канала 101a'.
Как определили исследователи, некогерентная модель рассеяния, вызванного случайно перфорированными слотами, показывает потери около 1 дБ на 100 футов для канала с конструкцией, подобной традиционному коаксиальному кабелю LMR-400, при излучающей апертуре с дугой 45 градусов. Эти потери были бы подобны наведенным потерям в любом перфорированном коаксиальном кабеле, и соответствуют потерям выше собственного поглощения и потерям на излучение через сами апертуры.
В другом альтернативном варианте осуществления изобретения широкополосные характеристики могут быть получены включением продольного слота в наружной оболочке 120. Например, как показано на Фиг.1C, альтернативный LMC кабель 100" включает первый канал 101a" со слотом 135, сформированным вдоль наружной оболочки/проводящего экрана. Слот 135 имеет вырез по дуге от приблизительно 20 до приблизительно 55 градусов, предпочтительно около 45 градусов вдоль всей осевой длины канала 101a", или по меньшей мере существенной части осевой длины канала 101a". Эта конфигурация изменяет импеданс передающей линии (в одном примере с применением слота с дугой 45 градусов в канале с конструкцией, подобной обычно применяемому коаксиальному кабелю Times Microwave (Amphenol) LMR-400, импеданс увеличивается с 50 до 50.6 Ом). Побочный эффект, который следует учитывать при применении удлиненного слота 135, состоит в снижении механической прочности. Для этого альтернативного варианта осуществления изобретения для получения дополнительной механической прочности может быть использован материал наружного слоя корпуса или покрытия, например материал с низкой диэлектрической проницаемостью, упомянутый выше. Альтернативно может применяться, например, пленка или лента с низкой диэлектрической проницаемостью, закрывающая слот.
В другом варианте осуществления LMC кабель с адгезивным покрытием настоящего изобретения может включать несколько излучающих каналов. Например, как показано на Фиг.1D, LMC кабель 100" ' включает излучающие каналы 101a и 101d', каждый с несколькими излучающими апертурами 130. Излучающие каналы 101a и 101d могут использовать расположенные на периодическом расстоянии апертуры или расположенные на случайном расстоянии апертуры. В этой конфигурации излучающие каналы разделены сигнальными каналами 101b и 101с. При этой конфигурации менее вероятно, что разделенные излучающие каналы будут создавать помехи. Альтернативно, излучающие каналы могут быть соседними по отношению друг к другу, например каналы 101a и 101b могут быть излучающими каналами, или каналы 101b и 101c могут быть излучающими каналами. В следующем альтернативном варианте несколько излучающих каналов могут быть разделены неизлучающим каналом, например канал 101a и канал 101c, могут быть излучающими каналами, разделенными неизлучающим каналом 101b.
В следующем альтернативном варианте каждый канал 101a-101d может быть изготовлен так, что каждый наружный проводящий экран имеет конструкцию с продольным слотом, например слот в виде выреза, сформированного продольно с дугой от приблизительно 20 градусов до приблизительно 55 градусов, предпочтительно около 45 градусов. На кабель может быть нанесена ламинированием металлическая вторичная оболочка для закрытия каналов там, где это требуется для конкретных приложений.
Кроме того, излучающие каналы могут каждый иметь различную конфигурацию апертур, например случайная конфигурация апертур показана на Фиг.1B, а сконфигурация с продольным слотом показана на Фиг.1C.
В вышеописанных вариантах осуществления изобретения каждый из сигнальных каналов содержит конструкцию коаксиального кабеля. В другом альтернативном варианте изобретения LMC кабель может иметь гибридную конструкцию, где один или более сигнальный канал может содержать оптическое волокно или группу оптических волокон, например одномодовое оптическое волокно, сконструированное для транспорта изначальных (исходящих от провайдера) радиочастотных сигналов.
Например, как показано на Фиг.4, ламинированный многоканальный (LMC) кабель 400 включает нескольких каналов 401a-401d, каждый включающий линию связи. В этом варианте осуществления изобретения каждый из каналов 401a и 401d включает коаксиальный кабель с центральным проводником 112, окруженным диэлектриком 114, который окружен внешним проводящим экраном 116. Также в этом варианте каждый из каналов 401b и 401с включает оптоволоконный кабель, где оптоволоконная конфигурация сердцевина/оболочка 405 окружена защитной оболочкой 408. Оптоволоконные каналы могут быть одномодовые или, альтернативно, многомодовые. Оптоволоконные сигнальные каналы могут быть оптимизированы для переноса RFoG.
В соответствии с настоящим изобретением металлическая вторичная внешняя оболочка 120 ламинируется поверх каждого из каналов 401a-401d, чтобы обеспечить единую конфигурацию кабеля. В этом примере металлическая вторичная наружная внешняя оболочка 120 ламинирована непосредственно поверх каждого из каналов 401a-401d. Металлическая вторичная внешняя оболочка 120 может быть построена, как описано выше. Внешняя оболочка 120 может быть нанесена ламинированием на сигнальные каналы 401a-401d с применением традиционных процессов ламинирования. В дальнейшей альтернативе канал 401a может быть сформирован как коаксиальный кабель, а каналы 401b-401d могут быть сформированы как оптические волокна. В других альтернативах каналы 401a и 401b могут быть сформированы как каналы коаксиального кабеля, а каналы 401с и 401d могут быть сформированы как оптические волокна.
В другом альтернативном варианте LMC кабель может далее включать один или более каналов связи, сконфигурированных как линии CAT5, CAT6. Возможны также другие гибридные конфигурации.
Вышеописанные конфигурации многоканального РЧ кабеля могут применяться в различных IBW-приложениях различных IBW-архитектур. Например, РЧ сигнальная кабельная система, описанная в настоящем документе, может быть использована как часть пассивной архитектуры распределения на основе медных коаксиальных кабелей.
В этой архитектуре несколько сигнальных каналов могут каждый включать конструкцию с коаксиальным кабелем. С активным компонентом только на передающем конце, например BDA (двунаправленные усилители) или BTS (приемопередатчики базовой станции), один или более излучающих каналов радиочастотного сигнального кабеля устраняют потребность в реализации нескольких антенн по всему зданию. Например, при установке под подвесным потолком обычно плоская конструкция радиочастотного сигнального кабеля позволяет направить излучающие апертуры вниз, в то время как кабель уложен горизонтально на несущую конструкцию подвесного потолка.
Эта система также может быть реализована с дискретными излучающими антеннами, подключенными к горизонтальным каналам на основе коаксиального кабеля с традиционными устройствами для разделения сигнала, тройниковыми сростками и/или согласующими устройствами. Таким способом, несколько сервис-операторов могут раздельно или одновременно использовать радиочастотный сигнальный кабель как горизонтальную разводку кабеля и как часть излучающей антенной системы. Этот тип архитектуры может работать со многими различными радиочастотными протоколами (напр., любой сотовый сервис, iDEN, Ev-DO, GSM, UMTS, CDMA и другие).
В другом примере кабельная система для РЧ сигнала, описанная в настоящем документе, может быть использована как часть активной аналоговой архитектуры распределения. В этом типе архитектуры распределение радиочастотного сигнала может производиться по коаксиальному кабелю или волокну (RoF). В предпочитаемом варианте несколько путей прохождения сигналов может быть использовано для создания отдельных прямого и обратного каналов связи, улучшения изоляции, отдельных бюджетов прямого и обратного каналов связи и создания возможности использовать отдельное усиление с уменьшением возможности возникновения наведенных помех. В этой архитектуре радиочастотная кабельная система может быть скомбинирована с уже выбранными активными компонентами, где типы активных компонентов (например, О/Е-конвертеры для RoF, MMIC-усилители) выбраны на основе конкретного типа архитектуры. Этот тип архитектуры может обеспечить более дальнее распространение сигнала внутри здания и может работать со многими различными РЧ протоколами (напр., любой сотовый сервис, iDEN, Ev-DO, GSM, UMTS, CDMA и другие).
Как описано выше по отношению к различным вариантам реализации радиочастотного сигнального кабеля, кабельная система настоящего изобретения обеспечивает носитель распределения РЧ сигнала в пределах здания или другого сооружения, который включает несколько каналов. Таким образом, различные операторы, каждый из которых нуждается в распределении беспроводной связи в здании, могут использовать кабельную систему для РЧ сигнала там, где общая горизонтальная установка может использоваться для поддержки различных операторов, обеспечивая экономию средств и автономию операторов. Кроме того, по кабельной системе для РЧ сигнала могут распределяться различные сервисы, например GSM, UMTS, IDEN, Ev-DO, LTE и другие. Кроме того, в вышеописанных конфигурациях кабельной системы для РЧ сигнала PIM уменьшается или устраняется благодаря разделению путей распространения сигнала сервисов, работающих на различных частотах.
Кабельная система для РЧ сигнала также обеспечивает маршрутизацию сигналов к различным местоположениям в пределах здания, например "столовая", "конференц-зал", "переговорная комната" и т.д. Несколько конструкций каналов также позволяет настраивать отдельный принимающий канал независимо от других каналов, если это необходимо. Этот тип конфигурации может обеспечить лучшее формирование сигнала, как описано выше, для получения сигнала от оконечного оборудования (UE) оборудованием ячейки.
Радиочастотная кабельная система может включать излучающие коаксиальные каналы, служащие антенной конфигурацией, которая может быть установлена на стене здания или на потолке простым и надежным способом. Введение в конструкцию металлической ленты поверх выбранных излучающих апертур позволяет сохранить уровень сигнала между передающим концом и местом, где сигнал должен быть излучен. Введение в конструкцию металлической ленты также позволяет создать программируемое на объекте место излучения, по мере необходимости для конкретной установки. Кроме того, введение в конструкцию металлической ленты поверх выбранных излучающих апертур позволяет применять относительно небольшой диаметр коаксиальных кабелей для нескольких сигнальных каналов. Этот меньший форм-фактор изделия может облегчить установку. Потерями можно управлять путем отправки отдельных сигналов на участки, которые расположены дальше от передающего конца, оставляя апертуры закрытыми, с применением отдельного канала принимающего коаксиального кабеля, излучения мощности только там, где это необходимо, и с применением усилителей по мере необходимости.
Таким образом, радиочастотный сигнальный кабель, описанный в настоящем документе, с несколькими исходящими каналами, выделенным принимающим каналом и программируемыми на объекте излучателями, обеспечивает гибкую конструкцию сети и оптимизацию излучательной среды в помещении.
В то время как вышеупомянутые варианты осуществления изобретения описаны по отношению к IBW-приложениям, кабельная система для РЧ сигнала настоящего изобретения может также применяться в беспроводных приложениях вне помещений.
Настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное конкретными примерами, описанными выше, но как покрывающее все варианты осуществления изобретения, как установлено в пунктах формулы изобретения. Различные модификации, эквивалентные процессы, а также многочисленные конфигурации, к которым настоящее изобретение может быть применимо, можно уяснить из настоящего описания. Пункты формулы изобретения распространяются на эти модификации и устройства.