Comprensión y mitigación de la Intermodulación Pasiva (PIM) en redes RF

La Intermodulación Pasiva (PIM) es la interacción o mezcla de las frecuencias fundamentales de la señal en un circuito no lineal, lo que resulta en la generación de señales adicionales no deseadas. Cuando las señales a diferentes frecuencias interactúan en cualquier circuito no lineal, se crea un gran número de señales adicionales en otras frecuencias. Estas incluyen armónicos (múltiplos enteros) de las frecuencias fundamentales, así como frecuencias de suma y diferencia de cualquier combinación de estos fundamentales y armónicos.

Impacto del PIM en las redes modernas

Durante años, la necesidad de minimizar los niveles de PIM generados se ha reconocido en los sistemas de comunicación por radio, como los teléfonos móviles. Las redes multiservidor actuales son cada vez más complejas y cambian constantemente. Los requisitos de capacidad se duplican cada año, lo que requiere contar con un mayor número de portadoras y esquemas de modulación más eficientes. Por ello, el PIM se ha convertido en un problema creciente para los operadores de redes celulares.

Los problemas de PIM pueden ocurrir tanto en equipos existentes antiguos cuando se agregan nuevas portadoras, como cuando se instala equipo nuevo. Es un problema clásico cuando se sobreponen (diplexing) las nuevas portadoras en antenas antiguas ya instaladas. El PIM puede crear interferencia que reducirá la sensibilidad de recepción de una célula o incluso bloquear llamadas. Esta interferencia puede afectar tanto a la célula que lo crea como a otros receptores cercanos.

El PIM es generado por la alta potencia del transmisor, por lo que las pruebas de PIM en el sitio deben realizarse a los niveles de potencia original del transmisor para asegurarse de que la prueba revele realmente cualquier problema. Es un asunto serio para los operadores celulares que desean maximizar la confiabilidad de su red, la tasa de datos, la capacidad y el retorno de la inversión.

Vale la pena señalar que las pruebas PIM no reemplazan los barridos de línea basados en la impedancia, sino que complementan el barrido de línea, el cual es ahora más importante que nunca. Las comunicaciones de datos digitales de alta velocidad hacen que las pruebas PIM sean críticas. A medida que crece el uso y el rendimiento de las celdas, la potencia máxima pico producida por las nuevas modulaciones digitales aumenta dramáticamente, contribuyendo fuertemente a los problemas de PIM. Experimentos en sitio han demostrado disminuciones significativas en las velocidades de descarga vinculadas a ligeros aumentos en PIM. Las pruebas de unidad han revelado una caída aproximada del 18 % en la velocidad de descarga cuando el nivel de PIM residual incrementó de -125 dBm a -105 dBm, considerando esta última cifra como pobre.

Enfoque de CommScope para la mitigación de PIM

CommScope® aborda el PIM con un enfoque holístico y proactivo, comenzando con la calidad de su soldadura, sellado, conectores, cables y el uso de diseños básicos no férricos. Este cuidado se extiende desde el diseño de la red hasta la instalación de campo, implementación y optimización del rendimiento. Nada se deja al azar en el esfuerzo total por minimizar la interferencia PIM del sistema.

¿Qué causa el PIM?

En un circuito RF pasivo, la causa fundamental de la no linealidad y el PIM resultante es típicamente cualquier grado de rectificación de corriente en las juntas conductoras o malas uniones mecánicas en la trayectoria RF. Esto puede degradarse adicionalmente con la vibración dinámica o el movimiento de los componentes en la trayectoria RF. Los factores más comunes incluyen:

• Oxidación superficial en la trayectoria RF.
• Vibración de componentes.
• Contactos sueltos de metal a metal.
• Salpicaduras de soldadura.
• Malas conexiones de soldadura.
• Materiales ferro-magnéticos dentro o cerca de la trayectoria de corriente.
• Contacto entre metales diferentes como resultado de un chapado insuficiente.
• Conectores mal instalados o con torque insuficiente.
• Estructuras u objetos muy próximos al sitio.

Condiciones problemáticas del PIM

El PIM se vuelve especialmente problemático cuando:

• Es detectado en la banda de recepción.
• Dos o más canales transmisores comparten una antena común.
• Los niveles de señal del transmisor son altos.
• La sensibilidad del receptor es alta.

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