Aug 08,2025
يحتوي سلك الألومنيوم المطلي بالنحاس (CCA) على قلب من الألومنيوم مغطى بطبقة رقيقة من النحاس، مما يوفر لمصنعيه مزيجًا جيدًا من التكلفة المعقولة والتوصيل الكهربائي المقبول. يقلل الألومنيوم الموجود في الداخل من تكاليف المواد بشكل كبير مقارنة بالبدائل النحاسية بالكامل، كما تساعد الطبقة النحاسية الخارجية في الحماية ضد الصدأ مع التوافق الجيد مع وصلات النحاس التقليدية المستخدمة في معظم الأنظمة. نحن نشهد في الآونة الأخيرة زيادة في استخدام شركات الاتصالات لسلك CCA، خاصة في تركيبات 5G التي تعتمد على الميزانية في حواف الشبكات. ولكن هناك عيبًا يستحق الملاحظة حيث اكتشفه العديد من المهندسين بصعوبة عند استخدامه في الظروف ذات التردد العالي. من الضروري إجراء بعض الاختبارات والتجارب الواقعية قبل نشر هذا النوع من الأسلاك في الأماكن التي تكون فيها سلامة الإشارة أمرًا بالغ الأهمية.
بينما توفر النحاس الخالص 100% من التوصيل الكهربائي القياسي (IACS)، فإن CCA يحقق حوالي 63% بسبب مقاومة الألومنيوم الأعلى. تشمل الاختلافات الرئيسية ما يلي:
بالنسبة لشبكات الجيل الخامس (5G) التي تتطلب كابلات خفيفة ومرنة، فإن هذه المفاضلات لـ CCA تتماشى في كثير من الأحيان مع قيود الميزانية في البنية التحتية.
يتمتع CCA بمقاومة تيار مستمر أعلى بنسبة 55–60% مقارنة بالنحاس الخالص (وفقاً لمعيار IEC 60228)، وتتفاقم هذه الفجوة عند الترددات العالية بسبب ما يلي:
هذه العوامل تتطلب تخطيطًا متحفظًا لطول القناة في نظم النقل الخلفي 5G والشبكات ذات الخلايا الصغيرة التي تستخدم كابلات CCA.
تتميز سلك CCA فعليًا بمقاومة تيار مستمر تزيد بنسبة 28٪ تقريبًا مقارنة بالنحاس الخالص عند قياسها في درجة حرارة الغرفة (حوالي 20 درجة مئوية وفقًا لمعايير TIA-568.2-D). وهذا يُحدث فرقًا حقيقيًا في كيفية انتقال الإشارات عبر الكابل، وهو أمر مهم جدًا للتطبيقات الجديدة مثل 5G حيث تُعد كل تفصيلة مهمة. وقد أظهرت الاختبارات الميدانية بشكل متكرر أن مشاكل فقدان الإدخال (insertion loss) في كابلات CCA أسوأ بشكل ملحوظ مما نراه مع الكابلات النحاسية البديلة. وفي الترددات المهمة حول 3.5 GHz التي تعتبر حيوية لأداء 5G في النطاق المتوسط، يمكن أن تكون هذه الفاقدات أعلى بنسبة تتراوح بين 15 إلى 30 بالمائة. وتشير أحدث الأبحاث من ETSI عام 2023 إلى صورة أكثر قتامة. فنتائجهم تشير إلى أن ثلثي جميع تركيبات FR1 تحت 6 GHz تقريبًا واجهت مشاكل في اجتياز متطلبات شهادة القناة بسبب مشكلات تتعلق بعدم تطابق المعاوقة (impedance mismatches) والانتهاكات المزعجة الخاصة بفقدان العودة (return loss) التي تؤثر على العديد من الأنظمة القائمة على CCA.
لا يثبت حجة تأثير الجلد قوتها عندما يتعلق الأمر بمشاكل توصيلية الألومنيوم عند الترددات العالية وفقًا للاختبارات الواقعية. انظر إلى ما حدث في هذه التجارب المُحكمة عند ترددات 28 غيغاهرتز من جمعية البنية التحتية اللاسلكية في عام 2024. أظهرت نتائجهم أن كابلات سبائك النحاس المركبة كانت تعاني من خسارة إشارة تزيد بنسبة 22 بالمائة مقارنةً بكابلات النحاس العادية. والأمر يصبح أسوأ عندما تعمل هذه الكابلات بجهد كبير. تكمن المشكلة في مدى زيادة مقاومة CCA عندما ترتفع درجات الحرارة أثناء فترات الاستخدام الكثيف بسبب معامل المقاومة الحراري المرتفع بشكل كبير. هذا يعني أن المزيد من الطاقة تضيع على شكل حرارة بالضبط في اللحظات التي نحتاج فيها إلى كفاءة قصوى.
لقد أظهرت اختبارات مستقلة شملت 37 نوعًا مختلفًا من الكابلات التجارية لشبكات 5G تعتمد على مادة CCA، أن حوالي 14% فقط منها ما زالت تفي بمواصفات خسارة الإدخال المُعلنة بعد تركها في الخارج لمدة عام كامل. وبحسب دراسة المواد الشبكية لعام 2024، عند تركيب مادة CCA في شبكات الخلايا الصغيرة المزدحمة في المدن، اتضح أن العدد المطلوب من مُضخمات الإشارة كان أعلى بنسبة تقارب 50% مقارنةً باستخدام الأسلاك النحاسية التقليدية. وقد أدى هذا المعدات الإضافية إلى إلغاء ما يقارب 30% من المدخرات المالية الأولية. كل هذه النتائج تشير بوضوح إلى أمر واحد يجب على المصنّعين فعله قبل طرح مادة CCA على نطاق واسع في أي مشروع جاد: التأكد من الالتزام بمعايير TIA-5022 أثناء الاختبارات الميدانية أولاً.
يقلل الألومنيوم المطلي بالنحاس من تكاليف المواد بنسبة 25–35% مقارنة بالنحاس الخالص، وفقًا لتحليل تكاليف مواد الشبكات لعام 2024. ويُشكّل القلب الألومنيوم 60–70% من مساحة المقطع العرضي لل conductors، ويستفيد من أسعار سلع الألومنيوم الأقل مع الحفاظ على التوصيلية السطحية. وللنشر الواسع لأنظمة الجيل الخامس (5G)، يُترجم ذلك إلى وفورات تتراوح بين 7 إلى 12 دولارًا لكل متر في التطبيقات المحورية (RF coaxial).
بفضل خفة وزنها التي تصل إلى 40%، تجعل مادة CCA عمليات تركيب شبكات الجيل الخامس في البيئات الحضرية أسهل وأسرع وأكثر أمانًا للجميع. كما كشفت اختباراتنا الميدانية عن أمر مثير للاهتمام أيضًا – فرق العمل التي تتعامل مع وصلات الخلايا الصغيرة تنهي حوالي 18% من المهام اليومية أكثر عند استخدامها لكابلات CCA. هذا منطقي بالطبع، لأن رفع تلك البكرات الثقيلة من الكابلات إلى الأسطح أو على أعمدة الخدمات لم يعد مرهقًا إلى هذه الدرجة. ولا ننسى هوائيات الموجات الملليمترية أيضًا. المواد الأخف تعني أنه لم يعد من الضروري تعزيز هيكل المنشآت بشكل كبير أثناء التركيب، مما يوفر تكاليف حقيقية. نتحدث هنا عن توفير يتراوح بين 240 و580 دولار لكل عقدة يتم تركيبها، ويعتمد المبلغ تحديدًا على خصائص الموقع والأنظمة المحلية للبناء.
بينما توفر مادة CCA توفيرًا في البداية، فإن الجدوى الاقتصادية على المدى الطويل تختلف حسب التطبيق:
| عوامل التكلفة | CCA WIRE | نحاس خالص |
|---|---|---|
| تكاليف المواد | 0.82 دولار/متر | 1.24 دولار/متر |
| تكرار الصيانة | أعلى بنسبة 18% | الخط الأساسي |
| إعادة التدوير في نهاية العمر الافتراضي | 0.11 دولار/متر | 0.18 دولار/متر |
غالبًا ما يقوم المشغلون بتركيب كابلات النحاس المغطى بالألمنيوم (CCA) في عقد الحافة غير الحرجة، حيث تتماشى دورة استبدال مدتها 15 إلى 20 عامًا مع ترقيات الشبكة. ومع ذلك، فإن الروابط الأساسية للجزء الأمامي تستخدم عادةً نحاسًا خاليًا من الأكسجين نظرًا لأدائه المتفوق في البيئات عالية الطاقة والتردد.
يؤدي القلب الألومنيومي لكابلات النحاس المغطى بالألمنيوم (CCA) إلى انخفاض بنسبة 30% في قوة الشد مقارنة بالنحاس الخالص في اختبارات الضغط، مما يجعله أكثر عرضة للتشوه الدائم أثناء الانحناء. ويكون هذا الأمر مهمًا بشكل خاص في تركيبات الجيل الخامس الصغيرة والتركيبات الهوائية التي تتعرض لاهتزازات ناتجة عن الرياح.
عندما يتسرب الرطوبة إلى كابلات CCA، فإنها تبدأ تفاعلًا كيميائيًا بين القلب الألومنيومي والطلاء النحاسي يؤدي إلى تآكل جلفاني مع مرور الوقت. يجب أن تتحمل معظم كابلات CCA ذات الجاكيتات الحامية حوالي 20 إلى 25 عامًا في الظروف الجوية العادية. لكن اختبارات المختبر وفقًا لمعايير ASTM B117-2023 تُظهر أن شيئًا مختلفًا يحدث عندما لا تُحمى هذه الكابلات من الظروف الجوية. تتدهور إصدارات الكابلات غير المحمية بسرعة تصل إلى 15 مرة مقارنةً بأسلاك النحاس العادية. وتؤكد الملاحظات الواقعية هذا أيضًا. حيث احتاج حوالي واحد من كل خمسة تركيبات لشبكة 5G في المدن والتي استخدمت كابلات CCA بدون غلاف إلى إصلاحات أو استبدال بعد خمس سنوات فقط من التشغيل.
على الرغم من خفض تكاليف المواد بنسبة 28-35%، إلا أن معظم مشغلي شبكات الجيل الخامس يحدون من استخدام CCA في البنية التحتية الحرجة. ووجد استطلاع للرأي في عام 2024 أن 62% من المشغلين يخصصون CCA للوصلات غير الأساسية، ويحافظون على استخدام النحاس في الشبكات الخلفية التي تتطلب استقرارًا عاليًا بنسبة 99.999% من وقت التشغيل.
يجب أن تفي كابلات CCA بالمتطلبات التي تحددها معايير UL وIEC فيما يتعلق بسلامة الكهرباء في أمريكا الشمالية وأوروبا. بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا تلك القواعد البيئية مثل الامتثال لمعايير RoHS. بالتأكيد، يضع معيار TIA-568 أهدافًا أداء لأنظمة الكابلات المزدوجة الملتويّة، لكن بصراحة، لا يعالج بشكل كاف جميع القضايا التي تظهر مع مواد CCA عند الترددات العالية جداً لموجات المليمتر التي نتعامل معها اليوم. تقوم مختبرات مثل TüV Rheinland باختبارات مثل قياس فقدان الإدخال والتحقق من سلامة الإشارة، لكن دعنا نواجه الأمر، معظم هذه الاختبارات لا تعكس فعليًا ما يحدث في بيئات 5G الواقعية حيث تتصرف الإشارات بشكل مختلف جدًا عن الظروف المخبرية.
تركز معظم منهجيات الشهادات على المتانة الميكانيكية أكثر من السلوك عالي التردد، مما يخلق نقاط عمياء في الأداء. تسمح معايير مثل IEC 61156-5 بقيم أعلى لخسارة الإدخال، مما يعوض نقاط الضعف المتأصلة في كابلات CCA، وتمكنها من الامتثال دون ضمان الموثوقية فوق 24 غيغاهرتز– حيث تؤثر نقص توصيلية الألومنيوم بشكل كبير على جودة الإشارة.
تظل سلك CCA شائعة لأنها تلبي معايير الشهادات الأساسية وتقلل التكاليف بنسبة تتراوح بين 25% و40%. تختلف اللوائح حسب المنطقة، مما يجعل من الممكن استخدام سلك CCA في الأماكن التي تكون فيها الأوزان مهمة للغاية، مثل سحب الكابلات الليفية عبر الهواء. تساعد المواد الأخف وزنًا في التخفيف من بعض العيوب الكهربائية. بالنسبة للكثير من المناطق النامية التي لا توجد فيها متطلبات صارمة لأداء الترددات العالية، فإن السعر هو العامل الأهم حقًا. وقد أدى ذلك إلى استمرار استخدام سلك CCA بشكل قوي في أجزاء شبكات الجيل الخامس 5G التي لا تحتاج إلى أداء عالي الجودة ولكنها ما زالت بحاجة إلى حلول موثوقة واقتصادية.
سلك CCA يمتاز بفعاليته من حيث التكلفة وخفته، مما يجعله مناسبًا لتركيبات شبكات الجيل الخامس (5G) في البيئات الحضرية حيث تعتبر الميزانية وسهولة التركيب عوامل حرجة. ومع ذلك، فإنه ينطوي على بعض المساومات من حيث التوصيل الكهربائي والمشاكل المحتملة في الأداء عند الترددات العالية.
تشمل التحديات الرئيسية مقاومة تيار مستمر أعلى، وفقدان الإشارة، وقابلية التآكل الغلفاني، خاصة في البيئات الرطبة. كما أن لسلك CCA مقاومة شد أقل، مما يجعله أقل متانة في التركيبات الهوائية.
يتمتع سلك CCA بمقاومة وفقدان إشارة أكبر مقارنة بالنحاس الخالص، خاصة عند الترددات العالية المطلوبة لتطبيقات 5G. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة في خسارة الإدخال وعدم تطابق المعاوقة، مما يتطلب التخطيط الدقيق لطول القناة.
بينما يتوافق سلك CCA مع العديد من معايير الشهادات بما في ذلك UL وIEC، فإن هذه المعايير تركز في كثير من الأحيان على الخصائص الميكانيكية أكثر من أداء التردد العالي، مما يترك فجوات في الأداء في بعض التطبيقات.
نصائح مخصصة، حلول مناسبة تماماً.
تصنيع فعال، إمدادات سلسة.
اختبارات صارمة، شهادات عالمية.
المساعدة الفورية، الدعم المستمر.
EN