Aug 08,2025
Dây CCA (Copper Clad Aluminum) có lõi bằng nhôm được phủ một lớp đồng mỏng bên ngoài, mang lại cho nhà sản xuất sự kết hợp tốt giữa giá thành phải chăng và khả năng dẫn điện ổn định. Lõi nhôm giúp giảm đáng kể chi phí nguyên liệu so với các loại dây làm hoàn toàn bằng đồng, đồng thời lớp đồng bên ngoài giúp bảo vệ chống gỉ và vẫn tương thích tốt với các đầu nối đồng thông thường đang được sử dụng phổ biến trong hầu hết các hệ thống hiện nay. Chúng ta đang thấy ngày càng nhiều công ty viễn thông sử dụng CCA, đặc biệt là trong các dự án 5G ở rìa mạng lưới (network edge) với ngân sách hạn chế. Tuy nhiên, vẫn có một vấn đề đáng lưu ý mà nhiều kỹ sư đã từng vấp phải, đó là hiệu suất của CCA trong điều kiện tần số cao. Việc thử nghiệm và đánh giá thực tế là hoàn toàn cần thiết trước khi triển khai loại dây này tại các hệ thống mà độ toàn vẹn tín hiệu là yếu tố quan trọng nhất.
Trong khi đồng nguyên chất mang lại độ dẫn điện 100% IACS, CCA đạt khoảng 63% do điện trở suất cao hơn của nhôm. Những khác biệt chính bao gồm:
Đối với các mạng 5G yêu cầu cáp nhẹ và linh hoạt, các điểm đánh đổi của CCA thường phù hợp với các ràng buộc về ngân sách cơ sở hạ tầng.
CCA có điện trở một chiều cao hơn 55–60% so với đồng nguyên chất (IEC 60228), khoảng cách này trở nên lớn hơn ở tần số cao do:
Những yếu tố này đòi hỏi phải lập kế hoạch chiều dài kênh một cách thận trọng trong các mạng backhaul 5G và mạng tế bào nhỏ sử dụng CCA.
Dây dẫn CCA thực tế có điện trở DC cao hơn khoảng 28% so với đồng nguyên chất khi được đo ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 độ Celsius theo tiêu chuẩn TIA-568.2-D). Điều này tạo ra sự khác biệt rõ rệt trong cách tín hiệu di chuyển qua cáp, đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng 5G mới, nơi từng bit tín hiệu đều mang tính quyết định. Các thử nghiệm thực tế đã liên tục chỉ ra rằng các vấn đề về suy hao chèn (insertion loss) ở cáp CCA tồi tệ hơn đáng kể so với các sản phẩm bằng đồng. Ở tần số khoảng 3,5 GHz – tần số rất quan trọng cho hiệu suất 5G băng tần trung (mid-band), mức suy hao có thể cao hơn từ 15 đến 30 phần trăm. Nghiên cứu mới nhất từ ETSI năm 2023 còn cho thấy một bức tranh ảm đạm hơn. Kết quả nghiên cứu cho thấy khoảng hai phần ba số hệ thống lắp đặt FR1 dưới 6 GHz gặp khó khăn trong việc đạt yêu cầu chứng nhận kênh truyền do sự cố liên quan đến sự không tương thích trở kháng và các vi phạm suy hao phản hồi (return loss) thường xuyên xảy ra trong các hệ thống sử dụng CCA.
Lập luận về hiệu ứng bề mặt không hoàn toàn đúng trong trường hợp vấn đề dẫn điện của nhôm ở tần số cao theo kết quả kiểm tra thực tế. Hãy nhìn vào những gì xảy ra trong các thí nghiệm kiểm soát ở tần số mmWave 28 GHz từ Hiệp hội Hạ tầng Không dây vào năm 2024. Kết quả của họ cho thấy cáp hợp kim đồng hỗn hợp thực tế có tổn thất tín hiệu nhiều hơn khoảng 22% so với dây đồng thông thường. Và tình hình còn tồi tệ hơn khi những cáp này hoạt động ở mức công suất cao. Vấn đề nằm ở chỗ CCA trở nên kém dẫn điện hơn đáng kể khi nhiệt độ tăng lên trong giai đoạn sử dụng mạnh mẽ do hệ số nhiệt điện trở cao hơn đáng kể của nó. Điều này có nghĩa là càng nhiều năng lượng bị thất thoát thành nhiệt đúng vào lúc chúng ta cần hiệu suất tối đa.
Các bài kiểm tra độc lập đã xem xét 37 loại cáp 5G thương mại khác nhau sử dụng lõi hợp kim đồng nhôm (CCA) và phát hiện ra rằng chỉ khoảng 14% trong số chúng vẫn đáp ứng được thông số tổn hao chèn (insertion loss) được công bố sau khi đặt ngoài trời suốt một năm. Theo Báo cáo Vật liệu Mạng 2024, khi lắp đặt CCA trong các mạng tế bào nhỏ tại các thành phố đông đúc, họ thực tế cần gần gấp rưỡi số lượng bộ khuếch đại tín hiệu so với việc sử dụng dây dẫn đồng thông thường. Và thiết bị bổ sung này gần như làm mất đi khoảng 30% chi phí tiết kiệm ban đầu. Tất cả những phát hiện này đều chỉ ra một điều rõ ràng: các nhà sản xuất nên làm trước khi triển khai CCA quy mô lớn ở bất kỳ nơi nào quan trọng là đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn TIA-5022 trong quá trình kiểm tra thực địa đầu tiên.
Lõi nhôm bọc đồng giảm chi phí vật liệu 25–35% so với đồng nguyên chất, theo Báo cáo Phân tích Chi phí Vật liệu Mạng 2024. Lõi nhôm chiếm 60–70% tiết diện dây dẫn, tận dụng giá nguyên liệu nhôm thấp hơn trong khi vẫn giữ được độ dẫn điện trên bề mặt. Đối với các triển khai quy mô lớn 5G, điều này tương ứng với mức tiết kiệm từ 7–12 USD mỗi mét trong các ứng dụng cáp đồng trục RF.
Với mức giảm trọng lượng ấn tượng tới 40%, cáp CCA giúp cho những ca lắp đặt mạng 5G phức tạp trong môi trường đô thị trở nên nhanh chóng và an toàn hơn cho tất cả mọi người tham gia. Các bài kiểm tra thực tế của chúng tôi cũng ghi nhận một phát hiện khá thú vị – các đội kỹ thuật xử lý kết nối small cell thực tế hoàn thành nhiều hơn khoảng 18% khối lượng công việc mỗi ngày khi sử dụng cáp CCA. Điều này hoàn toàn dễ hiểu, bởi việc nâng những cuộn cáp nặng lên mái nhà hay cột điện đã không còn vất vả như trước. Chưa kể đến các ăng-ten mmWave cũng vậy. Nhờ vật liệu nhẹ hơn, chúng ta không còn phải gia cố kết cấu nhiều như trước trong quá trình lắp đặt, từ đó tiết kiệm được chi phí đáng kể. Con số tiết kiệm có thể dao động từ khoảng 240 đến 580 USD mỗi nút mạng được lắp đặt, tùy thuộc vào đặc điểm vị trí và quy định xây dựng địa phương.
Mặc dù CCA mang lại lợi ích tiết kiệm ban đầu, kinh tế dài hạn sẽ khác nhau tùy theo ứng dụng:
| Yếu tố chi phí | CCA Wire | Đồng nguyên chất |
|---|---|---|
| Chi phí vật liệu | 0,82 USD/mét | 1,24 USD/mét |
| Tần suất bảo trì | cao Hơn 18% | Mốc cơ sở |
| Tái chế khi hết tuổi thọ | 0,11 USD/mét | 0,18 USD/mét |
Các nhà vận hành thường triển khai cáp đồng phủ nhôm (CCA) tại các nút mạng biên không quan trọng về mặt nhiệm vụ, nơi chu kỳ thay thế 15–20 năm phù hợp với các đợt nâng cấp mạng. Tuy nhiên, các tuyến truyền dẫn fronthaul cốt lõi thường sử dụng cáp đồng không oxy nhờ hiệu suất vượt trội trong môi trường có công suất và tần số cao.
Lõi nhôm của CCA mang lại độ bền kéo thấp hơn 30% so với đồng nguyên chất trong các bài kiểm tra chịu lực, khiến nó dễ bị biến dạng vĩnh viễn hơn khi uốn cong. Điều này đặc biệt quan trọng trong các lắp đặt tế bào nhỏ 5G và các triển khai trên không chịu dao động do gió gây ra.
Khi độ ẩm xâm nhập vào cáp CCA, nó bắt đầu một phản ứng hóa học giữa lõi nhôm và lớp phủ đồng, dẫn đến ăn mòn điện hóa theo thời gian. Hầu hết các cáp CCA với lớp vỏ bảo vệ tốt nên có thể chịu được khoảng 20 đến 25 năm trong điều kiện thời tiết bình thường. Tuy nhiên, các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM B117-2023 cho thấy điều gì đó khác xảy ra khi những cáp này không được bảo vệ khỏi các tác động của môi trường. Các phiên bản không được bảo vệ bị suy giảm với tốc độ nhanh gấp khoảng 15 lần so với dây dẫn bằng đồng thông thường. Các quan sát thực tế cũng xác nhận điều này. Khoảng 1 trong số 5 trạm 5G ở khu vực đô thị sử dụng cáp CCA không có vỏ bọc đã phải sửa chữa hoặc thay thế sau chỉ khoảng năm năm vận hành.
Bất chấp việc giảm 28–35% chi phí vật liệu, hầu hết các nhà khai thác 5G đều hạn chế sử dụng CCA trong cơ sở hạ tầng quan trọng. Một khảo sát năm 2024 cho thấy 62% chỉ dành CCA cho các kết nối không thiết yếu, đồng thời tiếp tục sử dụng cáp đồng cho các mạng backhaul đòi hỏi độ tin cậy lên đến 99,999% thời gian hoạt động liên tục.
Các cáp CCA cần đáp ứng cả các yêu cầu UL và IEC liên quan đến an toàn điện ở Bắc Mỹ và châu Âu. Ngoài ra còn có những quy định về môi trường nữa, ví dụ như sự phù hợp RoHS. Tiêu chuẩn TIA-568 chắc chắn xác lập các mục tiêu hiệu suất cho hệ thống cáp đôi xoắn, nhưng thực tế mà nói, nó không thực sự giải quyết tất cả các vấn đề phát sinh với vật liệu CCA ở những tần số milimet sóng cao mà chúng ta đang xử lý ngày nay. Các phòng thí nghiệm như TüV Rheinland sẽ kiểm tra các yếu tố như độ suy hao chèn và kiểm tra tính toàn vẹn tín hiệu, nhưng phải thừa nhận rằng hầu hết các bài kiểm tra này thực tế không phản ánh đúng những gì xảy ra trong môi trường 5G thực tế, nơi mà tín hiệu hoạt động khác biệt rất nhiều so với điều kiện phòng thí nghiệm.
Hầu hết các khuôn khổ chứng nhận đều nhấn mạnh vào độ bền cơ học hơn là hành vi ở tần số cao, tạo ra những điểm mù về hiệu suất. Các tiêu chuẩn như IEC 61156-5 cho phép ngưỡng tổn hao chèn cao hơn, phù hợp với những điểm yếu vốn có của cáp CCA, cho phép tuân thủ mà không đảm bảo độ tin cậy ở tần số trên 24 GHz – nơi mà khiếm khuyết dẫn điện của nhôm ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng tín hiệu.
CCA tiếp tục phổ biến vì đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận cơ bản và giảm chi phí từ khoảng 25% đến 40%. Các khu vực khác nhau có quy định khác nhau, điều này làm cho việc sử dụng CCA trở nên khả thi ở những nơi mà trọng lượng đóng vai trò quan trọng, ví dụ như khi kéo cáp sợi quang trên không. Vật liệu nhẹ giúp cân bằng một số nhược điểm về điện. Đối với nhiều khu vực đang phát triển nơi không yêu cầu cao về hiệu suất tần số cao, giá cả là yếu tố thực sự quan trọng. Điều này đã giúp CCA duy trì được vị thế của mình trong những phần của mạng 5G không đòi hỏi hiệu suất cao nhất nhưng vẫn cần một giải pháp đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.
Cáp CCA có chi phí thấp và trọng lượng nhẹ, phù hợp cho việc lắp đặt mạng 5G trong môi trường đô thị nơi ngân sách và sự tiện lợi trong thi công là các yếu tố then chốt. Tuy nhiên, nó cũng đi kèm với nhược điểm về độ dẫn điện và khả năng gặp vấn đề về hiệu suất ở tần số cao.
Những thách thức chính bao gồm điện trở DC cao hơn, tổn thất tín hiệu và dễ bị ăn mòn điện hóa, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt. Dây CCA cũng có độ bền kéo thấp hơn, khiến nó kém bền hơn trong các hệ thống treo trên không.
CCA có điện trở và tổn thất tín hiệu lớn hơn so với đồng nguyên chất, đặc biệt ở tần số cao cần thiết cho các ứng dụng 5G. Điều này có thể dẫn đến tổn thất chèn cao hơn và sự không tương thích trở kháng, đòi hỏi phải lên kế hoạch cẩn thận về chiều dài kênh truyền.
Mặc dù dây CCA đáp ứng nhiều tiêu chuẩn chứng nhận bao gồm UL và IEC, nhưng các tiêu chuẩn này thường tập trung nhiều hơn vào các đặc tính cơ học thay vì hiệu suất ở tần số cao, dẫn đến những khoảng trống về hiệu suất trong một số ứng dụng nhất định.
Lời khuyên phù hợp, giải pháp phù hợp hoàn hảo.
Sản xuất hiệu quả, cung cấp liền mạch.
Kiểm tra nghiêm ngặt, chứng nhận toàn cầu.
Trợ giúp nhanh chóng, hỗ trợ liên tục.
EN
