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Calcul du câble rayonnant.

Saisissez les données catalogue du câble et celles du terminal. L’outil calcule l’affaiblissement système, le niveau reçu au point le plus défavorable du tronçon et la longueur maximale alimentable dans la configuration choisie.

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Comment ça marche

Le modèle de calcul

Le câble rayonnant présente deux pertes indépendantes l’une de l’autre. L’une croît avec la distance parcourue le long du câble, l’autre non. La norme IEC 61196-4 les mesure ensemble et leur somme constitue l’affaiblissement système.

TUBE DU TUNNELLOCAL TECHNIQUESTATION RADIODE BASEAMPLIFICATEURP_txDIVISEURjarretières et connecteursPERTES LOCALISÉESAFFAIBLISSEMENT LINÉIQUEα × z / 100CÂBLE RAYONNANTCHARGE50 Ωaffaiblissement de couplage+ affaiblissement en espace libredTERMINALPOINT DÉFAVORABLE
Station radio de base et amplificateur
La puissance que vous saisissez dans le calcul est celle en sortie de l’amplificateur, avant les éléments passifs.
Jarretières, connecteurs et diviseur
Ce sont les éléments passifs en amont du câble. La somme de leurs pertes va dans le champ « pertes localisées ».
Câble rayonnant
Il s’affaiblit le long du parcours : c’est l’affaiblissement linéique, en dB par 100 m, multiplié par la distance z depuis l’extrémité d’alimentation.
Charge de 50 Ω
Elle ferme l’extrémité opposée et absorbe la puissance résiduelle. Elle ne rayonne pas et n’entre pas dans le calcul, mais sans la charge le signal revient en arrière et fausse la mesure.
Trajet câble-terminal
Ici agissent l’affaiblissement de couplage du catalogue et, si le terminal se trouve au-delà de la distance de référence, l’affaiblissement en espace libre.
Alimentation par une seule extrémité : le point le plus défavorable est l’extrémité opposée, où z coïncide avec la longueur du tronçon. En alimentant par les deux extrémités, le point le plus défavorable se déplace au milieu et z est divisé par deux.
  1. 01

    Affaiblissement linéique

    Longitudinal loss : la perte du signal qui se propage dans le câble, en dB par 100 m. Elle croît avec la fréquence. Multipliée par la distance depuis l’extrémité d’alimentation, elle donne la part de perte qui dépend de la longueur.

  2. 02

    Affaiblissement de couplage

    Coupling loss : le rapport en dB entre le signal en sortie du câble rayonnant et le signal reçu par un dipôle demi-onde. Il ne dépend pas de la longueur de câble parcourue. Les constructeurs le déclarent à 50 % et à 95 % ; en tunnel, on dimensionne sur 95 %.

  3. 03

    Affaiblissement système

    System loss : la somme des deux précédents. La norme IEC 61196-4 les mesure en espace libre, avec le câble à 2 m du sol et le dipôle à 2 m du câble. C’est le chiffre utilisé dans les cahiers des charges pour comparer un câble à un autre.

  4. 04

    Affaiblissement en espace libre

    Si le terminal est plus éloigné que les 2 m de mesure, on ajoute l’affaiblissement en espace libre entre les deux distances, égal à 20·log10(d / d_ref) dB. En dessous de la distance de référence, le terme vaut zéro : la norme ne caractérise pas le champ proche, nous n’appliquons donc pas une réduction que la norme ne mesure pas.

  5. 05

    Pertes localisées

    Les pertes des éléments passifs en amont du câble : branching, connecteurs, diviseurs et jarretières. Elles se soustraient une seule fois, avant que le signal n’entre dans le tronçon rayonnant.

  6. 06

    Point le plus défavorable et marge

    En alimentant par une seule extrémité, le point le plus défavorable est l’extrémité opposée. En alimentant par les deux extrémités, la longueur de calcul est divisée par deux et le point le plus défavorable se place au milieu du tronçon. La marge disponible est la différence entre le niveau reçu et la sensibilité du terminal.

Formule appliquée

P_rx = P_tx − L_localisées − (α × z / 100) − L_couplage − 20·log10(d / d_ref)

z est la distance depuis l’extrémité d’alimentation jusqu’au point le plus défavorable, α l’affaiblissement linéique en dB/100 m, d la distance entre le câble et le terminal, d_ref la distance de référence du catalogue. Le dernier terme s’applique uniquement lorsque d dépasse d_ref : en dessous, il vaut zéro.

Le calcul

Bilan de liaison (link budget) du tronçon rayonnant

Équipements

Puissance avant les éléments passifs : les pertes localisées sont soustraites ci-dessous.

Pertes des éléments passifs en amont du câble : branching, connecteurs, diviseurs et jarretières.

Niveau minimal requis par le terminal. Prenez-le dans le manuel, pas dans le cahier des charges.

Câble rayonnant

Longitudinal loss du catalogue à la fréquence de travail. Il varie avec la fréquence : utilisez la ligne de votre bande.

Coupling loss du catalogue, mesuré selon IEC 61196-4. En tunnel, on dimensionne sur la valeur à 95 %.

Distance à laquelle l’affaiblissement de couplage est mesuré. La norme IEC 61196-4 utilise 2 m.

Linéaire de câble rayonnant posé dans le tube, en aval des éléments passifs.

En alimentant par les deux extrémités, le point le plus défavorable se déplace au milieu du tronçon. Le calcul suppose la même puissance sur chaque extrémité.

Scénario de couverture

Distance entre le câble et le terminal dans la position la plus défavorable de la section.

Réserve exigée au-dessus de la sensibilité, pour le trafic routier, la présence de l’opérateur et le vieillissement des composants.

Questions fréquentes

Les questions qui reviennent sur le câble rayonnant

Où trouver l’affaiblissement linéique de mon câble ?
Sur la fiche technique du constructeur, dans le tableau par fréquence. Le même câble présente des valeurs très différentes à 400 MHz et à 2100 MHz : c’est la ligne de votre bande qui compte, pas une valeur moyenne. Un câble de 7/8 de pouce et un câble de 1 5/8 de pouce donnent des valeurs sensiblement différentes : à fréquence égale, le plus gros diamètre affaiblit moins.
Pourquoi l’affaiblissement de couplage est-il accompagné d’un pourcentage ?
Parce que c’est une grandeur statistique : le long du câble, le niveau varie d’un point à l’autre. La valeur à 50 % est la médiane des mesures. La valeur à 95 % est celle qui n’est pas dépassée dans 95 % des points, c’est-à-dire le cas défavorable. En tunnel, on dimensionne sur 95 % : c’est la valeur qui décrit le point le plus défavorable.
Quelle différence entre affaiblissement système et pertes totales ?
L’affaiblissement système (System loss) est la somme de l’affaiblissement linéique et de l’affaiblissement de couplage, c’est-à-dire les deux grandeurs que la norme IEC 61196-4 mesure sur le câble. Les pertes totales ajoutent ce qui dépend de l’installation et non du câble : les pertes localisées sur les éléments passifs et l’affaiblissement en espace libre au-delà de 2 m.
Quand faut-il alimenter par les deux extrémités ?
Quand le tronçon dépasse la longueur maximale calculée depuis une seule extrémité. En alimentant des deux côtés, la longueur de calcul est divisée par deux : vous couvrez donc environ le double du tube. Il faut cependant deux points d’alimentation, donc deux locaux techniques desservis par le signal. Attention à un point : le calcul suppose la même puissance sur chaque extrémité. Si vous divisez un seul émetteur en deux, ajoutez la perte du diviseur, environ 3,5 dB, aux pertes localisées.
Quelle marge de conception adopter en tunnel ?
La marge doit couvrir au moins trois choses : l’affaiblissement dû au corps de la personne qui tient la radio, les véhicules qui occupent la section et le vieillissement du câble et des connecteurs. Une valeur de départ raisonnable est 10 dB, à vérifier ensuite par la mesure sur le terrain. Certains cahiers des charges la fixent explicitement : dans ce cas, c’est le cahier des charges qui prévaut.
Le calcul tient-il compte des antennes d’extrémité ?
Non. L’outil dimensionne uniquement le tronçon rayonnant. Les zones desservies par antenne, typiquement les têtes de tunnel et les niches, se calculent à part avec le bilan de liaison classique en espace libre.
Pourquoi le résultat ne coïncide-t-il pas avec la mesure sur le terrain ?
Parce que l’affaiblissement de couplage du catalogue est mesuré en espace libre, selon IEC 61196-4, avec le câble à 2 m du sol. Dans le tube réel, la section, les ventilateurs, les chemins de câbles, le trafic routier et la position du câble par rapport à la voûte modifient le couplage. Le calcul sert à dimensionner, la mesure à valider.
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Nous concevons, réalisons et réceptionnons des systèmes de couverture radio en tunnel depuis plus de vingt ans. Nos techniciens mesurent l’affaiblissement et le couplage sur le câble posé et délivrent le rapport de recette.

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