બેસાલ્ટ ફાઇબર ઉચ્ચ-આવર્તન સંચારના નવા યુગની શરૂઆત કરે છે

જેમ જેમ 5G બેઝ સ્ટેશનો ગીચ બનતા જાય છે, મોબાઇલ ફોન એન્ટેના વધુ સંખ્યામાં બને છે, અને ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ નેટવર્ક વધુ વ્યાપક બને છે, તેમ તેમ સંદેશાવ્યવહાર સાધનો માટેની સામગ્રીની જરૂરિયાતો ફક્ત "પર્યાપ્ત" થી "આત્યંતિક" તરફ બદલાઈ રહી છે: ઓછું ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન, ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ, હલકું બાંધકામ, અને વૃદ્ધત્વ પ્રતિકાર.
ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક, કુદરતી ઇન્સ્યુલેશન અને મજબૂત હવામાન પ્રતિકાર જેવા ગુણધર્મોને કારણે, બેસાલ્ટ ફાઇબર બેઝ સ્ટેશન એન્ટેના, ઓપ્ટિકલ કેબલ સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર્સ અને રેડોમ્સ જેવા મુખ્ય ઘટકોમાં તેનું સ્થાન શોધી રહ્યું છે. હાલની સામગ્રીને સ્થાનાંતરિત કરવાને બદલે, તે ઉચ્ચ-આવર્તન, ઉચ્ચ-સ્પીડ એપ્લિકેશનો માટે કામગીરી અને ખર્ચ-અસરકારકતાનું શ્રેષ્ઠ સંતુલન પ્રદાન કરે છે.

બેઝ સ્ટેશન એન્ટેના અને RF ઘટકો

સિગ્નલ એટેન્યુએશન ઘટાડવા માટે એન્ટેના રેડોમ્સ અને માઉન્ટિંગ બ્રેકેટ્સને ઓછા ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ અને ઓછા લોસ ટેન્જેન્ટવાળી સામગ્રીની જરૂર પડે છે. જ્યારે પરંપરાગત ફાઇબરગ્લાસમાં આશરે 4.8 નો ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ હોય છે, ત્યારે કમ્પોઝિશન-ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ બેસાલ્ટ ફાઇબર તેને 4.0–4.2 સુધી ઘટાડી શકે છે, જેમાં લોસ ટેન્જેન્ટમાં આશરે 20% ઘટાડો થાય છે. 2025 માં, કોમ્બા ટેલિકોમ (ગુઆંગઝોઉ) લિમિટેડે "લો-ડાઇલેક્ટ્રિક બેસાલ્ટ ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ કમ્પોઝિટ રેડોમ" માટે પેટન્ટ ફાઇલ કરી હતી. ચોક્કસ ફાઇબર લેઅપ પેટર્ન અને હોલો માઇક્રોસ્ફિયર ફિલર્સનો ઉપયોગ કરીને, ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટને 3.8 સુધી ઘટાડી દેવામાં આવ્યો હતો જ્યારે અસર પ્રતિકાર પરંપરાગત ફાઇબરગ્લાસ કરતા વધી ગયો હતો; નાના-બેચ બેઝ સ્ટેશન ડિપ્લોયમેન્ટમાં સામગ્રીનું પાયલોટ પરીક્ષણ થઈ ચૂક્યું છે.
એન્ટેના રિફ્લેક્ટર્સને ઉચ્ચ કઠોરતા અને પરિમાણીય સ્થિરતાની જરૂર હોય છે. હુઆયિંગ, સિચુઆન અને હુઆવેઇની કંપની વચ્ચે ભાગીદારી દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ બેસાલ્ટ ફાઇબર/પોલીયુરેથીન કમ્પોઝિટ રિફ્લેક્ટર, એલ્યુમિનિયમ એલોય કરતા માત્ર એક તૃતીયાંશ રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંક ધરાવે છે. તે બહારના તાપમાનના વધઘટ વચ્ચે વિકૃતિનો પ્રતિકાર કરે છે અને વજનમાં 40% ઘટાડો આપે છે.

ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલ સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર્સ

ઓપ્ટિકલ કેબલની અંદરના મજબૂત સભ્યને ઇન્સ્ટોલેશન અને ઓપરેશન બંને દરમિયાન તાણ બળનો સામનો કરવો જ જોઇએ. પરંપરાગત સામગ્રીમાં સ્ટીલ વાયર - જે ભારે અને કાટ લાગવાની સંભાવના ધરાવે છે - અને એરામિડ - જે ખર્ચાળ છે - નો સમાવેશ થાય છે. બેસાલ્ટ ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ પ્લાસ્ટિક (BFRP) સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર્સ એક આદર્શ વિકલ્પ તરીકે ઉભરી આવ્યા છે. 2025 માં, ફાઇબરહોમ ટેલિકોમ્યુનિકેશન ટેક્નોલોજીસ કંપની લિમિટેડે "બેસાલ્ટ ફાઇબર ઓપ્ટિકલ કેબલ રિઇન્ફોર્સમેન્ટ કોર અને તેની ઉત્પાદન પદ્ધતિ" માટે પેટન્ટ (CN1195123A) મેળવ્યું. પલ્ટ્રુઝન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને, કોર 1200 MPa ની તાણ શક્તિ અને સ્ટીલ વાયરની ઘનતા માત્ર એક ચતુર્થાંશ પ્રાપ્ત કરે છે; વધુમાં, તેના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક ઓપ્ટિકલ કેબલ શીથ સાથે મેળ ખાય છે, જે તાપમાનના વધઘટને કારણે થતા માઇક્રો-બેન્ડિંગ નુકસાનને અટકાવે છે. આ ઉત્પાદનને ટ્રાન્સઓસેનિક ઓપ્ટિકલ કેબલ પ્રોજેક્ટમાં તૈનાત કરવામાં આવ્યું છે, જ્યાં સ્ટીલ વાયરને બદલવાથી કુલ કેબલ વજન 35% ઘટ્યું છે અને ઇન્સ્ટોલેશન કાર્યક્ષમતામાં 20% વધારો થયો છે.
યાંગ્ત્ઝે ઓપ્ટિકલ ફાઇબર અને કેબલ (YOFC) પણ બેસાલ્ટ ફાઇબર-રિઇનફોર્સ્ડ ઓપ્ટિકલ કેબલ્સના વિકાસમાં આગળ વધી રહ્યું છે. 2026 ની શરૂઆતમાં બહાર પાડવામાં આવેલા પ્રાયોગિક ડેટા દર્શાવે છે કે BFRP રિઇન્ફોર્સમેન્ટ કોરનો ઉપયોગ કરતા એરિયલ ઓપ્ટિકલ કેબલ્સમાં -40°C થી 70°C સુધીના થર્મલ સાયકલિંગ પરીક્ષણો દરમિયાન 0.05 dB/km કરતા ઓછા વધારાના એટેન્યુએશનનું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું, જે એરામિડ-આધારિત સોલ્યુશન્સ કરતાં વધુ સારું પ્રદર્શન કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક પેકેજિંગ અને ફિલ્ટર પોલાણ

5G ફિલ્ટર્સ અને પોલાણ માટે ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા અને ઓછા સિગ્નલ નુકશાનવાળી સામગ્રીની જરૂર પડે છે. જ્યારે ધાતુઓનો પરંપરાગત રીતે ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તેમાં ઉચ્ચ પ્રક્રિયા ચોકસાઇ આવશ્યકતાઓ, ઉચ્ચ ખર્ચ અને નોંધપાત્ર વજન શામેલ છે. મેટલાઇઝ્ડ બેસાલ્ટ ફાઇબર કમ્પોઝિટ્સ મેટલ પોલાણ માટે એક સક્ષમ વિકલ્પ પ્રદાન કરે છે. 2025 માં, વુહાન ફિંગુ ઇલેક્ટ્રોનિક ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડે "બેસાલ્ટ ફાઇબર-આધારિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ કમ્પોઝિટ મટિરિયલ અને ફિલ્ટર્સમાં તેનો ઉપયોગ" માટે પેટન્ટ ફાઇલ કરી; આ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોલેસ કોપર પ્લેટિંગ દ્વારા બેસાલ્ટ ફાઇબર ફેબ્રિકની સપાટી પર વાહક સ્તર બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે, ત્યારબાદ ફિલ્ટર પોલાણમાં કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે. પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે 2.6 GHz ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં પોલાણનો Q-ફેક્ટર એલ્યુમિનિયમ પોલાણ સાથે તુલનાત્મક છે, જ્યારે વજન 50% ઘટે છે અને ખર્ચ લગભગ 30% થાય છે.
વધુમાં, આંતરિક એન્ટેના સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચર્સને ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાતની જરૂર પડે છે. બેસાલ્ટ ફાઇબરને પોલિટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન (PTFE) સાથે જોડતા કમ્પોઝીટ માટે પેટન્ટ અસ્તિત્વમાં છે જેથી એન્ટેના બોર્ડ વચ્ચે આઇસોલેશન અને સપોર્ટ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઓછા-ડાઇલેક્ટ્રિક-લોસ સ્પેસર્સ બનાવવામાં આવે.

તરંગ-શોષણ અને તરંગ-પ્રસારણ ક્ષમતાઓનું એકીકરણ

આધુનિક સંદેશાવ્યવહાર સાધનોમાં એવા ઘટકોની જરૂર પડે છે જે સિગ્નલ પસાર થવા દે (જેમ કે રેડોમ્સ) અને તરંગ-શોષક બંને હોય જેથી અનિચ્છનીય સિગ્નલો અથવા ક્લટર (જેમ કે પોલાણની અંદર) દબાવી શકાય. સપાટી પર ફેરફાર દ્વારા, બેસાલ્ટ ફાઇબરને એકસાથે બંને કાર્યો કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ કરી શકાય છે. શેનઝેન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ એડવાન્સ્ડ ટેકનોલોજી (SIAT), ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સ દ્વારા 2025 માં પ્રકાશિત થયેલા સંશોધનમાં બેસાલ્ટ ફાઇબરની સપાટી પર નિકલ-કોબાલ્ટ નેનો-એરેનો વિકાસ દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. આ ફેરફારથી ફાઇબરને 8-18 GHz ફ્રીક્વન્સી રેન્જમાં સરેરાશ 15 dB માઇક્રોવેવ શોષણ પ્રદર્શન મળ્યું, જ્યારે તેમની યાંત્રિક શક્તિ અને ઓછી-ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો જાળવી રાખવામાં આવી. આ કાર્યાત્મક તંતુઓને બેઝ સ્ટેશન પોલાણની આંતરિક દિવાલો પર એપ્લિકેશન માટે માઇક્રોવેવ-શોષક પેચમાં બનાવી શકાય છે, જે અસરકારક રીતે હાર્મોનિક હસ્તક્ષેપને દબાવી દે છે.
સંકલિત તરંગ-પારદર્શક અને તરંગ-શોષક માળખાં અંગે, પેટન્ટ કરાયેલ ડિઝાઇન બહુ-સ્તરીય ગ્રેડિયન્ટ રૂપરેખાંકનનો ઉપયોગ કરે છે: અસંશોધિત બેસાલ્ટ ફાઇબર/રેઝિન (તરંગ-પારદર્શક) નું બાહ્ય સ્તર અને સંશોધિત તરંગ-શોષક ફાઇબર/રેઝિનનું આંતરિક સ્તર, જે ઇન્ટિગ્રલ કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ દ્વારા રચાય છે. આ માળખું વારાફરતી એન્ટેનાને પર્યાવરણીય અધોગતિથી રક્ષણ આપે છે અને પોલાણની અંદરના અવશેષ ક્લટરને શોષી લે છે.

વ્યવહારુ ઉપયોગના કેસો
1. ZTE 5G બેઝ સ્ટેશન રેડોમ્સ: 2026 ની શરૂઆતમાં, ZTE એ 5G નેટવર્ક ડિપ્લોયમેન્ટમાં બેસાલ્ટ ફાઇબર કમ્પોઝિટ રેડોમ્સના ટ્રાયલ ઉપયોગની જાહેરાત કરી. પરીક્ષણ પરિણામો દર્શાવે છે કે, પરંપરાગત ફાઇબરગ્લાસ (FRP) રેડોમ્સની તુલનામાં, સિગ્નલ કવરેજ રેન્જમાં આશરે 8% નો વધારો થયો છે; વધુમાં, છ મહિનાના આઉટડોર એક્સપોઝર પછી સામગ્રીએ સપાટી પર ચાકિંગ અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોમાં કોઈ ઘટાડો દર્શાવ્યો નથી.
2. હેંગટોંગ ઓપ્ટિક-ઇલેક્ટ્રિક "બેસાલ્ટ ફાઇબર ઓપ્ટિકલ કેબલ": 2025 ના અંતમાં, હેંગટોંગ ઓપ્ટિક-ઇલેક્ટ્રિકે ઓવરહેડ પાવર લાઇન માટે રચાયેલ બેસાલ્ટ ફાઇબર રિઇન્ફોર્સિંગ કોર ધરાવતી ADSS (ઓલ-ડાયલેક્ટ્રિક સેલ્ફ-સપોર્ટિંગ) ઓપ્ટિકલ કેબલ રજૂ કરી. પરંપરાગત એરામિડ-રિઇનફોર્સ્ડ કેબલ્સની તુલનામાં, આ ઉત્પાદન લગભગ 15% ખર્ચ ઘટાડો અને તાણ શક્તિમાં 10% વધારો આપે છે; તે પહેલાથી જ બહુવિધ પ્રાંતોમાં પાવર ગ્રીડ કોમ્યુનિકેશન પ્રોજેક્ટ્સ માટે બિડ જીતી ચૂક્યું છે.
3. DaFu ટેકનોલોજી ફિલ્ટર પોલાણ: 2025 માં, DaFu ટેકનોલોજીએ ચોક્કસ ઉપકરણ ઉત્પાદકના 5G બેઝ સ્ટેશનોમાં ઉપયોગ માટે બેસાલ્ટ ફાઇબર કમ્પોઝિટ ફિલ્ટર પોલાણનો એક નાનો બેચ બનાવ્યો. ગ્રાહક પ્રતિસાદમાં યુનિટના કુલ વજનમાં 1.2 કિલો ઘટાડો અને અપેક્ષા કરતાં વધુ સારી ગરમીનું વિસર્જન કામગીરી (ફિલર ઉમેરીને ફાઇબરની થર્મલ વાહકતા વધારીને પ્રાપ્ત) દર્શાવવામાં આવી હતી.
વ્યાપક દત્તક લેવા માટેના ત્રણ અવરોધો
1. ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોની સ્થિરતા. બેસાલ્ટ કાચા માલમાં બેચ-ટુ-બેચ ભિન્નતા ફાઇબર ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક (આશરે ±0.2) માં વધઘટ તરફ દોરી જાય છે. કડક સ્પષ્ટીકરણોવાળા RF ઘટકો માટે, આનાથી વધારાના કાચા માલની તપાસ અને ઇન-લાઇન નિરીક્ષણની જરૂર પડે છે, જેનાથી ખર્ચ વધે છે. 2. સપાટી મેટલાઇઝેશન પ્રક્રિયા ખર્ચ. ફાઇબર સપાટી પર ઇલેક્ટ્રોલેસ કોપર અથવા નિકલ પ્લેટિંગ - ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ પોલાણ માટે વપરાય છે - ઉચ્ચ પ્રક્રિયા ખર્ચનો ભોગ બને છે, અને કોટિંગ અને રેઝિન વચ્ચે લાંબા ગાળાના સંલગ્નતાને વધુ માન્યતાની જરૂર પડે છે.
૩. લાંબા ઉદ્યોગ પ્રમાણપત્ર ચક્ર. ટેલિકોમ્યુનિકેશન સાધનોએ ઓપરેટરો દ્વારા હાથ ધરવામાં આવતા નેટવર્ક ઍક્સેસ પરીક્ષણોમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે; સામગ્રીમાં કોઈપણ ફેરફાર માટે ફરીથી પ્રમાણપત્રની જરૂર પડે છે. આ પ્રક્રિયામાં 6 થી 12 મહિનાનો સમય લાગી શકે છે, જે નવી તકનીકોના ઝડપી અપનાવવામાં અવરોધ ઉભો કરે છે.

ટેલિકોમ્યુનિકેશન સાધનો ક્ષેત્રમાં, બેસાલ્ટ ફાઇબર પરિઘથી કોર તરફ સ્થળાંતર કરી રહ્યું છે. રેડોમ્સથી ઓપ્ટિકલ કેબલ સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર્સ સુધી, અને ફિલ્ટર કેવિટીથી તરંગ-શોષક પેચ સુધી, તેણે ઓછી ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો, હળવા વજન અને હવામાન પ્રતિકારના સંયુક્ત ફાયદાઓને કારણે ઉચ્ચ-આવર્તન સંચાર માળખામાં નોંધપાત્ર સ્થાન મેળવ્યું છે.
ત્રણ મુખ્ય અવરોધો બાકી છે: ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરતા, મેટલાઇઝેશન ખર્ચ અને પ્રમાણપત્ર ચક્ર. જોકે, 5G ના ઊંડા રોલઆઉટ અને 6G પૂર્વ-સંશોધનની શરૂઆત સાથે, ટેલિકોમ્યુનિકેશન ઉદ્યોગમાં નવી સામગ્રીની માંગ પહેલા કરતાં વધુ તાકીદની છે. બેસાલ્ટ ફાઇબરમાં ઝડપી અને વધુ સ્થિર સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનને સક્ષમ કરવા માટે મુખ્ય સામગ્રી પસંદગી બનવાની ક્ષમતા છે.
ભવિષ્યનું ભવિષ્ય
પ્રથમ, લો-ડાયલેક્ટ્રિક બેસાલ્ટ ફાઇબરનું માનકીકરણ. જેમ જેમ 5G અને 6G ટેકનોલોજી વિકસિત થઈ રહી છે, તેમ તેમ 4.0 થી નીચે ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ અને 0.005 થી નીચે લોસ ટેન્જેન્ટ ધરાવતા ફાઇબરની માંગ વધી રહી છે; બેચ-ટુ-બેચ સુસંગતતાના મુદ્દાઓનું નિરાકરણ મોટા પાયે એપ્લિકેશન માટે માર્ગ મોકળો કરશે.
બીજું, હાલના ઓપ્ટિકલ કેબલ સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર્સને બદલવું. મારા દેશની ઓપ્ટિકલ કેબલ્સની વાર્ષિક માંગ લાખો ફાઇબર-કિલોમીટર સુધી પહોંચે છે; BFRP (બેસાલ્ટ ફાઇબર રિઇનફોર્સ્ડ પોલિમર) સ્ટ્રેન્થ મેમ્બર ખર્ચ, વજન અને કાટ પ્રતિકારમાં સ્પષ્ટ ફાયદા પ્રદાન કરે છે, જે બજારમાં રિપ્લેસમેન્ટ માટે અપાર સંભાવના રજૂ કરે છે.
ત્રીજું, સંકલિત તરંગ-પ્રસારણ અને તરંગ-શોષક માળખાકીય ઘટકો. રેડોમ અને આંતરિક તરંગ-શોષક સ્તરને એક જ મોલ્ડેડ ભાગમાં એકીકૃત કરવાથી એસેમ્બલી પગલાં ઘટાડી શકાય છે અને ખર્ચ ઓછો થઈ શકે છે, જે તેને મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે આદર્શ બનાવે છે.