Sợi bazan mở ra kỷ nguyên mới của truyền thông tần số cao.

Khi các trạm gốc 5G trở nên dày đặc hơn, số lượng ăng-ten điện thoại di động nhiều hơn và mạng cáp quang mở rộng hơn, các yêu cầu về vật liệu đối với thiết bị truyền thông đang chuyển từ mức "đủ" sang mức "cực kỳ khắt khe": tổn hao điện môi thấp, khả năng chắn điện từ cao, trọng lượng nhẹ. Sự thi côngvà khả năng chống lão hóa.
Nhờ các đặc tính như hằng số điện môi thấp, khả năng cách điện tự nhiên và khả năng chống chịu thời tiết tốt, Bazan Sợi quang đang dần khẳng định vị thế của mình trong các thành phần cốt lõi như ăng-ten trạm gốc, các thanh chịu lực của cáp quang và vỏ bảo vệ ăng-ten. Thay vì thay thế các vật liệu hiện có, nó mang lại sự cân bằng vượt trội giữa hiệu suất và hiệu quả chi phí cho các ứng dụng tần số cao, tốc độ cao.

Ăng-ten trạm gốc và các linh kiện RF

Vỏ bảo vệ anten và giá đỡ cần vật liệu có hằng số điện môi thấp và hệ số tổn hao điện môi thấp để giảm thiểu suy hao tín hiệu. Trong khi sợi thủy tinh truyền thống có hằng số điện môi khoảng 4,8, sợi bazan được tối ưu hóa thành phần có thể giảm hằng số này xuống còn 4,0–4,2, với mức giảm hệ số tổn hao điện môi khoảng 20%. Năm 2025, Comba Telecom (Quảng Châu) Ltd. đã nộp bằng sáng chế cho "vỏ bảo vệ anten composite gia cường bằng sợi bazan có hằng số điện môi thấp". Bằng cách sử dụng các kiểu bố trí sợi cụ thể và chất độn vi cầu rỗng, hằng số điện môi đã được giảm xuống còn 3,8 trong khi khả năng chống va đập vượt trội so với sợi thủy tinh truyền thống; vật liệu này đã được thử nghiệm thí điểm trong các dự án triển khai trạm gốc quy mô nhỏ.
Các tấm phản xạ ăng-ten đòi hỏi độ cứng cao và độ ổn định kích thước. Tấm phản xạ composite sợi bazan/polyurethane, được phát triển thông qua sự hợp tác giữa một công ty ở Hoài Dược, Tứ Xuyên và Huawei, tự hào có hệ số giãn nở tuyến tính chỉ bằng một phần ba so với hợp kim nhôm. Nó có khả năng chống biến dạng do sự thay đổi nhiệt độ ngoài trời và giảm trọng lượng đến 40%.

Các thành phần chịu lực của cáp quang

Bộ phận chịu lực bên trong cáp quang phải chịu được lực kéo trong cả quá trình lắp đặt và vận hành. Các vật liệu truyền thống bao gồm dây thép – nặng và dễ bị ăn mòn – và aramid, đắt tiền. Nhựa gia cường sợi bazan Các cấu kiện gia cường bằng sợi BFRP (sợi gia cường bazan) đã nổi lên như một giải pháp thay thế lý tưởng. Năm 2025, Công ty TNHH Công nghệ Viễn thông FiberHome đã được cấp bằng sáng chế (CN1195123A) cho "lõi gia cường cáp quang sợi bazan và phương pháp sản xuất của nó". Sử dụng quy trình kéo sợi, lõi đạt được độ bền kéo 1200 MPa và mật độ chỉ bằng một phần tư so với dây thép; hơn nữa, hệ số giãn nở nhiệt của nó phù hợp với vỏ cáp quang, ngăn ngừa tổn thất do uốn cong nhỏ gây ra bởi sự dao động nhiệt độ. Sản phẩm này đã được triển khai trong một dự án cáp quang xuyên đại dương, nơi việc thay thế dây thép đã giảm tổng trọng lượng cáp xuống 35% và tăng hiệu quả lắp đặt lên 20%.
Công ty Cáp và Sợi Quang Dương Tử (YOFC) cũng đang thúc đẩy phát triển cáp quang gia cường bằng sợi bazan. Dữ liệu thử nghiệm được công bố vào đầu năm 2026 cho thấy cáp quang trên không sử dụng lõi gia cường BFRP thể hiện độ suy hao bổ sung nhỏ hơn 0,05 dB/km trong các thử nghiệm chu kỳ nhiệt từ -40°C đến 70°C, vượt trội hơn so với các giải pháp dựa trên aramid.

Bao bì điện tử và khoang lọc

Các bộ lọc và khoang cộng hưởng 5G yêu cầu vật liệu có độ dẫn điện cao và tổn hao tín hiệu thấp. Mặc dù kim loại thường được sử dụng, nhưng chúng đòi hỏi độ chính xác gia công cao, chi phí cao và trọng lượng đáng kể. Vật liệu composite sợi bazan mạ kim loại cung cấp một giải pháp thay thế khả thi cho các khoang kim loại. Năm 2025, Công ty TNHH Công nghệ Điện tử Vũ Hán Fingu đã đăng ký bằng sáng chế cho "vật liệu composite chắn sóng điện từ gốc sợi bazan và ứng dụng của nó trong bộ lọc"; quy trình này bao gồm việc tạo một lớp dẫn điện trên bề mặt vải sợi bazan bằng phương pháp mạ đồng không dùng điện, sau đó ép khuôn thành khoang lọc. Các thử nghiệm cho thấy hệ số Q của khoang trong dải tần 2,6 GHz tương đương với khoang nhôm, trong khi trọng lượng giảm 50% và chi phí giảm khoảng 30%.
Ngoài ra, các cấu trúc hỗ trợ ăng-ten bên trong cần có độ bền điện môi cao. Hiện đã có bằng sáng chế cho các vật liệu composite kết hợp sợi bazan với polytetrafluoroethylene (PTFE) để tạo ra các miếng đệm có tổn hao điện môi thấp được sử dụng để cách ly và hỗ trợ giữa các tấm ăng-ten.

Tích hợp khả năng hấp thụ sóng và truyền sóng

Thiết bị thông tin liên lạc hiện đại đòi hỏi các thành phần vừa có khả năng truyền sóng để cho phép tín hiệu đi qua (như vỏ bảo vệ ăng-ten) vừa có khả năng hấp thụ sóng để triệt tiêu các tín hiệu không mong muốn hoặc nhiễu (như bên trong các khoang cộng hưởng). Thông qua việc biến đổi bề mặt, các sợi bazan có thể được chế tạo để thực hiện đồng thời cả hai chức năng. Nghiên cứu được công bố năm 2025 bởi Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến (SIAT), Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã chứng minh sự phát triển của các mảng nano niken-cobalt trên bề mặt các sợi bazan. Sự biến đổi này đã mang lại cho các sợi khả năng hấp thụ vi sóng trung bình là 15 dB trong dải tần 8–18 GHz, đồng thời vẫn giữ được độ bền cơ học và tính chất điện môi thấp của chúng. Những sợi được biến đổi chức năng này có thể được chế tạo thành các miếng vá hấp thụ vi sóng để ứng dụng trên các bức tường bên trong của các khoang trạm gốc, giúp triệt tiêu hiệu quả nhiễu hài.
Đối với cấu trúc tích hợp trong suốt và hấp thụ sóng, một thiết kế được cấp bằng sáng chế sử dụng cấu hình gradient nhiều lớp: lớp ngoài là sợi/nhựa bazan không biến đổi (trong suốt sóng) và lớp trong là sợi/nhựa hấp thụ sóng đã được biến đổi, được tạo thành thông qua quá trình ép khuôn tích hợp. Cấu trúc này đồng thời bảo vệ anten khỏi sự xuống cấp do môi trường và hấp thụ nhiễu dư thừa bên trong khoang.

Các trường hợp ứng dụng thực tiễn
1. Vỏ bảo vệ trạm gốc 5G của ZTE: Đầu năm 2026, ZTE đã công bố thử nghiệm sử dụng vỏ bảo vệ bằng vật liệu composite sợi bazan trong triển khai mạng 5G. Kết quả thử nghiệm cho thấy, so với vỏ bảo vệ bằng sợi thủy tinh (FRP) thông thường, phạm vi phủ sóng tín hiệu tăng khoảng 8%; hơn nữa, vật liệu này không bị phấn hóa bề mặt hoặc suy giảm tính chất điện môi sau sáu tháng tiếp xúc ngoài trời.
2. Cáp quang "Basalt Fiber Optical Cable" của Hengtong Optic-Electric: Cuối năm 2025, Hengtong Optic-Electric đã cho ra mắt cáp quang ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) với lõi gia cường bằng sợi basalt, được thiết kế cho đường dây điện trên không. So với các loại cáp gia cường bằng aramid thông thường, sản phẩm này giúp giảm chi phí khoảng 15% và tăng độ bền kéo lên 10%; sản phẩm này đã trúng thầu các dự án truyền thông lưới điện tại nhiều tỉnh thành.
3. Ống lọc công nghệ DaFu: Năm 2025, DaFu Technology đã sản xuất một lô nhỏ ống lọc composite sợi bazan để sử dụng trong các trạm gốc 5G của một nhà sản xuất thiết bị cụ thể. Phản hồi từ khách hàng cho thấy trọng lượng tổng thể của thiết bị giảm 1,2 kg và hiệu suất tản nhiệt tốt hơn mong đợi (đạt được bằng cách tăng cường độ dẫn nhiệt của sợi thông qua việc bổ sung chất độn).
Ba rào cản đối với việc áp dụng rộng rãi
1. Độ ổn định của các đặc tính điện môi. Sự khác biệt giữa các lô nguyên liệu bazan dẫn đến sự dao động trong hằng số điện môi của sợi (khoảng ±0,2). Đối với các linh kiện RF có thông số kỹ thuật nghiêm ngặt, điều này đòi hỏi phải sàng lọc nguyên liệu thô bổ sung và kiểm tra trong quá trình sản xuất, do đó làm tăng chi phí. 2. Chi phí quy trình mạ kim loại bề mặt. Mạ đồng hoặc niken không dùng điện phân trên bề mặt sợi – được sử dụng cho các khoang chắn điện từ – phát sinh chi phí xử lý cao, và độ bám dính lâu dài giữa lớp phủ và nhựa cần được kiểm chứng thêm.
3. Chu kỳ chứng nhận ngành kéo dài. Thiết bị viễn thông phải vượt qua các bài kiểm tra truy cập mạng do các nhà mạng thực hiện; bất kỳ thay đổi nào về vật liệu đều cần phải được chứng nhận lại. Quá trình này có thể mất từ ​​6 đến 12 tháng, cản trở việc áp dụng nhanh chóng các công nghệ mới.

Trong lĩnh vực thiết bị viễn thông, sợi bazan đang dần chuyển từ vị trí ngoại vi sang vị trí trung tâm. Từ các mái che ăng-ten đến các thanh gia cường cáp quang, từ các khoang lọc đến các tấm hấp thụ sóng, nó đã chiếm một vị trí quan trọng trong cơ sở hạ tầng truyền thông tần số cao nhờ những ưu điểm kết hợp như đặc tính điện môi thấp, trọng lượng nhẹ và khả năng chống chịu thời tiết.
Ba trở ngại chính vẫn còn tồn tại: độ ổn định điện môi, chi phí mạ kim loại và chu kỳ chứng nhận. Tuy nhiên, với việc triển khai rộng rãi mạng 5G và bắt đầu nghiên cứu tiền 6G, nhu cầu về vật liệu mới của ngành viễn thông trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Sợi bazan có tiềm năng trở thành lựa chọn vật liệu chủ chốt giúp truyền tín hiệu nhanh hơn và ổn định hơn.
Triển vọng tương lai
Đầu tiên là việc tiêu chuẩn hóa sợi quang bazan có hằng số điện môi thấp. Khi công nghệ 5G và 6G phát triển, nhu cầu về sợi quang có hằng số điện môi dưới 4.0 và hệ số tổn hao dưới 0.005 đang tăng lên; việc giải quyết các vấn đề về tính nhất quán giữa các lô sản phẩm sẽ mở đường cho ứng dụng quy mô lớn.
Thứ hai, thay thế các thanh chịu lực cáp quang hiện có. Nhu cầu cáp quang hàng năm của nước ta lên tới hàng trăm triệu kilômét sợi quang; các thanh chịu lực BFRP (Polyme gia cường sợi bazan) mang lại những lợi thế rõ rệt về chi phí, trọng lượng và khả năng chống ăn mòn, mở ra tiềm năng to lớn cho việc thay thế trên thị trường.
Thứ ba, các thành phần cấu trúc truyền sóng và hấp thụ sóng tích hợp. Việc tích hợp vỏ bảo vệ ăng-ten và lớp hấp thụ sóng bên trong vào một bộ phận đúc duy nhất có thể giảm các bước lắp ráp và giảm chi phí, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.