Оптичний гібридний кабель — це гібридна форма кабелю, яка об’єднує оптоволокно та провідні мідні дроти., який може вирішити проблеми передачі даних і живлення пристрою одночасно за допомогою одного кабелю.
У великих кампусних мережах, волоконно-оптичні гібридні кабелі в основному використовуються для завершення з'єднання між комутатором і точкою доступу або віддаленим модулем, за допомогою одного кабелю щоб одночасно завершити передачу даних точки доступу або віддаленого модуля та живлення PoE.
Оскільки технологія WLAN розвивається до Wi-Fi 6 і майбутній Wi-Fi 7, Традиційні кабелі типу вита пара не можуть підтримувати довгострокову еволюцію пропускної здатності. Оптоволокно не може вирішити проблему живлення PoE, так народилося оптоелектронне гібридне кабельне рішення.
Народження оптичного гібридного кабелю
Нормальна робота мережевих служб зазвичай вимагає, щоб обладнання через кабель вирішувало два аспекти проблеми: живлення самого обладнання та передача даних.
Проте, є деякі пристрої з відносно складним середовищем встановлення, наприклад точки доступу WLAN, 5G малі базові станції, камери відеоспостереження, і так далі. Важко знайти відповідні розетки в місці встановлення цих пристроїв, і важко подати живлення до пристроїв.
У таких сценаріях, часто сподіваються, що кабель може одночасно вирішити проблему живлення обладнання та передачі даних.
У кабелі зв'язку, відповідно до різних носіїв можна розділити на оптичне волокно як середовище передачі оптичного кабелю та мідний дріт як середовище передачі мідний кабель.
Оптичне волокно використовує принцип повного відбиття світла для передачі даних, яка має переваги великої пропускної здатності, низькі втрати, і велика відстань передачі.
Проте, матеріал оптичного волокна - скловолокно, який є електричним ізолятором і не може підтримувати джерело живлення POE.
А мідний дріт використовує метал як середовище передачі, який використовує принцип електромагнітної хвилі для передачі даних.
Мідний дріт може передавати як сигнали даних, так і сигнали живлення.
Проте, в процесі передачі виникає тепловий ефект, тому втрати великі і не підходять для передачі даних на великій відстані.
У мережеву інтегровану специфікацію проводки, чіткі вимоги, загальна довжина ланки кабелю витої пари не може перевищувати 100 метрів.
На майбутнє, потреба в кабелі для підтримки довгострокової еволюції пропускної здатності в той же час для вирішення проблеми живлення PoE, і фотоелектричний гібридний кабель є більш розумним рішенням.
Оптичний гібридний кабель — це оптичне волокно та мідний дріт, інтегровані в кабель, він використовує оптичне волокно для передачі сигналів даних, використання мідного дроту для передачі сигналів живлення, взявши найкраще з обох світів.
Обидва можуть завершити високошвидкісну передачу даних, але також можуть завершити живлення обладнання на великі відстані.
Поперечний переріз гібридного оптоволоконного кабелю показано на малюнку нижче.
Він об'єднує оптоволокно та мідні провідники в один кабель і гарантує, що оптичні та електричні сигнали не заважають один одному під час передачі через спеціальні структури та дизайн захисного шару.
Він підходить для всіх типів мережевих систем в інтегрованій проводці, і може ефективно зменшити витрати на будівництво та будівництво мережі, для досягнення мети лінії багатоцільового призначення.
Використання гібридного оптоволоконного кабелю
У мережі кампусу, гібридний волоконно-оптичний кабель в основному використовується для з'єднання між комутаторами та точками доступу або віддаленими модулями.
Для з’єднання між комутаторами та точками доступу, традиційним рішенням є використовуйте кабелі з витою парою, який може завершити як передачу даних, так і живлення PoE для точок доступу.
Проте, з розвитком технології Wi-Fi, вимоги до цього кабелю між комутатором і точкою доступу стають дедалі вищими.
Зокрема, орієнтований на майбутнє Wi-Fi 7 технологія вимагає, щоб цей кабель одночасно вирішував проблему високошвидкісної передачі даних і міжміського живлення PoE.
З точки зору пропускної здатності, Wi-Fi 6 стандарт, який зараз комерціалізується у великих масштабах, вимагає, щоб пропускна здатність цього кабелю досягала 10 Гбіт/с; майбутнього Wi-Fi 7 Стандарт вимагає, щоб пропускна здатність цього кабелю досягала 40 Гбіт/с.
Щодо живлення PoE, багато точок доступу встановлюються у відносно складних середовищах і потребують більше ніж 100 метрів потужності PoE.
Наприклад, деякі стадіони потребують 300 метрів або навіть на більшій відстані від джерела живлення PoE.
Відстань до джерела живлення традиційної витої пари становить лише 100 метрів, і не може задовольнити попит.
тому, гібридні волоконно-оптичні кабелі є ідеальним рішенням для підключення комутаторів і точок доступу.
Застосування оптичних гібридних кабелів
Для з'єднання між комутатором і дистанційним модулем, якщо використовується кабель вита пара, відстань передачі може бути обмежена лише 100 метрів. В готелі, медичний, освіти, та інші сценарії, 100 метрів не вистачає.
Якщо ви використовуєте волоконну оптику, живлення віддаленого модуля потрібно подати окремо, що приносить додаткові витрати на розгортання електроенергії та управління.
Якщо віддалений модуль підключається за допомогою оптоелектронного гібридного кабелю, він може одночасно реалізувати міжміське живлення POE та високошвидкісну передачу даних. Крім того, в цьому випадку, місце встановлення віддаленого модуля не повинно обмежуватися слабкою кімнатою живлення, але його можна підтягнути безпосередньо до робочого столу користувача, що значно економить витрати на проводку та управління.
Структура та принцип оптичного гібридного кабелю
Оптичний гібридний кабель об’єднує оптичне волокно та мідний дріт в один кабель, в якому оптичне волокно відповідає лише за передачу сигналів даних.
Мідний дріт відповідає лише за передачу сигналів живлення, тому гібридний волоконно-оптичний кабель можна використовувати для одночасної передачі даних і живлення PoE до точки доступу.
Чому гібридний кабель може підтримувати довгострокову еволюцію пропускної здатності та живлення PoE на великій відстані, тоді як вита пара або оптичне волокно не можуть?
Передача сигналу даних
Перш за все, в оптоелектронному гібридному кабелі, сигнали даних передаються по оптоволокну.
Це дозволяє повністю використовувати переваги оптоволоконного зв’язку та відповідати довгостроковій еволюції пропускної здатності та відстані.
Кабель вита пара використовує мідний дріт як середовище передачі, тоді на сигнал даних впливатимуть опір і ємність під час передачі по мідному дроту, що неминуче призведе до ослаблення і спотворення сигналу даних.
Загасання та довжина кабелю залежать від довжини кабелю, у міру збільшення довжини, ослаблення сигналу також збільшується.
Коли ослаблення або спотворення сигналу досягає певного рівня, це вплине на ефективну передачу сигналу.
тому, у специфікації інтегрованої мережі, необхідно, щоб відстань витої пари не перевищувала 90 метрів, а загальна довжина посилання не повинна перевищувати 100 метрів.
Волоконно-оптичний зв'язок використовує принцип повного відбиття світла, при цьому не відбувається втрат енергії внаслідок теплової дії струму.
Одночасно, відсутні перехресні перешкоди через електромагнітну індукцію.
тому, втрата оптоволоконного зв'язку дуже мала, і відстань передачі та пропускну здатність можна значно покращити.
Фактори, що впливають на відстань передачі
По друге, в оптоелектронному гібридному кабелі, мідний провідник відповідає лише за передачу сигналів живлення, і це постійний струм, тому відстань передачі відносно велика.
Відповідно до тесту, після досягнення відстані джерела живлення 300 метрів, потужність джерела живлення 60 Вт все ще може бути гарантована.
Але мідний дріт все-таки має опір, процес передачі все одно буде створювати тепловий ефект, і буде продовжуватися ослаблення енергії.
тому, навіть якщо сигнал постійного струму, його відстань передачі все ще обмежена.
Таким чином, відстань передачі гібридного оптоволоконного кабелю визначається відстанню передачі сигналу постійного струму по мідному дроту.
В майбутньому, з удосконаленням технології та процесів, це можливо досягти 1000 метрів і навіть більше.
Така відстань вже може задовольнити потреби більшості сценаріїв міжміського живлення PoE.
Еволюція оптичного гібридного кабелю
Відповідно до відмінностей у типах інтерфейсу, гібридні волоконно-оптичні кабелі пройшли еволюцію першого і другого поколінь.
Інтерфейс гібридного оптоволоконного кабелю першого покоління (Оптоволоконний гібридний кабель 1.0) розділений оптоелектронно, і інтерфейс гібридного оптоволоконного кабелю другого покоління (Оптоволоконний гібридний кабель 2.0) є оптико-електронним об'єднанням.
Це показано на малюнку нижче.
Порівняння оптичного гібридного кабелю 2.0 і 1.0
Перше покоління гібридного оптоволоконного кабелю потребує одного оптичного та одного електричного портів для підключення до пристрою.
Оптичний порт використовує звичайні оптичні модулі комерційного класу та звичайне оптоволокно з роз’ємом LC, а електричний порт використовує роз’єми RJ45. Оптичний порт використовується для передачі даних, а електричний порт використовується для живлення PoE.
Оптичний гібридний кабель другого покоління підключається до пристрою та займає лише один оптичний гібридний інтерфейс. Сполучення здійснюється за допомогою оптичного гібридного оптичного модуля та роз’ємів PDLC або патч-кордів.
Інтерфейс Optical Hybrid можна використовувати як для передачі даних, так і для живлення PoE.
Відмінності між оптичним гібридним кабелем 1 і 2
Порівняно з оптичним гібридним кабелем 1.0, найбільша зміна оптичного гібридного кабелю 2.0 полягає в тому, що порт оптичного гібридного комутатора було змінено з оптоелектронного розділення на оптоелектронну інтеграцію.
Оптимізація структури гібридного кабелю полегшує зварювання та використання кабелю, і в той же час подвоює щільність оптичних і електричних портів. Кабель ZMS вважає, що в майбутньому, гібридний кабель 2.0 стане основним напрямком оптичного гібридного кабелю.