光混合电缆是一种集成光纤和导电铜线的混合形式电缆, 可以用一根电缆同时解决数据传输和设备供电的问题.
在较大的校园网络中, 光纤混合线缆主要用于完成交换机与AP或远端模块之间的连接, 使用单根电缆 同时完成AP或远端模块的数据传输和PoE供电.
随着 WLAN 技术发展为 Wi-Fi 6 以及未来的Wi-Fi 7, 传统双绞线无法支持带宽长期演进. 光纤无法解决PoE供电问题, 于是光电混合电缆解决方案诞生了.
混合光缆的诞生
网络服务的正常运行一般需要设备通过网线解决两个方面的问题: 设备本身的供电和数据的传输.
然而, 部分设备安装环境相对复杂, 例如 WLAN AP, 5G小基站, 视频监控摄像机, 等等. 这些设备的安装环境周围很难找到合适的电源插座, 并且给设备供电比较困难.
在这样的场景下, 人们常常希望一根电缆能够同时解决设备供电和数据传输的问题.
在通讯电缆中, 按介质不同可分为以光纤为传输介质的光缆和 铜线 作为铜缆的传输介质.
光纤采用 光全反射原理 用于数据传输, 具有大带宽的优点, 低损耗, 且传输距离长.
然而, 光纤材质为玻璃纤维, 属于电绝缘体，不支持POE供电.
而铜线则采用金属作为传输介质, 利用电磁波原理进行数据传输.
铜线既可以传输数据信号，也可以传输电源信号.
然而, 传输过程中存在热效应, 因此损耗较大，不适合长距离数据传输.
网络综合布线规范中, 明确要求, 双绞线电缆链路的总长度不能超过 100 米.
为了未来, 需要一根线缆在支持带宽长期演进的同时解决PoE供电问题, 而光电混合电缆是更合理的解决方案.
光混合电缆是将光纤和铜线集成到电缆中, 它使用光纤来传输数据信号, 使用铜线传输电力信号, 两全其美.
既可以完成高速数据传输又可以完成远距离设备供电.
混合光缆的横截面如下图所示.
它将光纤和铜导体集成到一根电缆中，通过特定的结构和保护层设计，保证光信号和电信号在传输过程中互不干扰。.
适用于综合布线中的各类网络系统, 并能有效降低建设及网络建设成本, 达到一线多用的目的.
混合光纤电缆的使用
在校园网内, 混合光缆主要用于交换机与AP或远程模块之间的连接.
用于交换机和AP之间的连接, 传统的解决方案是 使用双绞线电缆, 既可以完成数据传输，又可以完成AP的PoE供电.
然而, 随着Wi-Fi技术的发展, 交换机和AP之间的这条线缆的要求越来越高.
尤其, 面向未来的Wi-Fi 7 技术要求该电缆同时解决高速数据传输和长距离PoE供电问题.
在带宽方面, 无线网络 6 标准, 目前正在大规模商业化, 要求该电缆的带宽达到 10 吉比特/秒; 未来的Wi-Fi 7 标准要求该电缆的带宽达到 40 吉比特/秒.
PoE供电方面, 许多AP安装在相对复杂的环境中，需要超过 100 米 PoE 功率.
例如, 一些体育场馆需要 300 米甚至更远距离PoE供电.
传统双绞线供电距离仅为 100 米, 并且不能满足需求.
所以, 混合光纤电缆是连接交换机和 AP 的理想解决方案.
光混合电缆应用
用于开关与远程模块之间的连接, 如果使用双绞线电缆, 传输距离只能限制在 100 米. 在酒店内, 医疗的, 教育, 以及其他场景, 100 米还不够.
如果您使用光纤, 需要单独给远程模块供电, 这会带来额外的电力部署和管理成本.
如果远程模块使用光电混合电缆连接, 可同时实现远距离POE供电和高速数据传输. 而且, 在这种情况下, 远程模块的安装位置不必局限于弱电房，可以直接拉到用户桌面, 大大节省布线和管理成本.
混合光缆的结构和原理
光混合电缆将光纤和铜线集成到一根电缆中, 其中光纤只负责数据信号的传输.
铜线仅负责电力信号的传输，因此可以使用混合光缆同时向AP传输数据和PoE电力.
混合线缆为何能够支持带宽长期演进和长距离PoE供电, 而双绞线或光纤则不能?
数据信号传输
首先, 在光电混合电缆中, 数据信号通过光纤传输.
This allows you to take full advantage of fiber optic communication and meet the long-term evolution of bandwidth and distance.
Twisted pair cable uses copper wire as the transmission medium, then the data signal will be affected by resistance and capacitance when transmitted on the copper wire, which will inevitably lead to attenuation and distortion of the data signal.
Attenuation and cable length have a relationship with the length of the cable, as the length increases, the signal attenuation also increases.
When the signal attenuation or distortion reaches a certain level, it will affect the effective transmission of the signal.
所以, in the network integrated wiring specification, it is required that the distance of twisted-pair cabling should not exceed 90 米, 并且链接的总长度不应超过 100 米.
光纤通信利用光的全反射原理, 在这种情况下，不会由于电流的热效应而损失能量.
同时, 没有电磁感应引起的信号串扰.
所以, 光纤通信的损耗很小, 传输距离和带宽都可以大大提高.
影响传输距离的因素
第二, 在光电混合电缆中, 铜导体只负责传输电源信号, 并且是直流电, 所以传输距离比较远.
根据测试, 供电距离达到后 300 米, 60W的供电功率依然可以保证.
但铜线毕竟有电阻, 传输过程仍会产生热效应, 并且能量还会持续衰减.
所以, 即使直流信号, 他的传输距离还是有限的.
这样, 混合光缆的传输距离由铜线上的直流信号传输距离决定.
将来, 随着技术和工艺的改进, 有可能实现 1000 米甚至更多.
这样的距离已经可以满足大部分远距离PoE供电场景的需求.
光混合电缆的演变
根据接口类型的不同, 混合光缆经历了第一代和第二代的演变.
第一代混合光缆接口 (光纤混合电缆 1.0) 是光电分离的, 以及第二代混合光缆的接口 (光纤混合电缆 2.0) 光电一体化.
如下图所示.
混合光缆的比较 2.0 和 1.0
第一代混合光缆需要一个光口和一个电口来连接设备.
光口采用普通商用级光模块和普通LC连接器光纤, 电口采用RJ45连接器. 光口用于数据传输，电口用于PoE供电.
第二代光混合线缆与设备连接，仅占用1个光混合接口. 配合是通过光混合光模块和 PDLC 连接器尾纤或跳线完成的.
光混合接口可用于数据传输和PoE供电.
混合光缆之间的差异 1 和 2
与光混合电缆相比 1.0, 光混合电缆最大的变化 2.0 是光混合开关端口由光电分离变为光电集成.
混合电缆结构的优化，使电缆的融合和使用更加容易, 同时光口和电口密度加倍. ZMS电缆 相信在未来, 混合电缆 2.0 将成为光混合缆的主流.