光電混合纜是一種集成了光纖和導電銅線的混合形式的電纜，可以用一根線纜同時解決數(shù)據(jù)傳輸和設備供電的問題。在園區(qū)網絡中，光電混合纜主要用于完成交換機與AP或遠端模塊之間的連接，用一根線纜同時完成AP或遠端模塊的數(shù)據(jù)傳輸和PoE供電。

隨著WLAN技術演進至Wi-Fi 6以及未來的Wi-Fi 7，傳統(tǒng)的雙絞線無法支撐帶寬的長期演進，而光纖又無法解決PoE供電的問題，因此光電混合纜的方案應運而生。

光電混合纜的誕生

網絡業(yè)務的正常運行，一般要求設備通過線纜解決兩個方面的問題：設備本身的供電和數(shù)據(jù)的傳輸。然而，有一些設備的安裝環(huán)境相對復雜，例如WLANAP、5G小基站、視頻監(jiān)控攝像頭等，安裝環(huán)境周邊很難有合適的電源插座，設備供電較為困難。這類場景下往往希望通過一根線纜同時解決設備供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。

在通信線纜中，按照介質的不同可以分為以光纖為傳輸介質的光纜和以銅線為傳輸介質的銅纜。光纖利用光的全反射原理進行數(shù)據(jù)傳輸，具有帶寬大、損耗低、傳輸距離長等優(yōu)點，但是光纖的材料是玻璃纖維，是電的絕緣體，無法支持PoE供電。

而銅線利用金屬作為傳輸介質，利用電磁波原理進行數(shù)據(jù)傳輸，既可以傳輸數(shù)據(jù)信號，又可以輸送電力信號，但是在傳輸過程中會存在熱效應，因此損耗較大，不適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸，在網絡綜合布線規(guī)范中，明確要求，雙絞線的鏈路總長度不能超過100米。面向未來，需要一種線纜在支持帶寬的長期演進的同時解決PoE供電的問題，而光電混合纜就是一種比較合理的解決方案。

光電混合纜將光纖和銅導線集成在一根線纜中，它使用光纖傳輸數(shù)據(jù)信號，使用銅線傳輸電力信號，取兩者之所長，既可以完成高速率的數(shù)據(jù)傳輸，又可以完成長距離的設備供電。光電混合纜的橫截面圖如下圖所示。

光電混合纜的橫截面

它把光纖和銅導線集成到一根線纜中，通過特定的結構和保護層設計，確保光信號和電能信號在傳輸過程中不會互相干擾，適用于各類網絡系統(tǒng)中的綜合布線，可以有效降低施工和網絡建設成本，達到一線多用的目的。

光電混合纜的使用場景

在園區(qū)網絡中，光電混合纜主要用于交換機與AP或者遠端模塊之間的連接，如下圖所示。對于交換機和AP之間的連接，傳統(tǒng)的方案是使用雙絞線，這樣既能完成數(shù)據(jù)的傳輸，也可以完成AP的PoE供電。

但是，隨著Wi-Fi技術的演進，對交換機和AP之間這段線纜的要求越來越高，特別是面向未來的Wi-Fi 7技術，需要這段線纜同時解決高速數(shù)據(jù)傳輸和長距離PoE供電的問題。在帶寬方面，目前正在大規(guī)模商用的Wi-Fi 6標準要求這段線纜的帶寬達到10 Gbit/s；未來的Wi-Fi 7標準則要求這段線纜的帶寬需要達到40 Gbit/s。

在PoE供電方面，很多AP的安裝環(huán)境相對復雜，需要超過100米的PoE供電，例如某些體育場館的AP需要300米甚至更長距離的PoE供電，而傳統(tǒng)雙絞線的供電距離只有100米，無法滿足需求。因此光電混合纜是連接交換機和AP的理想解決方案。

光電混合纜的使用場景

對于交換機和遠端模塊之間的連接，如果使用雙絞線，傳輸距離只能限制在100米以內，而在酒店、醫(yī)療、教育等場景下100米的傳輸距離是遠遠不夠的.

如果使用光纖，又需要單獨給遠端模塊進行獨立供電，這帶來了額外的電力部署和管理成本。如果使用光電混合纜連接遠端模塊，可以同時實現(xiàn)長距離POE供電和高速的數(shù)據(jù)傳輸，而且這種情況下遠端模塊的安裝位置不用局限于弱電間，可以直接拉遠到用戶桌面，極大的節(jié)省了布線和管理成本。

光電混合纜的結構和原理

光電混合纜將光纖和銅導線集成到一根線纜中，其中光纖只負責數(shù)據(jù)信號的傳輸，而銅線只負責電力信號的傳輸，這樣通過一根光電混合纜可以同時給AP進行數(shù)據(jù)傳輸和PoE供電。為什么光電混合纜就能夠支持帶寬的長期演進和長距離PoE供電，而雙絞線或者光纖卻不能呢？

首先，在光電混合纜中，數(shù)據(jù)信號的傳輸是通過光纖進行，這樣可以充分利用光纖通信的優(yōu)勢，滿足帶寬和距離的長期演進。雙絞線使用銅線作為傳輸介質，那么數(shù)據(jù)信號在銅線上傳輸時會受到電阻和電容的影響，這就必然導致數(shù)據(jù)信號的衰減和畸變，衰減與線纜的長度有關系，隨著長度的增加，信號衰減也隨之增加，當信號的衰減或者畸變達到一定的程度，就會影響到信號的有效傳輸。

因此，在網絡綜合布線規(guī)范中，明確要求，雙絞線的布線距離不能超過90米，鏈路總長度不能超過100米。光纖通信利用了光的全反射原理，這種情況下，不存在因為電流的熱效應而產生能量的損耗；同時，也不會因為電磁感應而產生信號的串擾，因此光纖通信的損耗很小，傳輸距離和帶寬都可以得到極大的提升。

其次，在光電混合纜中，銅導線只負責傳輸電力信號，而且是直流電，因此傳輸距離比較遠，根據(jù)測試，供電距離達到300米以后，還可以保證60W的供電功率。但是銅線畢竟有電阻，傳輸過程中還是會產生熱效應，還會繼續(xù)存在能量的衰減，因此即使是直流電信號，他的傳輸距離仍然是有限的。

這樣，光電混合纜的傳輸距離就決定于直流電信號在銅線上的傳輸距離，未來，隨著技術以及工藝的改良，做到1000米甚至更遠也是有可能的，這樣的距離已經可以滿足絕大多數(shù)場景的長距離PoE供電的需求了。

光電混合纜的演進

根據(jù)接口類型的差異，光電混合纜先后經歷了第一代和第二代的演進，第一代光電混合纜（光電混合纜1.0）的接口是光電分離的，第二代光電混合纜（光電混合纜2.0）的接口是光電合一的。

第一代光電混合纜連接到設備需要分別占用一個光口和一個電口，其中光口使用普通商業(yè)級光模塊和普通LC連接器光纖，電口使用RJ45連接器。光口用于數(shù)據(jù)傳輸，電口用于PoE供電。第二代光電混合纜連接到設備只需要占用一個光電混合接口，配套使用一個光電混合光模塊和PDLC連接器的尾纖或跳線。光電混合接口可同時用于數(shù)據(jù)傳輸和PoE供電。

相比光電混合纜1.0，光電混合纜2.0的最大變化是光電混合交換機端口從光電分離，變?yōu)楣怆姾弦唬Y構上的優(yōu)化讓光電混合纜的熔接和使用更加簡單，同時將光電端口密度提升了一倍，面向未來，光電混合纜2.0將會成為主流的光電混合纜。

審核編輯：劉清