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光電混合纜在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用
在新時(shí)代的多樣化需求中，光電混合纜的作用越來(lái)越重要，比如在5G小基站覆蓋、直流遠(yuǎn)供方案、FTTA布線、智慧燈桿布線、數(shù)據(jù)中心高密度尋線、消費(fèi)電子應(yīng)用類線纜、海底光電混合纜等，都將有光電混合纜的應(yīng)用需求。
1、光電混合纜介紹
光電復(fù)合纜是指適用于寬帶接入網(wǎng)系統(tǒng)中作傳輸線，是一種新型的接入方式，它集光纖、輸電銅線于一體，可以解決寬帶接入、設(shè)備用電、信號(hào)傳輸?shù)膯?wèn)題。
世界首條光電混合纜是日本住友電氣公司于1978年研制出的用于海底光電傳輸?shù)墓怆娀旌侠|。根據(jù)實(shí)際用途，目前光電混合纜可以分為管道型、架空型、直埋型、室內(nèi)布線型、特殊用途型等多種類型，光纖芯數(shù)一般為2-144芯，電纜電壓范圍為從48V-110kV。
光電混合纜比較明顯的優(yōu)點(diǎn)為
（1）提供高帶寬接入，同時(shí)解決網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中設(shè)備用電問(wèn)題；
（2）外徑小，重量輕，占用空間小；
（3）具有優(yōu)越的彎曲性能和良好的耐側(cè)壓性能，施工方便。
但是光電混合纜也有其局限性，比如：
（1）現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，光纜的架設(shè)都是按照“無(wú)電”或者“弱電”的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的，光電混合纜可能不適合鋪設(shè)在弱電管道中，施工規(guī)范需要進(jìn)一步明確；
（2）光電混合纜帶電，對(duì)于施工和維護(hù)需要注意觸電危險(xiǎn)；
（3）“光纜無(wú)銅”的概念不適用于光電混合纜，如果按照普通光纜一樣使用，可能發(fā)生光電復(fù)合光纜被偷盜的風(fēng)險(xiǎn)。

2、下一代網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展
來(lái)自GSMA的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全球?qū)?huì)有13億人用上5G，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋率將達(dá)到40%，5G移動(dòng)終端連接數(shù)將達(dá)到14億。另一方面，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前全球已有超過(guò)9.67億用戶家庭接入了寬帶，49個(gè)國(guó)家的286家運(yùn)營(yíng)商發(fā)布了千兆寬帶業(yè)務(wù)。智能家居，智慧家庭等創(chuàng)新性家庭業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，也將推動(dòng)建構(gòu)以家庭為核心的新型商業(yè)形態(tài)。

可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，我們的網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是“5G+光纖固網(wǎng)”的“雙千兆”時(shí)代。中國(guó)的光纖網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年建設(shè)已經(jīng)較為成熟，但在網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在如下兩點(diǎn)“補(bǔ)盲”需求：個(gè)別區(qū)域網(wǎng)絡(luò)未能全覆蓋（如農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)），而這些地區(qū)可能電力供應(yīng)也不盡完善；
? 在新一代網(wǎng)絡(luò)需求下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的覆蓋密度有較大增加（如5G小基站密度比4G會(huì)有明顯提高），而這些設(shè)備新增點(diǎn)的取電問(wèn)題可能給設(shè)備布放帶來(lái)困擾。
如上兩個(gè)需求點(diǎn)對(duì)布線系統(tǒng)帶來(lái)了新的訴求，而光電混合纜對(duì)滿足這樣的應(yīng)用場(chǎng)景提供了較為合理解決方案。
3. 光電混合纜在下一代網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用

在“雙千兆”時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)對(duì)速率要求越來(lái)越高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性要求越來(lái)越嚴(yán)格，并且要求網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，在新的組網(wǎng)形勢(shì)下，光電混合纜在很多領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用需求，下面就列舉其中的幾個(gè)：
3.1 5G時(shí)代小基站覆蓋對(duì)光電混合纜的應(yīng)用需求
伴隨著5G 業(yè)務(wù)種類的持續(xù)增加、行業(yè)邊界的不斷擴(kuò)展，業(yè)界預(yù)測(cè)未來(lái)更多的移動(dòng)業(yè)務(wù)將發(fā)生在室內(nèi)，5G 應(yīng)用的高清視頻、AR/VR、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)制造自動(dòng)化、現(xiàn)代物流管理等主要發(fā)生在建筑物室內(nèi)場(chǎng)景，需要更高的帶寬來(lái)承載。為了獲取更多帶寬，室內(nèi)5G引入了更高的頻段（C-Band和毫米波），意味著更大的傳輸及穿透損耗，以及更加密集的組網(wǎng)，高密度的小基站建設(shè)將是5G室內(nèi)場(chǎng)景建設(shè)的必然。
同時(shí)，5G時(shí)代海量的有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將會(huì)對(duì)運(yùn)維和系統(tǒng)的能耗管理帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，而大量的小基站設(shè)備的取電問(wèn)題將是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)單位必須解決的難題。而光電混合纜同時(shí)集成光單元與電單元，可以為小基站設(shè)備提供信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，為小基站設(shè)備供電，是解決5G小基站覆蓋難題的主流方案之一。
5G 室內(nèi)小基站布線方案
如上圖是一種典型的采用光電混合纜進(jìn)行小基站覆蓋的組網(wǎng)方案， BBU為整棟樓或某個(gè)區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，Hub進(jìn)行樓層（或多層樓公用Hub）覆蓋，同時(shí)設(shè)置供電設(shè)備。Hub與BBU設(shè)備之間的垂直布線通過(guò)單模光纖進(jìn)行連接，而Hub與小基站之間的水平布線通過(guò)光電混合纜進(jìn)行連接，同時(shí)為小基站提供信號(hào)傳輸與低壓直流供電，小基站側(cè)無(wú)需再次取電。此種方案具備如下優(yōu)勢(shì)：
1. 集中配電解決小基站的分布式供電問(wèn)題：通過(guò)在樓層設(shè)置集中供電點(diǎn)，通過(guò)光電混合纜供電，無(wú)需再為小基站設(shè)備提供電源供應(yīng)，解決了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的取電難題；
2. 速率能滿足5G室內(nèi)覆蓋將來(lái)升級(jí)需求：?jiǎn)文９饫w可有效支持10G/25Gbps速率要求，僅需配置不同速率的光模塊即可，布線系統(tǒng)無(wú)需再次升級(jí)，下圖為較為主流的光電混合纜截面圖；
3. 施工便利：目前主流Hub設(shè)備與小基站設(shè)備都設(shè)置了光纖接口與RJ45供電接口，施工時(shí)可現(xiàn)場(chǎng)制作連接
綜上所述，室內(nèi)小基站覆蓋方案，基于光電混合纜的組網(wǎng)方式能滿足高速率應(yīng)用要求，解決供電問(wèn)題，在后續(xù)5G建設(shè)過(guò)程中將會(huì)有大量應(yīng)用。
3.2 直流遠(yuǎn)供方案對(duì)光電混合纜的需求
隨著4G/5G和寬帶中國(guó)等策略的建設(shè)落地，通信光纜和設(shè)備不斷地向用戶側(cè)延伸，遠(yuǎn)端基站、通信機(jī)房、用戶接入點(diǎn)等的設(shè)備供電成為棘手問(wèn)題，特別個(gè)別偏遠(yuǎn)地區(qū)，這一問(wèn)題更為突出。光電混合纜直流遠(yuǎn)供方案有利于網(wǎng)絡(luò)中電源設(shè)備的集中建設(shè)、運(yùn)維。可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效電能與光信號(hào)的共纜傳輸，且建設(shè)成本低，運(yùn)維效率高。
高壓直流遠(yuǎn)供電系統(tǒng)的普遍做法為：電源由局端和遠(yuǎn)端設(shè)備組成，將機(jī)房?jī)?nèi)電源的DC48V電通過(guò)遠(yuǎn)供電源局端設(shè)備隔離升壓到約200～400V直流高壓，將直流高壓電通過(guò)光電混合纜傳輸?shù)竭h(yuǎn)端設(shè)備處，通過(guò)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行電壓逆變，變換到遠(yuǎn)端設(shè)備所需電壓（如DC48V或AC220V）,為負(fù)載（RRU、光纖直放站、小宏基站、微蜂窩基站、ONU等設(shè)備）提供全天候免維護(hù)供電。此種應(yīng)用場(chǎng)景中常規(guī)纜型為GDTA與GDTS，如上圖。
3.3 高密度布線中尋線需求對(duì)光電混合纜的應(yīng)用
針對(duì)信息化應(yīng)用的支持平臺(tái)，大型、超大型的數(shù)據(jù)中心日趨增多，而且對(duì)信息存儲(chǔ)和處理能力的要求越來(lái)越高。綜合布線系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心信息化的基礎(chǔ)設(shè)施，是數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的一個(gè)重要組成部分。面對(duì)大量線纜，如何進(jìn)行有效的運(yùn)行與管理，越來(lái)越多的受到大家的關(guān)注。為了解決這一難題，各廠家分別推出不同形式的線纜查找方案，其 中光電混合纜在這一領(lǐng)域不斷地在發(fā)揮其作用。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖端口管理與控制，可以采用電子配線架系統(tǒng)，智能光纖跳線由傳統(tǒng)光跳線+1-2根銅線組成，配線架端口處集成LED燈，端口信息采集通過(guò)智能光纖跳線中銅線與LED燈線路通斷來(lái)判斷鏈路狀態(tài)，從而指示端口狀態(tài)。
在網(wǎng)線尋線方面，布線廠家除了植入銅線采用LED做端口指示外，也有光電混合纜的備選方案：即在網(wǎng)線中集成塑料光纖，通過(guò)外置可見(jiàn)光源照射，在線纜另一端指示相應(yīng)的線纜形態(tài)。
3.4 消費(fèi)電子類運(yùn)用光電混合纜
隨著FTTH/5G的推進(jìn)，應(yīng)用帶寬將會(huì)得到進(jìn)一步的飛躍，高清視頻會(huì)議/AR/VR/遠(yuǎn)程醫(yī)療/8K視頻等將會(huì)逐漸進(jìn)入人們的日常生活，而這些高帶寬體驗(yàn)，傳統(tǒng)的銅纜將很難滿足應(yīng)用需求，特別是銅纜的應(yīng)用距離要求，將進(jìn)一步限制傳統(tǒng)銅纜在消費(fèi)電子領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，因此采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)是消費(fèi)電子線纜發(fā)展的主流方向之一。
基于應(yīng)用場(chǎng)景的需求，設(shè)備供電對(duì)線纜也提出了一定訴求，而光電混合纜集光纖與電源線于一體，可有效解決應(yīng)用需求，且只需要敷設(shè)一根線纜同時(shí)解決通信與供電問(wèn)題，為消費(fèi)電子應(yīng)用提供了較為合理的選擇，較常用的連接器接口有USB3.0/HDMI等,與傳統(tǒng)的消費(fèi)電子線纜相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：
? 體積小、重量輕、力學(xué)和和彎曲性能優(yōu)良；
? 光纖傳輸效率高，布線靈活，抗電磁干擾能力強(qiáng)；
? 同時(shí)可對(duì)終端設(shè)備供電；
? 可解決長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題（如商場(chǎng)、廣告牌等）。
4、光電混合纜施工與安裝注意事項(xiàng)
在使用光電混合纜時(shí)，應(yīng)該注意以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
1. 選用的光電混合纜必須滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如：《YD/T 2159-2010 接入網(wǎng)用光電混合纜》及《QC-B-001-2013中國(guó)移動(dòng)接入網(wǎng)用光電混合纜技術(shù)規(guī)范》等要求。
2. 使用光電混合纜時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足電力電纜設(shè)計(jì)施工和通信光纜設(shè)計(jì)施工規(guī)范：如 《YD 5102-2010 通信線路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》；
3. 應(yīng)盡量避免光電混合纜線路中的接續(xù)，3KM以內(nèi)線路禁止接續(xù)，接續(xù)時(shí)必須使用光電混合纜專用接頭盒，并做好防水處理；
4. 光電混合纜成端時(shí)應(yīng)使用專用成端裝置；
5. 光電混合纜線路盡量單獨(dú)路由布放，采用PVC管進(jìn)行保護(hù)；
6. 在施工過(guò)程中需要確保光電混合纜外護(hù)套的完好，施工完成后光電復(fù)合纜通電前需要測(cè)試輸電導(dǎo)線對(duì)地、對(duì)鎧裝和金屬加強(qiáng)芯的絕緣性能；
7. 線路應(yīng)由具備電力維護(hù)資質(zhì)與通信維護(hù)資質(zhì)人員進(jìn)行定期檢查；
8. 故障維修時(shí)應(yīng)斷電維護(hù)，并先將線路導(dǎo)體進(jìn)行接地，再進(jìn)行維護(hù)操作。
5. 總結(jié)
在 “5G+光纖固網(wǎng)”的“雙千兆”時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)對(duì)布線系統(tǒng)需求進(jìn)一步多樣化，光電混合纜集成光纖、電力線等功能，實(shí)現(xiàn)通信與供電一體，必將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。同時(shí)因其功能的多樣性，決定了電纜結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性
但只要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以更好地滿足和實(shí)現(xiàn)復(fù)合型線纜的功能，在符合制造標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)降低制造成本，實(shí)現(xiàn)效益的最大化。