ลองพิจารณามาใช้สายเคเบิลแบบไฮบริด ระหว่างทองแดงและไฟเบอร์กัน

การหันมาใช้สายใยแก้วนำแสงแทนในการเชื่อมต่อในระยะที่ไกลกว่า 100 เมตรนั้น อุปกรณ์ที่ไม่ได้มีพอร์ตรับส่งสายไฟเบอร์ก็ต้องหาอุปกรณ์แปลงสัญญาณมาใช้ร่วมด้วย และถ้าอุปกรณ์ดังกล่าวต้องการไฟฟ้าผ่าน Power over Ethernet (PoE) ด้วยแล้ว ก็ต้องใช้ตัวแปลงสายแบบ PoE ด้วยเช่นกัน ซึ่งอุปกรณ์ที่มีทั้งการเชื่อมต่อผ่านสายไฟเบอร์ และรับจ่ายไฟฟ้า DC ด้วยนั้นสามารถเชื่อมต่อบนสายผสมระหว่างทองแดงและไฟเบอร์แบบไฮบริด ที่หลายครั้งมักเรียกกันว่าสายคอมโพสิต สายแบบนี้จะใช้ร่วมกับตัวแปลงสัญญาณไฟเบอร์สำหรับส่งต่อข้อมูล และแหล่งกำเนิดไฟฟ้าสำหรับส่งกระแสไฟ DC แรงดันต่ำออกมาบนลวดทองแดงตัวนำ

ถึงแม้สายเคเบิลแบบผสมทองแดง-ไฟเบอร์นี้จะได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในการเชื่อมต่อระยะทางที่ไกลกว่าปกติ แต่เพื่อความมั่นใจ เราก็ควรศึกษาให้ละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับสายเคเบิลแบบใหม่นี้ โดยเฉพาะเรื่องการส่งต่อกระแสไฟฟ้า การทดสอบและการแก้ปัญหาสายที่เกี่ยวข้อง

โครงสร้างของสายแบบไฮบริด
สายเคเบิลไฮบริดแบบทองแดง-ไฟเบอร์นั้น มีการผลิตออกมาหลากหลายแบบ เช่น แบบสายไฟเบอร์มัลติโหมดและซิงเกิลโหมด การจะเลือกสายไฟเบอร์รูปแบบไหนนั้นก็ขึ้นกับลักษณะการนำไปใช้งานและจำนวนอุปกรณ์ที่จะเชื่อมต่อด้วย ตัวอย่างเช่น ขั้วต่อแยกสายไฟเบอร์หรือ ONT ที่ใช้กันบนเครือข่ายสายใยแก้วนำแสงแบบพาสซีฟนั้นจะทำงานบนสายไฟเบอร์เส้นเดี่ยวที่รับและส่งสัญญาณได้พร้อมกันทั้งสองทางบนคนละความยาวคลื่น และใช้เทคโนโลยีในการมัลติเพล็กซ์สัญญาณคลื่นหรือ WDM ที่ต่างกัน โดยใช้ความยาวคลื่น 1310 นาโนเมตรสำหรับข้อมูลขาอัพโหลด และ 1490nm สำหรับขาดาวน์โหลด

ลวดทองแดงที่ใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าในสายเคเบิลแบบไฮบริดนั้นก็มีจำนวนลวดและชนิดที่แตกต่างกัน ขึ้นกับจำนวนอุปกรณ์ที่ต้องการเชื่อมต่อ และความต้องการกระแสไฟฟ้าด้วย เช่น สายไฮบริดบางแบบอาจมีลวดทองแดงตัวนำมากถึง 12 เส้นเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จ่ายไฟระยะไกล หรือบางแบบมีลวดทองแดงแค่สองเส้นสำหรับเชื่อมต่อไปที่อุปกรณ์แค่เครื่องเดียว

ขนาดลวดทองแดงตัวนำก็มีหลายขนาดให้เลือกตั้งแต่ 12 ไปจนถึง 20 AWG ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณไฟฟ้าที่สามารถส่งต่อได้ในระยะทางหนึ่ง ลวดตัวนำเส้นใหญ่กว่าก็สามารถพากระแสไฟฟ้าได้มากกว่าบนระยะทางที่ไกลกว่า ตัวอย่างเช่น สายคอมโพสิตไฟเบอร์-ทองแดงของ Corning ที่ใช้ลวดตัวนำขนาด 12 AWG สามารถส่งกำลังไฟ 75 วัตต์ได้ไกลมากถึง 457 เมตร (1,500 ฟุต) ขณะที่ลวดตัวนำที่เล็กกว่าอย่าง 20 AWG จะส่งต่อไฟฟ้า 75 วัตต์ไปได้ไกลแค่ประมาณ 71 เมตร (23 ฟุต) เท่านั้น ขนาดของลวดตัวนำจึงเป็นตัวแปรสำคัญมากในการเลือกใช้สายไฮบริดทองแดง-ไฟเบอร์

การส่งต่อกระแสไฟฟ้าแบบคลาส 2
อย่าลืมว่า PoE ทำงานได้เฉพาะบนสายเคเบิลทองแดงแบบบิดเกลียวคู่อย่างสมดุลกันเท่านั้น (ตัวอย่างเช่น Category 6, Category 6A เป็นต้น) ในฐานะโปรโตคอลที่ทำงานบนระบบอีเธอร์เน็ตตามมาตรฐาน IEEE 802.3 ที่ส่งต่อกำลังไฟฟ้า DC โดยใช้ศักย์ไฟฟ้าแบบ Common Mode บน 2 หรือ 4 คู่สาย ซึ่งตามเกณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรมก็จะรองรับระยะทางได้ไกลแค่ 100 เมตรด้วย แต่อย่างที่ทาง Fluke เคยอธิบายในหัวข้อวิธีการเอาชนะข้อจำกัดมาตรฐาน 100 เมตรนั้น มีผู้ผลิตบางรายโฆษณาว่าสามารถรองรับระยะทางได้ไกลกว่าปกติด้วยการใช้สายเคเบิลที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ หรือด้วยเทคนิคลกเล่นอื่นๆ

แต่กลายคนอาจยังนึกไม่ถึงว่า แม้เทคโนโลยี PoE มีความปลอดภัย นำส่งกระแสไฟฟ้าศักย์ต่ำประเภท Class 2 ตามมาตรฐานของ NEC® แต่ถ้ามองที่วงจรไฟฟ้าแบบคลาส 2 แล้ว ไม่ใช่ว่าจะมีแต่ PoE อย่างเดียว ยังมีรูปแบบการใช้งานอืนๆ ที่ใช้กำลังไฟฟ้าในกลุ่มคลาส 2 ที่ส่งไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟ DC ไปบนลวดตัวนำสองเส้น (ขั้วบวกและลบ) ไปยังอุปกรณ์ด้วย เช่น เทอร์โมสแต็ต, กริ่งประตู, ไฟ LED ที่ไม่ใช่ PoE, กล้องประเภทอื่นๆ เป็นต้น ซึ่งลวดตัวนำทองแดงในสายเคเบิลไฮบริดทองแดง-ไฟเบอร์สามารถส่งกระแสไฟฟ้ากำลังไฟแบบคลาส 2 แบบที่ไม่ใช่ PoE ได้ อีกทั้งยังมีสายไฮบริดไฟเบอร์บางตัวที่ยังสามารถส่งกระแสไฟ DC ถึงระดับคลาส 3 ไปยังอุปกรณ์ได้ด้วย เช่น แผงไฟส่องสว่าง, ระบบเสียงเชิงพาณิชย์, ระบบความปลอดภัยต่างๆ ที่ต้องการกำลังไฟมากกว่าคลาส 2 ทั่วไป

สิ่งที่ต้องพิจารณาในการทดสอบและแก้ปัญหา
ถ้าคุ้นเคยกับ PoE มาก่อนแล้ว ก็น่าจะพอทราบว่าแค่การตรวจเทียบมาตรฐานสายเคเบิลแบบบิดเกลียวคู่พวก Category ต่างๆ ตามแต่ละมาตรฐานอุตสาหกรรมก็เพียงพอที่จะบอกได้แล้วว่าสายดังกล่าวรองรับ PoE หรือไม่ นอกจากนี้ยังสามารถทดสอบ PoE บนเครือข่ายที่ใช้งานจริงด้วยเครื่องมือทดสอบอย่างง่ายอย่าง Fluke Networks MicroScanner PoE ที่แสดงกำลังไฟฟ้าที่ปลั๊กเอาต์เล็ตหรือพอร์ตสวิตช์ ร่วมกับข้อมูลความเร็วการส่งต่อข้อมูลบนการเชื่อมต่อนั้นๆ หรือเอามาทดสอบ PoE ที่มาจากอุปกรณ์ที่ได้รับกระแสไฟจากวงจรคลาส 2 ที่ไม่ใช่ PoE ได้ด้วย อย่างเช่น ONT นอกจากนี้ MicroScanner ยังเหมาะอย่างยิ่งในการใช้แสดงระยะตำแหน่งของสายที่หักขาดหรือลัดวงจรในกรณีที่สายเคเบิลเสียหายด้วยเช่นกัน

สำหรับวิธีการทดสอบและแก้ปัญหาบนสายเคเบิลแบบไฮบริดทองแดง-ไฟเบอร์ที่รับส่งกระแสไฟฟ้าแบบคลาส 2 ที่ไม่ใช่ PoE นั้น ทำได้ตั้งแต่ตอนติดตั้งสายเคเบิลไฮบริดทองแดง-ไฟเบอร์ ที่เราสามารถตรวจเทียบมาตรฐานเฉพาะส่วนของสายไฟเบอร์ได้เหมือนการทดสอบสายไฟเบอร์ทั่วไปทั้งแบบ Tier 1 และ Tier 2 ส่วนด้านการรับส่งกระแสไฟฟ้านั้น แนะนำให้วางแผนให้ดีตั้งแต่แรกก่อน เนื่องจากการติดตั้งวงจรไฟฟ้าแบบคลาส 2 จะต้องคำนึงถึงการสูญเสียศักย์ไฟฟ้า (ตามระยะทางระหว่างแหล่งกำเนิดไฟและอุปกรณ์ปลายทาง), ระยะห่าง, ขนาดลวดตัวนำ (AWG), และความต้องการกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ปลายทาง

ถ้าอิงตามหลักของผู้ผลิตสายอย่าง Corning แล้ว จะให้ความสำคัญกับการวางแผนเตรียมล่วงหน้าเป็นอย่างมาก เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถรองรับอุปกรณ์โดยพิจารณาจากลักษณะวงจรและระยะทางจากแหล่งกำเนิดพลังงาน ซึ่งเมื่อใช้งานเน็ตเวิร์กจริงแล้ว ก็สามารถเข้าวัดทั้งกำลังไฟและระยะทางได้ง่ายด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลแม้อุปกรณ์ยังไม่ได้เปิดใช้งาน แต่ถ้าวงจรขาดเนื่องจากได้รับความเสียหายทางกายภาพแล้ว ก็สามารถใช้เครื่องมืออย่าง Fluke Networks Pro3000™ Tone and Probe ในการหาตำแหน่งที่ได้รับความเสียหายได้ อย่างไรก็ตาม ถ้าเราวางแผนกันไม่ดีตั้งแต่แรกจนทำให้ระยะทางไกลเกินไป หรือเลือกใช้ขนาดลวดตัวนำเล็กเกินไปที่จะรองรับความต้องการด้านไฟฟ้าของอุปกรณ์ปลายทางแล้ว การแก้ไขก็ค่อนข้างจะเป็นเรื่องใหญ่แทน ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนสายเคเบิลมาใช้ลวดตัวนำที่ขนาดใหญ่ขึ้นแทน, การลดระยะห่างของวงจรไฟฟ้า, หรือเปลี่ยนอุปกรณ์ปลายทางมาใช้อุปกรณ์ที่ต้องการกำลังไฟน้อยกว่าแทน (ซึ่งล้วนแต่เป็นทางเลือกที่ไม่โอเคเลย)

ดังนั้น การที่จะหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ต้องแก้ไขที่มีค่าใช้จ่ายสูงดังกล่าว และเพื่อให้มั่นใจได้ว่าวงจรไฟฟ้าที่ลากนั้นตรงกับความต้องการด้านไฟฟ้าของอุปกรณ์ปลายทางแล้ว แนะนำให้ประสานงานกับผู้ผลิตสายเคเบิลแบบไฮบริดตั้งแต่ขั้นตอนการวางแผน โดยเรามีสูตรและวิธีการคำนวณทางอุตสาหกรรมมากมายที่เปิดให้คุณป้อนกำลังไฟที่จ่ายออกมา, ความต้องการกำลังไฟปลายทาง, ขนาดลวดตัวนำ, และอุณหภูมิเพื่อคำนวณระยะสายเคเบิลมากที่สุดที่เป็นไปได้ และก็ไม่มีความเสี่ยงเพิ่มเติมด้วยถ้าจะเลือกใช้วงจรไฟฟ้าที่สามารถรับส่งกำลังไฟได้มากกว่าที่อุปกรณ์รับไหว เนื่องจากอุปกรณ์ปลายทางก็จะดึงกระแสไฟฟ้าเพียงแค่ปริมาณที่ตัวเองต้องการเท่านั้น

ที่มา : Fluke Networks