多模光纤和单模光纤区别及运用

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1.定义及分类
根据传输点模数的不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源,多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同,这种特征称为模分散。),模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离,因此,多模光纤的芯线粗,传输速度低、距离短,整体的传输性能差,但其成本比较低,一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传播,所以单模光纤没有模分散特性,因而,单模光纤的纤芯相应较细,传输频带宽、容量大,传输距离长,但因其需要激光源,成本较高。
多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm,包层外径125μm,表示为50/125μm或62.5/125μm。单模光纤的纤芯直径为8.3μm,包层外径125μm,表示为8.3/125μm。
1.1多模光缆
多模光纤(Multi Mode Fiber) - 芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
1.2单模光缆
单模光纤(Single Mode Fiber):中心纤芯很细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
  后来发现在1310nm波长处,单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看,1310nm正好是光纤的一个低损耗窗口。这样,1310nm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口,也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1310nm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的,因此这种光纤又称G652光纤。

2.多模光纤和单模光纤区别
1、多模光纤是光纤通信最原始的技术,这一技术是人类首次实现通过光纤来进行通信的一项革命性的突破。
2、随着光纤通信技术的发展,特别是激光器技术的发展以及人们对长距离、大信息量通信的迫切需求,人们又寻找到了更好的光纤通信技术----单模光纤通信。
3、光纤通信技术发展到今天,多模光纤通信固有的很多局限性愈发显得突出:
①、多模发光器件为发光二极管(LED),光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距离小。1000M bit/s带宽传输,可靠距离为255米(m)。100M bit/s带宽传输,可靠距离为2公里(km)。
②、因多模发光器件固有的局限性和多模光纤已有的光学特性限制,多模光纤通信的带宽最大为1000M bit/s。
4、单模光纤通信突破了多模光纤通信的局限:
①、单模光纤通信的带宽大,通常可传100G bit/s以上。实际使用一般分为155M bit/s、1.25G bit/s、2.5G bit/s、10G bit/s。
②、单模发光器件为激光器,光频谱窄、光波纯净、光传输色散小,传输距离远。单模激光器又分为FP、DFB、CWDM三种。FP激光器通常可传输60公里(km),DFB和CWDM激光器通常可传输100公里(km)。

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