單模光纖與多模光纖的區(qū)別與應(yīng)用

單模光纖與多模光纖的區(qū)別與應(yīng)用

與其他技術(shù)相比，光纖傳輸數(shù)據(jù)的速度更快，距離更遠(yuǎn)，使其成為當(dāng)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)。因此，光纖廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、電信和企業(yè)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

在光纖電纜的安裝過(guò)程中，有許多關(guān)鍵的決定，選擇單?；蚨嗄Ｊ瞧渲兄?。這種選擇將對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、距離和預(yù)算產(chǎn)生重大影響。因此，充分了解這兩種光纖電纜之間的差異至關(guān)重要。

單模和多模光纖電纜之間的主要區(qū)別在于，在單模光纖電纜中，光線僅通過(guò)一條路徑傳播。而在多模光纖中，多條光線同時(shí)通過(guò)波導(dǎo)傳播。但，單模光纖的纖芯直徑比多模光纖小。下面讓我們來(lái)更好地了解它們。

單模光纖

如果纖芯很小，只有0°入射角的光線才能穩(wěn)定地通過(guò)光纖長(zhǎng)度而沒有太大損耗，則稱為單模光纖。在這種情況下，纖芯到包層的直徑為9至125微米。

光纖由三部分組成：纖芯、包層、涂層或緩沖層。芯型單模光纖中心緊密，由單根光纖束組成。從光源發(fā)出的光往往會(huì)穿過(guò)這個(gè)特定部分。因此，需要像激光一樣尖銳、聚焦的光束作為小直徑纖芯的光源。眾所周知，單模光纖由于僅傳輸一條光線而具有最小的信號(hào)失真。

多模光纖

在多模光纖中，多條光線同時(shí)通過(guò)光纖傳播。然而，每條光線在傳輸過(guò)程中都會(huì)以特定的角度反射。在多模光纖的情況下，纖芯到包層的直徑為50-62.5至125微米。核心的直徑足夠大，可以讓多條光線穿過(guò)它，并使用LED作為光源。在多模光纖的情況下，隨著光穿過(guò)纖芯時(shí)產(chǎn)生的光反射數(shù)量增加，其能夠在給定時(shí)間傳輸更多數(shù)據(jù)。

單模光纖與多模光纖的區(qū)別

單模光纖的纖芯直徑比多模光纖小得多。前者的纖芯直徑為9μm，而多模光纖的纖芯直徑通常在50μm至62.5μm之間。這使得多模光纖電纜具有更強(qiáng)的“聚光”能力，并簡(jiǎn)化連接。由于纖芯直徑較大，其衰減比單模光纖更大。單模電纜的纖芯非常窄。因此，穿過(guò)這些光纜的光不會(huì)被頻繁反射，從而將衰減保持在最低限度。

像垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs)和發(fā)光二極管(led)這樣的低成本光源，工作波長(zhǎng)為850納米和1300納米，由于其芯尺寸大，通常用于多模光纖電纜。另一方面，單模光纖通常使用激光器或激光二極管來(lái)產(chǎn)生注入電纜的光。最常用的單模光纖波長(zhǎng)是1310 nm和1550 nm。

多模光纖的帶寬受到其光模式的限制。相反，理論上，單模光纖具有無(wú)限的帶寬，因?yàn)槠湟淮沃辉试S一種光模通過(guò)。因此，其是當(dāng)今快節(jié)奏環(huán)境中的廣泛首選。這兩種光纖類型在帶寬方面的功能截然不同。單模光纜利用明亮、強(qiáng)的光源，衰減較低。在多模光纖的情況下，亮度較低，衰減較高。大多數(shù)用戶顯然需要更高的帶寬和不間斷的體驗(yàn)，這使得單模光纖占據(jù)了上風(fēng)。

根據(jù)電信行業(yè)協(xié)會(huì)TIA-598-C光纖電纜顏色編碼的標(biāo)準(zhǔn)定義，非軍事應(yīng)用的單模電纜涂有黃色外護(hù)套，多模光纖則涂有橙色或水綠色護(hù)套。

電子器件及其光輸出能力決定了光纖電纜的傳輸距離，而單模光纖在這方面也被證明具有優(yōu)越性，并且能夠進(jìn)行短距離和遠(yuǎn)距離傳輸。而且，其傳輸不受分辨率質(zhì)量或單一帶寬的影響。其中大多數(shù)可以通過(guò)單模光纖電纜中繼長(zhǎng)達(dá)10公里。另一方面，由于其電纜等級(jí)，多模光纖電纜的最大范圍往往在300至550米之間。

由于多模光纖支持多種光模，且纖芯尺寸較大，其光纖距離受到模態(tài)色散的限制，這在多模階躍折射率光纖中是很常見的現(xiàn)象。單模光纖不會(huì)發(fā)生這種情況。

所涉及的費(fèi)用是做出任何購(gòu)買決定時(shí)要考慮的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)然，都是希望選擇能夠以實(shí)惠的價(jià)格提供最佳結(jié)果的選項(xiàng)。目前，單模光纖比多模光纖具有成本優(yōu)勢(shì)。雖然其具有更復(fù)雜的光學(xué)處理器和更強(qiáng)的光源，但由于其制造效率，單模光纖電纜的價(jià)格比多模電纜更低。事實(shí)上，平均而言，單模光纖比多模光纖節(jié)省了30%。

然而，考慮到大多數(shù)光纖系統(tǒng)都使用收發(fā)器，負(fù)責(zé)將發(fā)射器和接收器組合成單個(gè)光纖技術(shù)模塊，以便在光網(wǎng)絡(luò)上接收和發(fā)送，這一點(diǎn)也很重要。目前，多模收發(fā)器的價(jià)格比單模收發(fā)器低兩到三倍。

總結(jié)

當(dāng)多個(gè)模式或光路沿著多模光纖電纜傳播時(shí)，其可以在短距離內(nèi)提供高帶寬。脈沖發(fā)出的所有光在單模光纖中以幾乎相同的速度傳播，并在大約相同的時(shí)間到達(dá)，因此不存在多模光纖中的模態(tài)色散效應(yīng)。其能夠支持更高的帶寬水平，并且在更遠(yuǎn)的距離上信號(hào)損失更少，非常適合從遠(yuǎn)程辦公室到校園的長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸應(yīng)用。然而，由于多模光纖具有多個(gè)光路，因此非常適合在短距離范圍內(nèi)需要高帶寬的項(xiàng)目。所以，應(yīng)根據(jù)自身具體需求和預(yù)算限制，為項(xiàng)目選擇理想的光纖電纜。

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