单模光纤和多模光纤的区别是什么?

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单模光纤和多模光纤的区别是什么?

光纤是一种由挤压的玻璃或塑料制成的柔韧的透明纤维,略粗于人的头发。光纤是两端传输光最常用的一种手段,并广泛地应用于光纤通信中。光纤有着比有线电缆更长的传输距离和更高的带宽。光纤通常由低折射率的透明纤芯和透明包层材料组成。光纤作为光波导体,使光在纤芯内发生全反射的现象。

按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。支持的多种传播路径或横向模式的光纤被称为多模光纤(MMF),而支持单一模式的被称为单模光纤(SMF)。但单模光纤和多模光纤有什么区别呢?

单模光纤和多模光纤的区别是什么?

一、什么是单模光纤?

在光纤通信中,单模光纤(SMF)是一种在横向模式直接传输光信号的光纤,中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm),并且只能够传输一个模式的信号波。单模光纤因为只沿着直线进行传播,无反射,所以不存在模式色散,使得单模光纤的传输频带很宽,单模光纤运行100M/s或1 G/s的数据速率,传输距离可以达到至少5公里,因而适用于主干、大容量、长距离的信号传输。

二、什么是多模光纤?

多模光纤(MMF)多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输,多模光纤的纤芯直径为50μm至100μm,有两种类型的折射率:渐变折射率和阶跃折射率。主要用于短距离的光纤通信,如在建筑物内或校园里。在10mbps及100mbps的以太网中,多模光纤最长可支持2000米的传输距离,而在1 G/s千兆网中,多模光纤最高可支持550米的传输距离,在10Gps万兆网中,多模光纤OM3可到300米,OM4可达500米。

三、单模光纤和多模光纤的区别?

1、核心直径

多模和单模光纤之间的主要区别是,前者具有更大的直径,通常是50或62.5µm的纤芯直径,而典型的单模光纤是8和10µm的纤芯直径,两者的包层直径都为125µm。

2、光源

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;

3、带宽

单模光纤传输频带宽、传输距离长,但因其需要激光源,成本较高;多模光纤传输速度低、距离短,但其成本比较低;

4、护套颜色

护套的颜色是用来区分多模光纤跳线和多模光纤跳线一种方式。根据TIA-598C标准定义,非军事用途,单模光纤采用黄色外护套,且多模光纤采用橙色或水绿色外护套。根据不同的类型,一些厂商使用紫色来区分高性能OM4光纤和其他类型光纤。

5、模态色散

单模光纤芯径和色散小,仅允许一种模式传输;多模光纤芯径和色散大,允许上百种模式传输。

6、价格

对于多模光纤可以支持多个光模式,它的价格高于单模光纤。但在设备方面,由于单模光纤通常采用固态激光二极管,因此,单模光纤的设备比多模光纤的设备更昂贵。因此,使用多模光纤的成本远小于使用单模光纤的成本。一句话说就是多模光纤便宜,单模光纤贵。

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题图来自 Unsplash,基于 CC0 协议

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