《電子技術(shù)應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 業(yè)界動態(tài) > 一文了解光纖單模光纖和多模光纖

一文了解光纖單模光纖和多模光纖

2019-10-16
關(guān)鍵詞: 光纖 器件 纖芯

光纖的基本結(jié)構(gòu)是光纖裸纖一般分為三層:纖芯、包層和涂覆層。

14094808263730.jpg

光纖纖芯和包層是由不同折射率的玻璃組成,中心為高折射率玻璃纖芯(摻鍺二氧化硅),中間為低折射率硅玻璃包層(純二氧化硅)。光以一特定的入射角度射入光纖,在光纖和包層間發(fā)生全發(fā)射(由于包層的折射率稍低于纖芯),從而可以在光纖中傳播。

涂覆層的主要作用是保護光纖不受外界的損傷,同時又增加光纖的柔韌性。正如前面所述,纖芯和包層都是玻璃材質(zhì),不能彎曲易碎,涂覆層的使用則起到保護并延長光纖壽命的作用。非裸纖的光纖外面還會加一層外護套,除了起到保護作用,不同顏色的外護套還可以用來區(qū)別各種光纖。

光纖按傳輸模式分為單模光纖(Single Mode Fiber)和多模光纖(Multi Mode Fiber)。光以一特定的入射角度射入光纖,在光纖和包層間發(fā)生全發(fā)射,當直徑較小時,只允許一個方向的光通過,即為單模光纖;當光纖直徑較大時,可以允許光以多個入射角射入并傳播,此時就稱為多模光纖。

光纖的傳輸特性

光纖有兩個主要的傳輸特性:損耗和色散。 光纖的損耗是指光纖每單位長度上的衰減,單位為dB/km。光纖損耗的高低直接影響到光纖通信系統(tǒng)傳輸距離或中繼站間隔距離的遠近。 光纖色散是指由于光纖所傳輸?shù)男盘柺怯刹煌l率成分和不同模式成分所攜帶的,不同頻率成分和不同模式成分的傳輸速度不同,從而導致信號的畸變。

光纖色散分為材料色散,波導色散和模式色散。前兩種色散由于信號不是單一頻率所引起,后一種色散由于信號不是單一模式所引起。信號不是單一模式會引起模式色散。單模光纖只傳單一基模,所以只有材料色散和波導色散,沒有模式色散。而多模光纖則存在模間色散。光纖的色散不僅影響光纖的傳輸容量,也限制了光纖通信系統(tǒng)的中繼距離。

單模光纖(SM Fiber)

單模光纖(Single Mode Fiber),光以一特定的入射角度射入光纖,在光纖和包層間發(fā)生全發(fā)射,當直徑較小時,只允許一個方向的光通過,即為單模光纖;單模光纖的中心玻璃芯很細,芯徑一般為8.5或9.5μm,并在1310和1550nm的波長下工作。

多模光纖(MM Fiber)

多模光纖(Multi Mode Fiber),就是允許有多個導模傳輸?shù)墓饫w。多模光纖的纖芯直徑一般為50μm/62.5μm,由于多模光纖的芯徑較大,可容許不同模式的光于一根光纖上傳輸。多模的標準波長分別為850nm和1300nm。還有一種新的多模光纖標準,稱為WBMMF(寬帶多模光纖),它使用的波長在850nm到953nm之間。

14094835546641.jpg

單模光纖和多模光纖,兩者的包層直徑都為125μm。

單模光纖還是多模光纖?

傳輸距離

單模光纖的直徑較小使反射更加緊密,僅允許一種模式的光傳播,從而使光信號傳播的更遠。隨著光穿過纖芯而產(chǎn)生的光反射數(shù)量減少,降低了衰減并產(chǎn)生了信號進一步傳播。由于其沒有模間色散或模間色散很小,單模光纖可以傳輸40公里甚至更遠的距離而不影響信號,因此單模光纖一般用于長距離的數(shù)據(jù)傳輸,廣泛應用于電信公司、有線電視提供商和高等院校等。

多模光纖具有較大的直徑芯,可以傳播多種模式的光。在多模傳輸下,由于纖芯尺寸較大,模間色散較大,即光信號“擴散”較快。長距離傳輸時信號的質(zhì)量會降低,因此多模光纖通常用于短距離、音頻/視頻應用和局域網(wǎng)(LANs),且OM3/OM4/OM5多模光纖可支持高速率數(shù)據(jù)傳輸。

帶寬、容量

帶寬被定義為承載信息的能力。影響光纖傳輸帶寬度的主要因素是各種色散,而其中的模式色散最為重要,單模光纖的色散小,故能把光以很寬的頻帶傳輸很長距離。由于多模光纖會產(chǎn)生干擾、干涉等復雜問題,因此在帶寬、容量上均不如單模光纖。最新一代的多模光纖帶寬OM5設置為28000MHz/km,而單模光纖帶寬則要大的多。

成本

如果單模光纖具有更高的帶寬,并且傳輸距離更遠,那為何還需要多模光纖?成本或許就是這個問題的關(guān)鍵。由于單模光纖芯徑太小,較難控制光束傳輸,故需要激光作為光源體。由于光端機非常昂貴,故采用單模光纖的成本會比多模光纖光纜的成本高。這一事實促使大多數(shù)數(shù)據(jù)中心使用多模光纖來節(jié)省成本。

選擇哪種模式的光纖,更多的取決于所需要的應用環(huán)境。億源通可提供各種類型的光纖跳線。億源通(HYC)是一家專注于光通信無源基礎器件研發(fā)、制造、銷售與服務于一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司主營產(chǎn)品為:光纖連接器(數(shù)據(jù)中心高密度光連接器),波分復用器,光分路器等三大核心光無源基礎器件,廣泛應用于光纖到戶、4G/5G移動通信、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、國防通信等領域。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。