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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,。

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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(hù)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(hù)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(hù)套,,除了起到保護(hù)作用,,不同顏色的外護(hù)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(dāng)直徑較小時,,只允許一個方向的光通過,即為單模光纖,;當(dāng)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(yuǎn)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(dǎo)致信號的畸變,。

光纖色散分為材料色散,波導(dǎo)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(dǎo)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(dāng)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(xì),,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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)波長分別為850nm和1300nm。還有一種新的多模光纖標(biāo)準(zhǔn),,稱為WBMMF(寬帶多模光纖),,它使用的波長在850nm到953nm之間。

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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(yuǎn)。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(jìn)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(yuǎn)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(yīng)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(yīng)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(fù)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(shè)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(yuǎn),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(yīng)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(chǔ)器件研發(fā),、制造,、銷售與服務(wù)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(fù)用器,,光分路器等三大核心光無源基礎(chǔ)器件,廣泛應(yīng)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(lǐng)域。


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