APP
根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T建議規(guī)范，單模光纖可以分為G.652（色散非位移單模光纖）、G.653（色散位移光纖）、G.654（截止波長(zhǎng)位移光纖）、G.655（非零色散位移光纖）、G.656（低斜率非零色散位移光纖）和G.657（耐彎光纖）單模光纖六種類(lèi)型，其中G.652和G.655單模光纖是最常見(jiàn)的光纖類(lèi)型。
單模光纖相比于多模光纖可支持更長(zhǎng)傳輸距離，在100Mbps的以太網(wǎng)以至1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過(guò)5000m的傳輸距離。
簡(jiǎn)介
"單模光纖" 在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中的解釋?zhuān)阂话鉽小于2.405時(shí),光纖中 就只有一個(gè)波峰通過(guò),故稱為單模光纖,它的芯子很細(xì),約為8一10微米,模式色散很小.影響光纖傳輸帶寬度的主要因素是各種色散,而以模式色散最為重要,單模光纖的色散小,故能把光以很寬的頻帶傳輸很長(zhǎng)距離。
單模光纖具備10 micron的芯直徑，可容許單模光束傳輸，可減除頻寬及振模色散(Modal dispersion)的限制，但由于單模光纖芯徑太小，較難控制光束傳輸，故需要極為昂貴的激光作為光源體，而單模光纜的主要限制在于材料色散(Material dispersion)，單模光纜主要利用激光才能獲得高頻寬，而由于LED會(huì)發(fā)放大量不同頻寬的光源，所以材料色散要求非常重要。
單模光纖相比于多模光纖可支持更長(zhǎng)傳輸距離，在100Mbps的以太網(wǎng)以至1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過(guò)5000m的傳輸距離。
從成本角度考慮，由于光端機(jī)非常昂貴，故采用單模光纖的成本會(huì)比多模光纖電纜的成本高。
單模光纖（SingleModeFiber, SMF）
折射率分布和突變型光纖相似，纖芯直徑只有8~10 μm，光線以直線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播。因?yàn)檫@種光纖只能傳輸一個(gè)模式（兩個(gè)偏振態(tài)簡(jiǎn)并），所以稱為單模光纖，其信號(hào)畸變很小。
分類(lèi)
652單模光纖
滿足ITU-T.G.652要求的單模光纖，常稱為非色散位移光纖，其零色散位于1.3um窗口低損耗區(qū)，工作波長(zhǎng)為1310nm（損耗為0.36dB/km）。我國(guó)已敷設(shè)的光纖光纜絕大多數(shù) 是這類(lèi)光纖。隨著光纖光纜工業(yè)和半導(dǎo)體激光技術(shù)的成功推進(jìn)，光纖線路的工作波長(zhǎng)可轉(zhuǎn)移到更低損耗（0.22dB/km）的1550nm光纖窗口。
653單模光纖
滿足ITU-T.G.653要求的單模光纖，常稱色散位移光纖（DSF=Dispersion Shifled Fiber），其零色散波長(zhǎng)移位到損耗極低的1550nm處。這種光纖在有些國(guó)家，特別在日本被推廣使用，我國(guó)京九干線上也有所采納。美國(guó)AT&T早期發(fā)現(xiàn)DSF的嚴(yán)重不足，在1550nm附近低色散區(qū)存在有害的四波混頻等光纖非線性效應(yīng)，阻礙光纖放大器在1550nm窗口的應(yīng)用。但在日本，將色散補(bǔ)償技術(shù)*用于G.653單模光纖線路，仍可解決問(wèn)題，而且未見(jiàn)有日本的G.655光纖，似屬個(gè)謎。
655單模光纖
滿足ITU-T.G.655要求的單模光纖，常稱非零色散位移光纖或NZDSF（=NonZero Dispersion Shifted Fiber）。屬于色散位移光纖，不過(guò)在1550nm處色散不是零值（按ITU-T.G.655規(guī)定，在波長(zhǎng)1530-1565nm范圍對(duì)應(yīng)的色散值為0.1-6.0ps/nm*km），用以平衡四波混頻等非線性效應(yīng)。商品光纖有如AT&T的TrueWave光纖，Corning的SMF-LS光纖（其零色散波長(zhǎng)典型值為1567.5nm，零色散典型值為0.07ps/nm2*km）以及Corning的LEAF光纖。我國(guó)的"大寶實(shí)"光纖等。
主要區(qū)別
這些都是ITU給光纖規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)種類(lèi)：
G.651是多模光纖。
G.652是常規(guī)單模光纖，零色散點(diǎn)在1300nm，此點(diǎn)色散最小；同時(shí)根據(jù)PMD又分為G. 652A、B、C、D四種。
G. 653是色散位移光纖（DSF），以1550nm為零色散點(diǎn)，原理是通過(guò)波導(dǎo)色散進(jìn)行色散平移，使低損耗與零色散在同一工作波長(zhǎng)上。但同時(shí)零色散不利于多信道WDM傳輸，因?yàn)楫?dāng)復(fù)用的信道數(shù)較多時(shí)，信道間距較小，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一種稱為四波混頻（FWM）的非線性光學(xué)效應(yīng)，這種效應(yīng)使兩個(gè)或三個(gè)傳輸波長(zhǎng)混合，產(chǎn)生新的、有害的頻率分量，導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_。如果光纖線路的色散為零，F(xiàn)WM的干擾就會(huì)十分嚴(yán)重；如果有微量色散，F(xiàn)WM干擾反而會(huì)減小，針對(duì)這一現(xiàn)像，科學(xué)家們研制了一種新型光纖，NZ-DSF。
G. 654光纖是超低損耗光纖，主要用于跨洋光纜，其纖芯是純二氧化硅，而普通的光纖纖芯要摻鍺。在1550nm附近的損耗最小，僅為0.185dB/km，但在此區(qū)域色散比較大，約17～20 ps/〔nm*km〕，在1300nm波長(zhǎng)區(qū)域色散則為零。
G. 655光纖是非零色散位移光纖（NZ-DSF），分655A、B、C，主要特點(diǎn)是1550nm的色散接近零，但不是零。是一種改進(jìn)的色散位移光纖，以抑制四波混頻。
G. 656光纖是未來(lái)導(dǎo)向光纖，G656的工作波長(zhǎng)明顯增大，包括S，C和L波段（1460到1625nm）。
G.657光纖，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T于2006年12月發(fā)布了《接入網(wǎng)用彎曲損耗不敏感單模光纖和光纜的特性》的標(biāo)準(zhǔn)建議，即G.657光纖標(biāo)準(zhǔn)。G.657光纖劃分成了A大類(lèi)和B大類(lèi)光纖，同時(shí)按照最小可彎曲半徑的原則，將彎曲等級(jí)分為1，2，3三個(gè)等級(jí)，其中1對(duì)應(yīng)10mm最小彎曲半徑，2對(duì)應(yīng)7.5mm最小彎曲半徑，3對(duì)應(yīng)5mm最小彎曲半徑。結(jié)合這兩個(gè)原則，將G.657光纖分為了四個(gè)子類(lèi)，G.657.A1、G.657.A2、G.657.B2和G.657.B3。
參數(shù)對(duì)比
| 技術(shù)參數(shù) | G.655 | G.652 | |
| 工作波長(zhǎng)(nm) | 1530-1565 | 1310 | 1550 |
| 衰減(dB/km) | ≤0.22 | ≤0.36 | ≤0.22 |
| 零色散波長(zhǎng)(nm) | 1300-1324 | ||
| 零色散斜率(ps/nm2*km) | 0.045-0.1 | 0.093 | |
| 色散(ps/nm* km) | 1≤|D|≤6 | 3.5 | 18 |
| 色散范圍(nm) | 1530-1565 | 1288-1339 | 1550 |
| 偏振模色散(ps/√km) | 單盤(pán)：≤0.125 鏈路（≥20盤(pán)光纜）：≤0.10 | 單盤(pán)：≤0.20 鏈路（≥20盤(pán)光纜）：≤0.15 | |
| 光有效面積(?m2) | 55-85 | 80 | |
| 模場(chǎng)直徑(?m) | 8.0 ～ 11.0 | 8.8 ～ 9.5 | 10.5 |
| 彎曲特性(dB) | 1.0 | 0.5 | 0.5 |
從表中參數(shù)可以看出，兩種光纖的衰減系數(shù)并沒(méi)有太大差異，G.652 光纖的色散系數(shù)在1550nm 波長(zhǎng)為18ps/nm*km，當(dāng)傳輸10Gb/s 的TDM 和WDM 系統(tǒng)時(shí)，為了增加中繼距離，需要介入具有負(fù)色散系數(shù)的光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償。G.655 光纖1530-1560nm 波長(zhǎng)區(qū)色散通常為1.0-6ps/nm*km，傳輸相同的10Gb/s 系統(tǒng)時(shí)，因色散很低，勿需采取色散補(bǔ)償措施;但G.655 光纖因在1550nm 處色散較小,其非線性效應(yīng)比G.652 光纖大；G.652與G.655 光纖的PMD 建議指標(biāo)相同，實(shí)際測(cè)試時(shí)，G.655 光纖 PMD 指標(biāo)小于G.652光纖。目前G.655 光纖的價(jià)格較高，其市場(chǎng)價(jià)格約為G.652光纖的1 倍。兩種光纖的工程應(yīng)用列于下表。
idth="569" log-set-param="table_view">| middle" width="120" align="left"> 采用光纖類(lèi)型 | 傳輸2.5Gb/s TDM 和WDM 系統(tǒng) | 傳輸10Gb/s TDM 和WDM 系統(tǒng) |
| G.652 | 滿足 | 滿足， 但需采取色散補(bǔ)償措施 |
| G.655 | 滿足 | 滿足 |
表中比較表明，對(duì)于傳輸2.5Gb/s 的TDM 和WDM 系統(tǒng)，兩種光纖均能滿足。對(duì)于傳輸10Gb/s 的TDM 和WDM 系統(tǒng)時(shí)，G.652 光纖需采取色散補(bǔ)償措施，并需要對(duì)已敷設(shè)的光纜進(jìn)行PMD 測(cè)試，在滿足要求的前提下，才可開(kāi)通基于10Gb/s 的傳輸系統(tǒng)。G.655 光纖不需頻繁采取色散補(bǔ)償措施，但光纖價(jià)格偏高。
研制歷程
1980年，國(guó)際上，包括中國(guó)學(xué)者都在討論單模光纖與多模光纖到底哪種更好時(shí)，上?？萍即髮W(xué)黃宏嘉院士認(rèn)識(shí)到長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖具有損耗低、色散小等優(yōu)點(diǎn)，是遠(yuǎn)距離大容量 通信 系統(tǒng) 的理想介質(zhì)。以黃宏嘉院士為首的研究小組于1979年提出開(kāi)展單模光纖研究的建議。該建議得到了上海市科委的支持，并將“單模光纖研究”列為上海市重點(diǎn)科研項(xiàng)目。
至1982年5月進(jìn)行了研究工作的第二階段。以上?？拼笈c上海石英玻璃廠協(xié)作，得到了電子23所的支持和合作。于1982年5月由上海市科委主持了由中國(guó)9個(gè)單位24名專(zhuān)家參加的鑒定工作。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，“此次單模光纖科研工作是基礎(chǔ)性和開(kāi)拓性的，不僅填補(bǔ)了中國(guó)在這個(gè)重要研究領(lǐng)域的空白，而且是以較快的速度趕上國(guó)際水平?！?/p>
單模光纖的研制歷程是一個(gè)技術(shù)不斷突破與創(chuàng)新的過(guò)程，以下是其主要的研制歷程：
一、理論提出與初步研發(fā)
1966年：華裔科學(xué)家高錕發(fā)表了具有歷史意義的論文，分析了造成光纖傳輸損耗的主要原因，從理論上闡述了有可能把損耗降低到20dB/km的見(jiàn)解，并提出這樣的光纖將可用于通信。這為單模光纖的研制奠定了理論基礎(chǔ)。
1970年：美國(guó)康寧公司成功拉出了損耗為20dB/km的光纖，證明了光纖作為通信介質(zhì)的可能性。雖然此時(shí)的光纖可能并非單模光纖，但這一成就為后續(xù)的單模光纖研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
二、單模光纖的研制成功
1980年左右：為了克服多模光纖在傳輸過(guò)程中存在的模式噪聲問(wèn)題，人們開(kāi)始研制單模光纖。單模光纖的設(shè)計(jì)思想是只傳輸一個(gè)模式的光，從而避免了模式噪聲的發(fā)生。在這一時(shí)期，成功研制出了零色散點(diǎn)在1.31μm的單模光纖，這被認(rèn)為是單模光纖研制成功的重要標(biāo)志。
1982年：隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增加，全球開(kāi)始大量建設(shè)G.652單模光纖長(zhǎng)途工程。單模光纖的市場(chǎng)需求大增，刺激了大規(guī)模生產(chǎn)。這一時(shí)期，各大光纖制造商不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高光纖性能。
三、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)與標(biāo)準(zhǔn)的制定
1973-1977年：世界各大光纖制造商開(kāi)發(fā)了各種先進(jìn)的預(yù)制棒生產(chǎn)工藝，如康寧的OVD技術(shù)、日本的VAD技術(shù)等。這些技術(shù)的出現(xiàn)為單模光纖的大規(guī)模生產(chǎn)提供了有力支持。
1984年：第三窗口（1550nm）開(kāi)始啟用，這進(jìn)一步拓寬了單模光纖的應(yīng)用范圍。同年，國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（CCITT）發(fā)布了G.651和G.652標(biāo)準(zhǔn)，為單模光纖的規(guī)范化生產(chǎn)和使用提供了指導(dǎo)。
1985年：G.652光纖在1310nm和1550nm波長(zhǎng)的損耗分別達(dá)到0.35dB/km和0.21dB/km，這標(biāo)志著單模光纖的性能已經(jīng)達(dá)到了較高水平。
四、后續(xù)發(fā)展與應(yīng)用
1990年代：隨著摻鉺光纖放大器（EDFA）的商用化，密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)被提上議事日程。這為單模光纖在高速、大容量通信系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了有力支持。
至今：?jiǎn)文９饫w已經(jīng)成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)途通信、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的增加，單模光纖的性能還在不斷提升和完善。
綜上所述，單模光纖的研制歷程是一個(gè)從理論提出到實(shí)踐驗(yàn)證、從初步研發(fā)到大規(guī)模生產(chǎn)、從生產(chǎn)工藝改進(jìn)到標(biāo)準(zhǔn)制定的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家們和工程師們不斷克服技術(shù)難題、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)了單模光纖的廣泛應(yīng)用和普及。
特性參數(shù)
①衰耗系數(shù)a：其規(guī)定與物理含義與多模光纖完全相同，在此不多敘述。
②色散系數(shù)D(λ)：我們已經(jīng)知道，光纖的色散可以分為三大部分即模式色散、材料色散與波導(dǎo)色散。而對(duì)于單模光纖而言，由于實(shí)現(xiàn)了單模傳輸所以不存在模式色散的問(wèn)題，故其色散主要表現(xiàn)為材料色散與波導(dǎo)色散（統(tǒng)稱模內(nèi)色散）。綜合考慮單模光纖的材料色散與波導(dǎo)色散，統(tǒng)稱色散系數(shù)。色散系數(shù)可以這樣理解：每公里的光纖由于單位譜寬所引起的脈沖展寬值。因此，L公里光纖由色散引起的脈沖展寬值為：σ=δλ·D（λ）·L（2.17）其中：δλ為光源譜寬σ為根均方展寬值色散系數(shù)越小越好。光纖的色散系數(shù)越小，就意味著其帶寬系數(shù)越大即傳輸容量越大。例如CCITT建議在波長(zhǎng)1.31微米處單模光纖的色散系數(shù)應(yīng)小于3.5ps/km.nm。經(jīng)過(guò)計(jì)算，其帶寬系數(shù)在25000MHz·km以上，是多模光纖的60多倍（多模光纖的帶寬系數(shù)一般在1000MHz·km以下）。
③模場(chǎng)直徑d：模場(chǎng)直徑表征單模光纖集中光能量的程度。由于單模光纖中只有基模在進(jìn)行傳輸，因此粗略地講，模場(chǎng)直徑就是在單模光纖的接收端面上基模光斑的直徑（實(shí)際上基模光斑并沒(méi)有明顯的邊界）?？梢詷O其粗略地認(rèn)為（很不嚴(yán)格的說(shuō)法），模場(chǎng)直徑d和單模光纖的纖芯直徑相近。
④截止波長(zhǎng)λc：我們知道，當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸，即在光纖中僅有基模在傳輸，其余的高次模全部截止。也就是說(shuō)，除了光纖的參量如纖芯半徑，數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長(zhǎng)大于某個(gè)數(shù)值，即λ≥λc，這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長(zhǎng)。因此，截止波長(zhǎng)λc的含義是，能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL(zhǎng)。也就是說(shuō)，盡管其它條件皆滿足，但如果光波波長(zhǎng)不大于單模光纖的截止波長(zhǎng)，仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。
5、回?fù)p---ReturnLoss：反射損耗又稱為回波損耗，它是指出光端，后向反射光相對(duì)輸入光的比率的分貝數(shù)，回波損耗愈大愈好，以減少反射光對(duì)光源和系統(tǒng)的影響。
單模傳輸設(shè)備所采用的光器件是LD，通常按波長(zhǎng)可分為1310nm和1550nm兩個(gè)波長(zhǎng)，按輸出功率可分為普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反饋光器件）。單模光纖傳輸所用的光纖最普遍的是G.652，其線徑為9微米。
光纖波長(zhǎng)
1310nm波長(zhǎng)的光在G.652光纖上傳輸時(shí)，決定其傳輸距離限制的是衰減因數(shù)；因?yàn)樵?310nm波長(zhǎng)下，光纖的材料色散與結(jié)構(gòu)色散相互抵消總的色散為0，在1310nm波長(zhǎng)上有微小振幅的光信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶傳輸。
1550nm波長(zhǎng)的光在G.652光纖上傳輸時(shí)衰減因數(shù)很小，單純從衰減因數(shù)考慮，1550nm波長(zhǎng)的光在相同的光功率下傳輸?shù)木嚯x大于1310nm波長(zhǎng)的光下的傳輸?shù)木嚯x，但是實(shí)際情況并非如此，單模光纖帶寬B與色散因數(shù)D的關(guān)系為：B=132.5/（Dl*D*L）GHz
其中L為光纖的長(zhǎng)度，Dl為譜線寬度，對(duì)于1550nm波長(zhǎng)的光，其色散因數(shù)如表3為20ps/(nm.km)，假設(shè)其光譜寬度等于1nm，傳輸距離為L(zhǎng)=50公里，則有：B=132.5/（D*L）GHz=132.5MHz
應(yīng)用情況
1）簡(jiǎn)介
由于現(xiàn)在的光纖多采用塑料做纖芯。成本已經(jīng)很低了。例如市場(chǎng)上出售的四芯單模光纖就只有2～3元/米
而單模/多模光纖收發(fā)器的價(jià)格也在300～500之間。所以它的應(yīng)用成本很低。，
過(guò)去我們?cè)诮ㄔO(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是局域網(wǎng)只用雙絞線，只有高速連接互聯(lián)網(wǎng)時(shí)才用到光纖，有些企業(yè)或是廠礦局域網(wǎng)的范圍很大，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求更高，在這里我們就建議使用光纖了，使用光纖的成本不比使用達(dá)標(biāo)的超五類(lèi)雙絞線高多少。而且不必?fù)?dān)心雷擊，不用考慮局域網(wǎng)的有效距離，大家可以在以后的工作中參考使用。
相關(guān)閱讀：《光纖連網(wǎng)離你不遠(yuǎn),實(shí)例講解光纖局域網(wǎng)應(yīng)用》
2）產(chǎn)品選用指南
單模光纖的芯線標(biāo)稱直徑規(guī)格為（8～10）μm/125μm。規(guī)格（芯數(shù)）有2、4、6、8、12、16、20、24、36、48、60、72、84、96芯等。線纜外護(hù)層材料有普通型；普通阻燃性；低煙無(wú)鹵型；低煙無(wú)鹵阻燃型。
當(dāng)用戶對(duì)系統(tǒng)有保密要求，不允許信號(hào)往外發(fā)射時(shí)，或系統(tǒng)發(fā)射指標(biāo)不能滿足規(guī)定時(shí)，應(yīng)采用屏蔽銅芯對(duì)絞電纜和屏蔽配線設(shè)備，或采用光纜系統(tǒng)。
3)施工、安裝要點(diǎn)
由于光纖的纖芯是石英玻璃的，極易弄斷，因此在施工彎曲時(shí)，決不允許超過(guò)最小的彎曲半徑。其次，光纖的抗拉強(qiáng)度比電纜小，因此在操作光纜時(shí)，不允許超過(guò)各種類(lèi)型光纜抗拉強(qiáng)度。在光纜敷設(shè)好以后，在設(shè)備間和樓層配線間將光纜捆接在一起，然后才進(jìn)行光纖連接。可以利用光纖端接裝置(OUT)、光纖耦合器、光纖連接器面板來(lái)建立模組化的連接。當(dāng)敷設(shè)光纜工作完成，以及在應(yīng)有的位置上建立互連模組以后，就可以將光纖連接器加到光纖末端上，并建立光纖連接。
其他參見(jiàn)《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》GB/T 50312－2000和《建筑及建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》CECS 89:97中要求。
區(qū)別
1、 單模傳輸距離遠(yuǎn)
2、 多模傳輸帶寬大
3、 單模不會(huì)發(fā)生色散，質(zhì)量可靠
4、 單模通常使用激光作為光源，貴，而多模通常用便宜的LED
5、 單模價(jià)格比較高
6、 多模價(jià)格便宜，近距離傳輸可以
和多模光纖區(qū)別
單模光纖和多模光纖在多個(gè)方面存在明顯的區(qū)別，這些區(qū)別主要體現(xiàn)在芯徑、光源、傳輸特性、物理特性、應(yīng)用場(chǎng)景以及成本與制造等方面。以下是對(duì)這些區(qū)別的詳細(xì)歸納：
一、芯徑與包層直徑
單模光纖：芯徑較小，一般為8~10微米（也有說(shuō)法認(rèn)為其芯徑為9微米），包層直徑通常為125微米。這種細(xì)小的芯徑使得單模光纖只能傳輸一個(gè)模式的光線。
多模光纖：芯徑較大，通常為50或62.5微米，同樣具有125微米的包層直徑。較大的芯徑使得多模光纖能夠同時(shí)傳輸多個(gè)模式的光線。
二、光源
單模光纖：通常采用激光器或激光二極管作為光源。激光光源能產(chǎn)生單一模式的光，具備高亮度、高功率等優(yōu)勢(shì)，適用于長(zhǎng)距離、高速數(shù)據(jù)傳輸。
多模光纖：則通常采用LED或垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）作為光源。這些光源能產(chǎn)生多個(gè)模式的光，光較為分散，適用于短距離、低速數(shù)據(jù)傳輸。
三、傳輸特性
傳輸距離：單模光纖的傳輸距離較長(zhǎng)，一般可達(dá)數(shù)十公里或數(shù)百公里，適用于長(zhǎng)距離通信和數(shù)據(jù)傳輸。而多模光纖的傳輸距離相對(duì)較短，一般只能傳輸幾公里或幾百米，適合短距離傳輸如局域網(wǎng)等。
傳輸帶寬：單模光纖的傳輸帶寬較大，可以傳輸更多的信息，適用于高速數(shù)據(jù)傳輸、寬帶通信等場(chǎng)景。多模光纖的傳輸帶寬較小，容易受到衰減、模式間干擾等因素的影響。
色散與模態(tài)色散：單模光纖幾乎不存在色散問(wèn)題，因此其帶寬較寬。而多模光纖存在多模態(tài)色散，這限制了其有效傳輸距離和帶寬。
四、物理特性
彎曲半徑：單模光纖的彎曲半徑較小，一般小于5mm，因?yàn)槠湫緩叫?，在彎曲時(shí)形變較小，不會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量產(chǎn)生太大影響。而多模光纖的彎曲半徑較大，一般大于10mm。
拉力：單模光纖能承受的拉力較大，一般在10N左右，而多模光纖能承受的拉力較小，一般在5N左右。
五、應(yīng)用場(chǎng)景
單模光纖：主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離通信和數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，如城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等。其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸帶寬大、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)使得它成為這些領(lǐng)域的首選。
多模光纖：適用于短距離傳輸、光傳感器系統(tǒng)和顯示器連接等場(chǎng)合。例如，它可以用于本地區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（LAN）、家庭網(wǎng)絡(luò)、光傳感器系統(tǒng)以及連接計(jì)算機(jī)和顯示器之間的視頻傳輸?shù)取?/p>
六、成本與制造
制造成本：多模光纖的制造成本相對(duì)較低，因?yàn)槠湫緩酱?，制造工藝相?duì)簡(jiǎn)單。而單模光纖的制造成本較高，但其具有更高的傳輸速率和更遠(yuǎn)的傳輸距離，適用于特定的高端應(yīng)用場(chǎng)景。
設(shè)備成本：雖然單模光纖本身價(jià)格可能低于多模光纖，但與之配套的光端設(shè)備價(jià)格較高。而多模光纖的設(shè)備相對(duì)便宜，因此從整體系統(tǒng)成本來(lái)看，多模光纖的成本可能更低。
綜上所述，單模光纖和多模光纖在多個(gè)方面存在顯著差異。了解這些區(qū)別有助于根據(jù)具體需求選擇合適的光纖傳輸介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)更高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
收發(fā)器
單模光纖收發(fā)器是一種將電信號(hào)和光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的設(shè)備，主要用于遠(yuǎn)距離傳輸。以下是對(duì)單模光纖收發(fā)器的詳細(xì)介紹：
一、定義與分類(lèi)
定義：單模光纖收發(fā)器是針對(duì)單模光纖設(shè)計(jì)的，能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，或?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在光纖中的傳輸。
分類(lèi)：
按速率：可分為單10M、100M的光纖收發(fā)器、10/100M自適應(yīng)的光纖收發(fā)器和1000M光纖收發(fā)器。
按結(jié)構(gòu)：可分為桌面式（獨(dú)立式）光纖收發(fā)器和機(jī)架式光纖收發(fā)器。
按光纖數(shù)量：可分為單纖光纖收發(fā)器和雙纖光纖收發(fā)器。
按網(wǎng)管：可分為網(wǎng)管型光纖收發(fā)器和非網(wǎng)管型光纖收發(fā)器。
二、工作原理
單模光纖收發(fā)器的工作原理是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)單模光纖進(jìn)行傳輸，再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，它由發(fā)送端和接收端兩部分組成。發(fā)送端負(fù)責(zé)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)單模光纖進(jìn)行傳輸；接收端則負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸出到接收設(shè)備中。這一過(guò)程中，涉及到激光器、調(diào)制器、光纖接口、光電探測(cè)器、放大器、解調(diào)器等多個(gè)組件的協(xié)同工作。
三、特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
長(zhǎng)距離傳輸：由于單模光纖的損耗較低，單模光纖收發(fā)器能夠支持更遠(yuǎn)的傳輸距離，從幾十公里甚至到上百公里以上，適用于長(zhǎng)距離的通信需求。
高速傳輸：單模光纖的帶寬更高，信號(hào)衰減小，抗干擾能力強(qiáng)，因此適合高速數(shù)據(jù)傳輸。支持從百兆到千兆，乃至10G以上的傳輸速率。
環(huán)境適應(yīng)性：單模光纖收發(fā)器通常具有耐用設(shè)計(jì)，能夠適應(yīng)各種溫度和濕度條件，確保在各種環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。
即插即用：單模光纖收發(fā)器便于安裝和維護(hù)，無(wú)需額外配置，即插即用，降低了使用難度和成本。
四、應(yīng)用場(chǎng)景
單模光纖收發(fā)器廣泛應(yīng)用于需要長(zhǎng)距離、高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)景，如：
廣域網(wǎng)：用于連接不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)，如不同城市或國(guó)家之間的通信。
城域網(wǎng)：在城市范圍內(nèi)，用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)中心。
校園網(wǎng)或企業(yè)園區(qū)網(wǎng)：在大型園區(qū)或校園內(nèi)，用于連接不同樓宇之間的網(wǎng)絡(luò)。
光纖到戶（FTTH）：在光纖到戶的最后階段，用于戶內(nèi)與戶外光纖網(wǎng)絡(luò)的連接。
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)：實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)中心間的高速數(shù)據(jù)交換，提高資源共享效率。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)：長(zhǎng)距離監(jiān)控視頻信號(hào)的傳輸。
科研與教育：滿足高等教育和科研機(jī)構(gòu)的大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸需求。
五、選購(gòu)與配置建議
在選擇單模光纖收發(fā)器時(shí)，需要考慮的因素包括傳輸距離、數(shù)據(jù)速率、工作波長(zhǎng)（常見(jiàn)的有1310nm和1550nm）、電源類(lèi)型（如PoE或直流電源）、防護(hù)等級(jí)等。正確的選擇和配置可以確保光纖網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和高效性。
綜上所述，單模光纖收發(fā)器是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的組成部分，它通過(guò)提供可靠的光電轉(zhuǎn)換功能，確保了信息在遠(yuǎn)距離、高速率傳輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和完整性。
內(nèi)容來(lái)自百科網(wǎng)