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光纤单模和多模的区分

作者:李龙明
2020-02-22
知识

一、单模光纤和多模光纤的区别,以及作用是什么

单模光纤和多模光纤的区别:

1、从作用上来讲,多模光纤可以传输多种模式的光;单模光纤只能传输一种模式的光。

2、从外观上来讲,多模光纤中间芯线较粗,单模光纤中间芯线较细,只是两种相对而言,多模的是50微米,单模的是10微米。

3、多模光纤传输的距离比较近,一般只有几千米;单模光纤传输距离就远得多,通常可以达到多模光纤的几十倍。

4、单模光纤的价格比多模光纤的价格要更贵一些。

单模光纤和多模光纤都属于光纤,也就是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具,主要应用于通信行业。

传输原理是“光的全反射”。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

参考资料: 搜狗百科-光纤

二、请问单模光纤和多模光纤的区别是什么

顾名思义,单模光纤就是光纤中只能传一种模式的光信号,而多模光纤可传多种模式的光信号。光纤是一种光波导,因而光波在其中传播也存在模式问题。模式是指传输线横截面和纵截面的电磁场结构图形,即电磁波的分布情况。一般来说,不同的模式有不同的的场结构,且每一种传输线都有一个与其对应的基模或主模。基模是截止波长最长的模式。除基模外,截止波长较短的其它模式称为高次模。根据光纤能传输的模式数目,可将其分为单模光纤和多模光纤。 具体什么叫“模式”不太容易解释,建议你有兴趣的话参考下《光纤光学》或《光纤通信》这两本书。

多模光纤大都是在850nm段的,传输距离比较短,因为衰减很厉害;而单模光纤可传很远。

单模光纤中只有基模在进行传输,因此粗略地讲,模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径,也可以极其粗略地认为模场直径d 和单模光纤的纤芯直径相近。

当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时,才能实现单模传输,即在光纤中仅有基模在传输,其余的高次模全部截止。 就是说,除了光纤的参量如纤芯半径,数值孔径必须满足一定条件外,要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值,即λ≥λc,这个数值就叫做单模光纤的截止波长。

三、单模与多模光纤的区别是什么

在光纤通信理论中,光纤有单模、多模之分,区别在于:

1. 单模光纤芯径小(10m m左右),仅允许一个模式传输,色散小,工作在长波长(1310nm和1550nm),与光器件的耦合相对困难

2. 多模光纤芯径大(62.5m m或50m m),允许上百个模式传输,色散大,工作在850nm或1310nm。与光器件的耦合相对容易

而对于光端模块来讲,严格的说并没有单模、多模之分。所谓单模、多模模块,指的是光端模块采用的光器件与何种光纤配合能获得最佳传输特性。

一般有以下区别:

1. 单模模块一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源,耦合部件尺寸与单模光纤配合好,使用单模光纤传输时能传输较远距离

2. 多模模块一般采用价格较低的LED作为光源,耦合部件尺寸与多模光纤配合好

四、光纤中多模和单模的区别

一、纤芯直径不同

1、多模:多模光纤的纤芯直径多为是50μm/62.5μm。

2、单模:单模光纤的纤芯直径多为是9μm。

二、光源不同

1、多模:采用LED(发光二极管)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源,因为LED光源能产生许多模式的光(光较分散)。

2、单模:采用激光器或激光二极管作为光源,因为激光光源能产生单一模式的光,具备高亮度、高功率等优势。

三、色散不同

1、多模:多模光纤的折射率分为渐变和阶跃两种类型。

2、单模:单模光纤的纤芯多为为单一材质,古折射率。

四、带宽不同

光纤的色散是影响光纤带宽的因素,光纤色散越小,光纤带宽就越宽。单模光纤是几乎不存在色散,因此单模光纤的带宽比多模光纤的带宽宽。

参考资料来源:搜狗百科-多模光纤

搜狗百科-单模光纤

五、单模光纤和多模光纤的区别

一个是室内用的 单模是室外用的多模的主要是屏蔽别的信号 橘色的 传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。 与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。

多模光纤

多模光纤中光信号通过多个通路传播;通常建议在距离不到英里时应用。

多模光纤从发射机到接收机的有效距离大约是5英里。可用跟离还受发射/接收装置的类型和质量影响; 光源越强、接收机越灵敏,距离越远。研究表明,多模光纤的带宽大约为4000Mb/s。

制造的单模光纤是为了消除脉冲展宽。由于纤芯尺寸很小(7-9微米),因此消除了光线的跳跃。在1310和 1550nm波长使用聚焦激光源。这些激光直接照射进微小的纤芯、并传播到接收机,没有明显的跳跃。如果可以把 多模比作猎怆,能够同时把许多弹丸装人枪筒,那么单模就是步枪,单一光线就像一颗子弹。

单模光纤

单模光纤的纤芯较细,使光线能够直接发射到中心。建议距离较长时采用。

另外,单模信号的距离损失比多模的小。在头3000英尺的距离下,多模光纤可能损失其LED光信号强度的50%,而单模在同样距离下只损失其激光信号的6.25%。

单模的带宽潜力使其成为高速和长距离数据传输的唯一选择。最近的测试表明,在一根单模光缆上可将40G以太网的64信道传输长达2,840英里的距离。

在安全应用中,选择多模还是单模的最常见决定因素是距离。如果只有儿英里,首选多模,因为LED发射/接收机比单模需要的激光便宜得多。如果距离大于5英里,单模光纤最佳。另外一个要考虑的问题是带宽;如果将来的应用可能包括传输大带宽数据信号,那么单模将是最佳选择。

六、单模光纤与多模光纤的区别是什么

(1)单模光缆主要是由纤芯、包层和涂敷层构成,纤芯是由高度透明的材料制成的,包层的折射率略小于纤芯,从而造成一种光波导效应,使大部分的电磁场被束缚在纤芯中传输,涂敷层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械的擦伤,同时又增加光纤的柔韧性。在涂敷层外,往往加有塑料外套。

(2)多模光缆是指可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

(3)单模光纤只能传输的是单模信号,而多模光纤可以传输多模信号,多模相对于单模来说最大的劣势是模间色散(由于同种光在不同模式内的速率不同)。

七、光纤的单模和多模有什么区别

多模光纤 的纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm, 单模光纤 的纤芯直径为8.3μm,包层外直径125μm。

光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小,0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km,1.55μm的损耗为0.20dB/km,这是光纤的最低损耗,波长1.65μm以上的损耗趋向加大。

由于OHˉ的吸收作用,0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用。80年代起,倾向于多用单模光纤,而且先用长波长1.31μm。

多模光纤 常说的850nm,980nm,1300nm 多模光纤(Multi Mode Fiber):中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。

例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

单模光纤 常用的1310nm, 1490nm 1550nm 单模光纤(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。

后来又发现在1.31μm波长处,单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负,大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处,单模光纤的总色散为零。

从光纤的损耗特性来看,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样,1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口,也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。

1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的,因此这种光纤又称G652光纤。 光纤的芯数一半是2-214,芯数都是偶数的 不同种类的光缆,光纤最大芯数是不一样,一半中心管式的是2~12最大48芯层绞式一半2~144芯最大214芯 ,如果是带缆最大可达几百芯 另外还有各种特殊光缆,芯数也都不一样 要根据具体传输需求定。

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