多模光纤与单模光纤的区别

光纤是一种柔韧、透明的纤维，比头发略粗，由挤出的玻璃或塑料制成。光纤最常用于在光纤的两端传输光，并广泛应用于光纤通信中，与电线连接相比，它能够以更高的带宽在更远的距离上传输。透明的包层材料通常覆盖着一个具有折射率较低的透明纤芯。

一般而言，光纤有两种类型：多模光纤（MMF），它支持多种传播通道或横模；单模光纤（SMF），它只支持一种模式。多模光纤和单模光纤的主要区别在于，多模光纤的纤芯和包层直径分别为50-85微米和125-400微米。相比之下，单模光纤的纤芯和包层直径分别为8-12微米和125微米。

在本文中，您将了解多模和单模光纤之间的区别。但在讨论区别之前，您必须先了解多模和单模光纤及其示例。

什么是多模光纤？

多模光纤在20世纪60年代发明于单模光纤之前。它是一种光纤，可以同时传输多个光束或模式，每个光束或模式在光纤纤芯内的反射角度略有不同。

多模光纤主要用于传输相对较短的距离，因为模式在较长距离上更容易发生色散。这被称为模间色散。单模光纤是另一种常见的应用于长距离的光纤。多模光纤是多模光纤的另一个名称。

多模光纤的纤芯和包层直径大于光信号的工作波长，也大于单模光纤。它包含一个直径为50至85微米的纤芯。对于光传播，多模光纤使用几何光学模型，在该模型中，光线在纤芯包层之间来回反射。多条光线被发送到光纤中，每条光线都走一条不同的路径。它们的路径最终对应于光纤模式，并且这些光线的速度不同。

多模光纤可能无法实现高速数据传输，并且混用光纤也不是一个好主意。将单模光纤连接到多模光纤可能会导致20分贝的损耗，即99%的总功率损失。

多模光纤的特性

多模光纤有多种特性。多模光纤的一些主要特性如下：

1. 易于端接。
2. 它是当今局域网中最常用的线缆。
3. 它具有50至85微米的较大纤芯直径。
4. 它主要用于短距离。
5. 使用多模光纤的发送器和接收器更经济。

什么是单模光纤？

在1984年，单模光纤在多模光纤之后得到发展。它克服了多模光纤的限制，例如模间色散，提高了比特率和再生器距离。单模光纤的纤芯直径约为8-12微米，这是光信号工作波长的一个小倍数。其直径范围导致所有光线的能量都以单一模式传播。因此，它只涉及一条光线。

色散是一种由单模光纤引起的色散。光信号或脉冲的能量具有有限的带宽。此外，单模光纤由于脉冲频率分量的传播速度不同而可能导致脉冲展宽。这是由于玻璃的物理特性。由于色散引起的脉冲展宽随着脉冲频谱的扩展而增加，并且最终取决于信号的波长。

当使用具有1.3微米波段的二氧化硅基光纤时，不会出现色散问题。然而，它会在1.55微米波段引起色散。开发了色散位移光纤和DFB（分布式反馈）激光器来消除色散。分布式反馈激光器减小了传输脉冲在调制带宽附近的频谱，从而降低了色散损耗。

单模光纤的特性

单模光纤有多种特性。单模光纤的一些主要特性如下：

1. 它具有8-12微米的较小纤芯直径。
2. 其端接复杂且成本高昂。
3. 它通常用于长距离。
4. 使用单模光纤的发送器和接收器成本更高。
5. 它是当今广域网中最常用的线缆。

单模光纤与多模光纤之间的主要区别

单模和多模光纤之间存在许多主要区别。单模和多模光纤之间的一些主要区别如下：

1. 单模光纤的纤芯和包层直径分别为8-10微米和125微米。另一方面，多模光纤的纤芯和包层尺寸分别为50至85微米和125至400微米。
2. 单模光纤的波长范围为1260至1640纳米。相比之下，LED产生多模信号的波长为850纳米至1300纳米。
3. 由于单模光纤的传输距离可达20-40公里，因此在此距离之间安装再生器。另一方面，多模光纤的覆盖长度有限，每2公里需要一个再生器。
4. 单模光纤主要用于WAN、MAN和数据中心应用。相比之下，多模光纤主要用于LAN和SAN等应用。
5. 单模光纤的传输质量得到了改善，损耗很小。相比之下，多模光纤使用多条光线产生干涉和衰减。
6. 多模光纤的纤维成本高于单模光纤。另一方面，多模光纤的安装和连接器成本低于单模光纤。
7. 单模光纤的带宽约为400 MHz/km。相比之下，多模光纤的带宽较低，为50-60 MHz/km。
8. 单模光纤可分为OS1或OS2，分别在1310nm和1550nm波长下应用。相比之下，最流行的多模光纤类型是OM1、OM2、OM3、OM4和OM5。
9. TIA-598C标准为非军用单模光纤规定了涂层标准，例如，其外护套为黄色。相比之下，TIA-598C标准为非军用多模光纤规定了涂层标准，例如，其外护套根据类型为橙色或青色。
10. 处理或制造单模光纤很困难，因为随着距离的增加，光耦合变得更加困难。相比之下，多模光纤易于生产和处理。

单模与多模光纤的对比

在这里，您将了解单模和多模光纤之间的对比。单模和多模光纤之间的主要区别如下：

结论

单模光纤是多模光纤的继承者，它克服了多模光纤的缺点，如短距离覆盖、衰减问题、高纤维成本以及不必要的再生器或中继器的使用。然而，多模光纤因其较低的安装和连接器成本，是短距离通信的更经济的选择。