二十年光通信老品牌

电信级品质保证

  • 咨询热线:400-883-0033
  •  137-2806-4931
  • 产品中心
    • 联系我们
    • 客户服务热线:400-883-0033

      销售电话:(020)85572627 85553425

      销售热线:13728064931

      业务联系:(QQ) 2932292254

    新闻资讯 >> 行业新闻 >> 如何选择单模光纤与多模光纤?
    如何选择单模光纤与多模光纤?

      光纤已成为数据网络应用中的主要信号传输介质。它在 1950 年代首次作为光传输技术被提出。到 1990 年代,光纤技术获得了关注。到2010年,它已经接管了铜缆传输。与铜缆不同,光纤以光波形式传输信号。与铜缆相比,它提供更高的数据传输速度、更高的数据安全性和对恶劣环境条件的耐受性。这些电缆受益于它们的设计和构造。光纤电缆是通过在包层内捆绑多股玻璃线而构成的,该包层受到缓冲管的进一步保护,可提供针对环境条件的保护。

      光信号沿着玻璃原丝内部的一条传输路径传播,这被称为传输模式。简而言之,传输方式是指光信号从光缆的一端传输到另一端。传输模式取决于玻璃材料的结构、类型、折射率、包层效率以及作为玻璃丝的传输介质的内径。根据传输模式,有两种基本类型的光缆可用,即单模和多模光缆。这些光缆通常用于不同条件下的各种应用。因此,了解单模或多模光纤特定应用的选择参数至关重要。

      本文详细讨论了单模光纤、多模光纤、两者的区别以及具体操作的选择参数。

      模式的概念

      模式一般定义为光波传输的方式。频率均匀的光波在进入光纤时分布在不同的传输路径中。每个单独的光波所遵循的路径称为模式。

      光缆中的模式数是通过求解波的亥姆霍兹方程来计算的。Helmholtz 方程本身是通过对麦克斯韦方程应用边界条件获得的。因此,光纤模式是麦克斯韦方程的抛射解。

      这些模式是发生在光缆内部的模式色散现象的结果。

      注意:模态色散与包裹在包层内的玻璃纤维束的数量完全无关。

      单模光纤概述

      单模光纤是一种专为单模光传输而设计的光纤。这意味着不同频率的不同光波通过这种类型的光纤通过单一路径传输。这些单模光纤在行业中以通用首字母缩略词 SMF 为首选。SMF 以横向模式承载光信号。这意味着光波传输的路径平行于光纤芯线的长度,但电磁振荡发生在垂直/横向方向。

      单模光纤的特性

      单模光纤 (SMF) 的以下特性使其独一无二。

      SMF 具有尺寸介于 8 至 10.5 微米之间的微芯直径。SMF 的包层直径为 125µm。激光是单模光纤中光信号的来源,单模光纤的特征光波长为1310nm和1550nm。理论上,SMF 提供无限带宽,因为它一次提供单一光传输模式。根据 TIA-598C,对于非军事应用,SMF 的工业颜色编码或护套颜色为黄色。由于每个光波脉冲的保真度更高,而且直径更小,因此这些 SMF 适用于长距离传输,而不会丢失过多的信号/数据。SMF通过色散补偿装置可以将光信号以40Gbps的传输速度传输数百公里,以10Gbps的传输速度传输数千公里。根据特性的变化,单模光纤(SMF)被分类。让我们进一步讨论 SMF 的分类。

      单模光纤的种类

      下面列出了单模 SMF 的一般类型。

      OS1:OS1 是 ISO/IEC 11801 中定义的第一类 SMF。这种类型的光纤具有 8 到 9μm 的芯径。然而,这种光纤的衰减值较高,约为 1dB/km。由于更高的衰减,信号从一端到另一端失去其强度。这就是为什么这种 SMF 用于相对较短的距离和室内光纤连接。OS2:OS2 是一种相对较好的 SMF。它在 ISO/IEC 24702 中定义。它具有相同的 8 至 9µm 直径,但在此情况下,信号的衰减为 0.4dB/km,可以忽略不计。由于衰减较低,信号强度在整个传输过程中保持一致。这种类型的 SMF 是长距离和室外光纤安装的首选。

      多模光纤概述

      多模光纤是一种专为多光信号传播而设计的光纤。多模光纤的工业缩写是 MMF。在 MMF 中,模态色散根据光信号的不同波长发生。因此,MMF 中的模态色散更高。MMF中的光波传播路径本质上是锯齿形或半椭圆形,这取决于玻璃芯材料的折射率。

      多模光纤的特性

      多模光纤 (MMF) 的以下特性使其成为某些应用的理想选择。

      MMF 具有在 50µm 至 100µm 范围内的更大芯径。但是,对于基本类型的 MMF,标准纤芯直径为 50µm 和 62.5µm。包层直径仍为 125µm。MMF中的光源是发光二极管(LED)或垂直腔面发射激光器(VCSEL),因此分类的光波长仍然是850nm和1300nm。由于模态色散,MMF 的带宽受到限制。MMF带宽的理论值为28000MHz*km。根据 TIA-598C,MMF 的工业颜色编码或护套颜色是橙色或浅绿色夹克。由于通过色散产生更高的衰减,MMF 适用于短距离光纤传输。但是,通过使用合适的光纤连接,可以延长传输距离。MMF 提供 100Gbit/sec 的数据传输速度。MMF 的一般实用数据传输速率是 100Mbit/sec 到 2km 和 10Gbit/sec 到 550 米。

      多模光纤的种类

      多模光纤(MMF)主要基于两个因素分为两类,即分类系统和折射率和信号行为。

      基于分类系统:多模光纤分为两个系统,一个是ISO 11802,另一个是TIA-492-AAAD。让我们讨论以下类型。OM1:OM1 是一种根据 ISO 11802 分类的 MMF。它具有 62.5µm 的芯径。这些光纤与 FDDI 级电缆兼容,还提供更高的带宽。OM2:OM2 由 ISO 11802 定义,但它拥有 50µm 的芯径。它旨在更好地控制光信号的传播。OM3:OM3 也由 ISO 11802 定义,芯径为 50µm。然而,这种类型的 MMF 是为 VCSEL 上的激光优化传播而设计的。OM4:OM4 是 TIA-492-AAAD 定义的一种 MMF。它的纤芯直径为 50µm,但专为高带宽长距离传输而设计。它在 125 米的传输距离内提供 40Gbit/sec 和 100Gbit/sec 的传输速率。基于折射率和信号行为:根据纤芯玻璃材料的折射率,信号行为或传播路径不同。基于相同的以下类型的 MMF 被建立。多模渐变折射率光纤:在这种类型中,用于构建光纤纤芯的材料提供渐变折射率。这意味着随着信号通过电缆传输,纤芯的折射率逐渐减小。由于渐变的折射率,这种类型的电缆中的信号行为或传播路径是半椭圆形的。由于相同类型的传播,该电缆中的衰减和光色散降低。多模阶跃折射率光纤:这种类型的 MMF 具有 100µm 直径的更大纤芯。由于直径较大,光纤中不同阶段的折射率存在差异。随机变化的折射率导致纤芯内部以不同的折射角完全或部分折射。这导致在这些类型的 MMF 中光传播呈锯齿状。

      单模和多模光纤的区别

      除了特性之外,单模和多模光纤之间的差异可以用几种不同的方式来说明。以下是单模和多模光纤之间的突出区别。

      光波传播的影响:正如前面部分所讨论的,可以理解,光波传播的方式根据纤芯玻璃材料的模态色散和折射率而有所不同。这种传播路径的差异会影响通过光纤的输入和输出信号。让我们讨论单模和多模光纤电缆的影响。

      单模光纤:在单模光纤中,模态色散和光色散可以忽略不计,因此光波以线性方式传输。由于相同,衰减减少并且信号强度保持一致。因此,在 SMF 中,输入信号和输出信号在长距离传输中具有相同的强度。

      此外,由于多个不同频率的光波可以通过SMF传输,但它们都遵循相同的路径,因此所有数据包都会到达光纤的输出端。因此,从发送源设备到接收设备的数据传输的可靠性得到保证。

      多模光纤:在多模光纤电缆中,传输有两种方式,让我们讨论两者对输入和输出信号的影响。

      锯齿形光传播:在 MMF 中的锯齿形光传播中,由于更高的折射,光色散和衰减更高。因此,在这种类型的 MMF 光传播中会发生信号损失。另外,不同频率的光波以不同的角度折射,形成锯齿状的传输方式,因此,每个光波所走的传输路径不同。这导致光信号通过 MMF 的传输速度变化。因此,在接收器的某些光学数据包的传递中存在延迟的可能性。这会导致数据丢失。半椭圆光传播:在半椭圆传播类型中,光束不会撞击核心壁,因此折射和光色散最小。由于同样的原因,衰减最小。此外,在这种类型的传播中,所有光波都遵循点对点的半椭圆模式。因此,所有波到达同一点,然后共同发送到接收设备。这就是为什么这里数据包丢失可以忽略不计的原因。光资源需求:SMF 和 MMF 安装都需要特定资源,例如光源、连接器等。

      单模光纤:SMF需要激光二极管作为光源,如果长距离安装,需要光放大器来减少色散。这些设备需要精确校准才能将激光束注入光纤。多模光纤:MMF 需要 LED 二极管或 VCSEL 作为光源。同时,如果安装MMF用于更远距离的传输,则集成电路中可能需要信号放大器、连接器和整流器。成本部署: 虽然单模光缆比多模少,但是SMF整个安装系统比MMF安装系统要贵。这是因为SMF网络中光源和集成设备的资金投入要高于MMF。一般来说,激光二极管设备本身的成本比LED二极管高1.5到5倍。此外,SMF 可能需要额外的放大器和系统维护成本,因此 SMF 的总体部署成本高于 MMF。

      应用兼容性:与多种应用程序的兼容性是 SMF 和 MMF 的区别因素之一。

      SMF 用于长距离光纤网络,其中信号强度有望保持最高。SMF的常见应用有校园光纤连接、海底光纤连接和远程办公室连接等。MMF 主要使用光纤电缆。这些用于闭路电视光纤连接、视频/音频/多媒体传输、电信连接、局域网等。

      如何在单模光纤和多模光纤之间进行选择

      在为特定应用选择单模和多模光纤时,必须考虑几个因素。考虑的因素有应用要求、光纤成本、安装系统成本、设备安装要求、传输距离、传输速度等。 为了选择单模或多模光纤之一,彻底比较对于这些选择因素应该做。

      参考以下对照表,方便选择。

    先生。

    选择参数

    单模光纤

    多模光纤

    1

    纤维成本

    低的

    高的

    2

    设备和安装成本

    高(1.5-5 倍以上)

    缓和

    3

    衰减/信号色散

    低的

    缓和

    4

    带宽

    高的

    低的

    5

    传播

    低的

    高的

    6

    传输距离

    高的

    低的

    7

    数据可靠性

    高的

    缓和

      结论:

      由于对光纤技术的需求不断增长,发现了许多光纤电缆的应用。然而,由于应用和要求的多功能性,单模或多模光缆的选择变得至关重要。由于对效率的需要,必须考虑与应用和光纤相关的几个因素才能做出正确的选择。全面了解光纤技术、单模光纤和多模光纤、它们的特性和适用范围很重要,这当然可以有效地选择合适的光缆。 

    ×请填写以下信息

    • 您的姓名
    • 联系方式
    • 意向产品