單模光纖和多模光纖的區(qū)別

　　什么是“模”？

　　實(shí)際上在光纖中多模和單模是指光在光纖里面的傳播模式。

　　從直觀的角度來看，多模光纖要比單模光纖更粗。

　　更粗的光纖維截面直徑可以讓光線從更多的角度入射到光纖內(nèi)。這個(gè)過程是可以通過幾何光學(xué)來描述的，也就是通過適當(dāng)孔徑的光線可以在光纖內(nèi)部形成全反射，從而沿著光纖的方向傳播。

　　多模光纖和單模光纖區(qū)別

　　1、 多模光纖是光纖通信最原始的技術(shù)，這一技術(shù)是人類首次實(shí)現(xiàn)通過光纖來進(jìn)行通信的一項(xiàng)革命性的突破。

　　2、 隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是激光器技術(shù)的發(fā)展以及人們對長距離、大信息量通信的迫切需求，人們又尋找到了更好的光纖通信技術(shù)----單模光纖通信。

　　3、 光纖通信技術(shù)發(fā)展到今天，多模光纖通信固有的很多局限性愈發(fā)顯得突出：

　　①、多模發(fā)光器件為發(fā)光二極管（LED），光頻譜寬、光波不純凈、光傳輸色散大、傳輸距離小。1000M bit/s帶寬傳輸，可靠距離為255米（m）。100M bit/s帶寬傳輸，可靠距離為2公里（km）。

　　②、因多模發(fā)光器件固有的局限性和多模光纖已有的光學(xué)特性限制，多模光纖通信的帶寬最大為1000M bit/s。

　　4、 單模光纖通信突破了多模光纖通信的局限：

　　①、 單模光纖通信的帶寬大，通常可傳100G bit/s以上。實(shí)際使用一般分為155M bit/s、1.25G bit/s、2.5G bit/s、10G bit/s。

　　②、 單模發(fā)光器件為激光器，光頻譜窄、光波純凈、光傳輸色散小，傳輸距離遠(yuǎn)。單模激光器又分為FP、DFB、CWDM三種。FP激光器通常可傳輸60公里（km），DFB和CWDM激光器通常可傳輸100公里（km）。

　　5、 數(shù)字式光端機(jī)采用視頻無壓縮傳輸技術(shù)，以保證高質(zhì)量的視頻信號實(shí)時(shí)無延遲傳輸并確保圖像的高清晰度及色彩純正。這種傳輸方式信息數(shù)據(jù)量很大，4路以上視頻的光端機(jī)均采用1.25G bit/s以上的數(shù)據(jù)流傳輸。8路視頻的數(shù)據(jù)流高達(dá)1.5G bit/s。

　　因多模光纖最大帶寬僅為1G bit/s，如果采用多模光纖傳輸，勢必造成信息丟失、視頻圖像出現(xiàn)大量雪花甚至白斑、數(shù)據(jù)控制失常。

　　另一個(gè)致命的因素就是傳輸距離的限制，多模光纖1G bit/s帶寬的傳輸距離理論上是255米（m），如果考慮到光鏈路損耗，實(shí)際距離還要小幾十米。

　　6、 從單模光纖通信技術(shù)誕生之日起，就意味著多模光纖通信方式的淘汰。目前用多模光纖傳輸?shù)囊呀?jīng)很少了，只是因?yàn)槭袌龅膽T性而延續(xù)至今，對光纖通信這一行業(yè)的人來說，這早已是不爭的事實(shí)。我們認(rèn)為應(yīng)該本照著對用戶負(fù)責(zé)，對用戶長遠(yuǎn)需求負(fù)責(zé)的精神提出合理建議

　　根據(jù)傳輸點(diǎn)模數(shù)的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。所謂“模”是指以一定角速度進(jìn)入光纖的一束光。單模光纖采用固體激光器做光源，多模光纖則采用發(fā)光二極管做光源。多模光纖允許多束光在光纖中同時(shí)傳播，從而形成模分散（因?yàn)槊恳粋€(gè)“模”光進(jìn)入光纖的角度不同它們到達(dá)另一端點(diǎn)的時(shí)間也不同，這種特征稱為模分散。），模分散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離，因此，多模光纖的芯線粗，傳輸速度低、距離短，整體的傳輸性能差，但其成本比較低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。單模光纖只能允許一束光傳播，所以單模光纖沒有模分散特性，因而，單模光纖的纖芯相應(yīng)較細(xì)，傳輸頻帶寬、容量大，傳輸距離長，但因其需要激光源，成本較高。

　　通過麥克斯韋方程我們可以得知光線在單模光纖內(nèi)傳輸?shù)臅r(shí)候類似于在一個(gè)均一介質(zhì)的波導(dǎo)管中傳輸。而光是一種電磁波，在單模光纖中光的方向沿著光纖的方向前進(jìn)，而電場和磁場方向垂直于光纖震蕩。

　　相對于有色散和衰減的多模光纖，單模光纖在遠(yuǎn)距離的傳輸上就更具有保真性（下圖三）。

　　也就更適合長距離傳輸信號。同時(shí)由于單模光纖本身的高保真度，因此也具有了極大的帶寬。通常一般的單模光纖都可以保證在上百公里的距離是傳輸萬兆信號。而特殊設(shè)計(jì)的單模光纖是可以在百公里的距離上傳輸T級信號的。

　　單模光纖和多模光纖能混用嗎？

　　單模光纖和多模光纖的工作原理和傳輸特性不同，因此一般情況下不建議將單模光纖和多模光纖混用。

　　單模光纖是一種光信號在其中只能沿著一條光路以單個(gè)模式傳輸?shù)墓饫w。它適用于長距離傳輸和高速數(shù)據(jù)傳輸，具有較小的衰減和較高的傳輸帶寬。

　　而多模光纖是一種允許多個(gè)光模式在內(nèi)部傳輸?shù)墓饫w。多模光纖適用于短距離傳輸和一些低速率應(yīng)用，傳輸距離較短且?guī)捿^窄。

　　由于單模光纖和多模光纖的光信號模式不同，在混用時(shí)會導(dǎo)致光信號的傳輸質(zhì)量下降、數(shù)據(jù)損失和衰減增加。因此，在設(shè)計(jì)和建設(shè)光纖通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要選擇單模光纖或多模光纖，并在使用過程中保持一致。

　　然而，有一些光纖光纜轉(zhuǎn)換器和互連設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)單模光纖和多模光纖之間的互連，例如使用適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)單模到多模的轉(zhuǎn)換。但這種混用通常會引入一定的損耗和限制，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要仔細(xì)選擇和評估。最好的方式是根據(jù)具體的需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)來選擇單模或多模光纖，從而保證光信號的傳輸質(zhì)量和性能。

　　審核編輯：黃飛