光模塊系列 之三 區分多模光纖與單模光纖

2020-12-05 智造精品

《區分多模光纖與單模光纖》

單模、多模是光通訊領域經常叨念的概念,也是經常容易混淆的概念,需要進行專門的闡述,從知識上做到知其然、知其所以然,方可在工程中舉一反三、靈活運用。

首先要明確對象,單模、多模這個概念是在說光纖,不是光模塊的概念。重要的事情說三遍,單模、多模,談論的對象是光纖、光纖、光纖。選定了光纖,就對應了光模塊可選的波段。

接著來知其然,了解單模、多模之間的差異所在。光模塊單模與多模的區別主要有以下幾點。

波長不同:多模光模塊的工作波長一般是850nm,單模光模塊的工作波長一般是1310nm、1550nm。

傳輸距離不同:單模光模塊常用於遠距離傳輸,傳輸距離可達150至200km。多模光模塊則多用於短距離傳輸中,傳輸距離2km以下都可使用多模光模塊。

光纖類型不同:單模光纖(SMF)纖徑的芯徑/外徑為9/125μm,多模光纖(MMF)纖徑的芯徑/外徑一般為50/125μm或者62.5/125μm。

光源不同:單模光模塊的光源是雷射二極體LD或光譜線較窄的LED,多模光模塊的光源是發光二極體LED。(這個說的可是光模塊哦)。

應用場合不同:單模光模塊多用於傳輸速率相對較高距離相對較遠的線路中,如城域網建設,可用於大型工程設備或建築物之間;多模光模塊多用於短距離的傳輸中,網絡節點和接頭較多的傳輸也非常適合多模光模塊的應用,多用於建築物或設備之內。

產品外觀不同: 從顏色上可以區分單模光纖和多模光纖。單模光纖外體為黃色,多模光纖外體為橘紅色。

兼容特性不同:多模設備只能在多模光纖上有效運行,而單模設備在單模光纖和多模光纖上都可以運行,但是單模設備在多模光纖上不能保障效果。

下面去知其所以然,弄清楚導致這些差異的原因。刨根問底,回答下面幾個問題,即可到達知其所以然的目的。

1、單模、多模的「模」指的什麼

「模」,即能起到正常通訊傳播作用的光的模式。「光的模式」即滿足亥姆霍茲方程的一個光的形態;可以概要地理解為多模光纖裡方程有多個解,而單模光纖只有單解。無解的光纖,不能正常工作。

多模光纖中可通過的模式多達數百個,各個模式的傳播常數和群速率不同,多模既然要照顧各方面的情況,必然是綜合妥協的結果,「大家都能通過,但要犧牲一定的性能」。具體而言就是:多模光纖的帶寬窄,色散大,損耗大。

單模光纖,走的專而精的路線,只能傳播一種光模式,各方面性能優異。

2、為什麼同時存在兩種光纖

成本是分型的重要原因,多模光纖配套的成本低,單模光纖配套的成本昂貴。這裡強調的是配套成本、配套成本、配套成本。對於短距離傳輸,比如路邊的網絡服務機櫃,光纖用量並不長,兩種光纖的成本差異不明顯,但其配套的光模塊的成本差異區很大。低端場合的廣泛存在,是多模光纖的用武之地。

3、容易搞混淆的原因是什麼

綜合而言,對於初學者,望文生義是引起思維混淆的關鍵原因,多模的「多」是混淆之源。依託前兩個答疑,深刻理解「多」的實質,就可以明辨是非。

在這裡提醒另外一個經常易混淆的概念:光纜與光纖,多纖光纜與多模光纖之間的區別。

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