多模
光纖和單模光纖區(qū)別
=o#Z?Bn5 1、 多模光纖是光纖通信最原始的技術(shù),這一技術(shù)是人類首次實現(xiàn)通過光纖來進行通信的一項革命性的突破。
odhcD;^X1 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。
S;~eI8gQ" 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:
WVP?Ie8 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)。
G5}_NS/ 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。
kckRHbeU 4、 單模光纖通信突破了多模光纖通信的局限:
S?688 ①、 單模光纖通信的帶寬大,通常可傳100G bit/s以上。實際使用一般分為155M bit/s、1.25G bit/s、2.5G bit/s、10G bit/s。
8eXeb|?J 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)。
lC5zqyG 5、 數(shù)字式光端機采用視頻無壓縮傳輸技術(shù),以保證高質(zhì)量的視頻信號實時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1.5G bit/s。
Z(MZbzY7Hq 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。
R"cQyG4 另一個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,實際距離還要小幾十米。
zluq2r 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,只是因為市場的慣性而延續(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。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
9UM)"I&k 根據(jù)傳輸點模數(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傳播,從而形成模分散(因為每一個“模”光進入光纖的角度不同它們到達另一端點的時間也不同,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。
t&?jJ7 (&8 多模光纖
L=lSW7R 多模光纖中光信號通過多個通路傳播;通常建議在距離不到英里時應(yīng)用。
;Q{D]4 多模光纖從發(fā)射機到接收機的有效距離大約是5英里。可用跟離還受發(fā)射/接收裝置的類型和質(zhì)量影響; 光源越強、接收機越靈敏,距離越遠(yuǎn)。研究表明,多模光纖的帶寬大約為4000Mb/s。
FLmD?nw 制造的單模光纖是為了消除脈沖展寬。由于纖芯尺寸很小(7-9微米),因此消除了
光線的跳躍。在1310和 1550nm波長使用聚焦激光源。這些激光直接照射進微小的纖芯、并傳播到接收機,沒有明顯的跳躍。如果可以把 多模比作獵愴,能夠同時把許多彈丸裝人槍筒,那么單模就是***,單一光線就像一顆子彈。
.j4y0dh33 單模光纖
@)pC3Vi^ 單模光纖的纖芯較細(xì),使光線能夠直接發(fā)射到中心。建議距離較長時采用。
+hRy{Ps/ 另外,單模信號的距離損失比多模的小。在頭3000英尺的距離下,多模光纖可能損失其LED光信號強度的50%,而單模在同樣距離下只損失其激光信號的6.25%。
|8` }8vo) 單模的帶寬潛力使其成為高速和長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ贿x擇。最近的測試表明,在一根單模光纜上可將40G以太網(wǎng)的64信道傳輸長達2,840英里的距離。
k4{!h?h 在安全應(yīng)用中,選擇多模還是單模的最常見決定因素是距離。如果只有兒英里,首選多模,因為LED發(fā)射/接收機比單模需要的激光便宜得多。如果距離大于5英里,單模光纖最佳。另外一個要考慮的問題是帶寬;如果將來的應(yīng)用可能包括傳輸大帶寬數(shù)據(jù)信號,那么單模將是最佳選擇。
xlv(PVdn 單模光纖只有單一的傳播路徑,一般用于長距離傳輸,
ZF>:m> 多模光纖有多種傳播路徑,多模光纖的帶寬為50MHz~500MHz/Km,
|lNp0b 單模光纖的帶寬為2000MHz/Km,光纖
波長有850nm,1310nm和1550nm等。850nm波長區(qū)為多模光纖通信方式;1550nm波長區(qū)為單模光纖通信方式;1310nm波長區(qū)有多模和單模兩種;850nm的衰減較大,但對于2~3MILE(1MILE=1604m)的通信較經(jīng)濟。光纖尺寸按纖維直徑劃分有50μm緩變型多模光纖、62.5μm緩變增強型多模光纖和8.3μm突變型單模光纖,光纖的包層直徑均為125μm,故有62.5/125μm、50/125μm、9/125μm等不同種類。。
9vRLM*9| 光纜外套標(biāo)識,50/125, 62.5/125為多模,9/125(g652)為單模
Xu-~j! 光纖可磨接后用100/200倍放大鏡察看,一個小黑點的是單模,大一點有雙環(huán)的是多模。纖芯在熔接機內(nèi)也能分辯出,在熔接機顯示器看中間是空的是單模,看上去一體的是多模。
byM%D$R 簡單的用途區(qū)別:多模一般應(yīng)用在園區(qū)內(nèi)較近的地方之間;
/stvNIEa 單模傳輸距離較遠(yuǎn),一般應(yīng)用在電信領(lǐng)域。
]]|#+$ ~ 單模傳輸與多模傳輸
rN1]UaT 在光纖通信理論中,光纖有單模、多模之分,區(qū)別在于:
t|U5]$5 1. 單模光纖芯徑小(10m m左右),僅允許一個模式傳輸,色散小,工作在長波長(1310nm和1550nm),與光器件的耦合相對困難
?mNB:-Q 2. 多模光纖芯徑大(62.5m m或50m m),允許上百個模式傳輸,色散大,工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對容易
ag'hHFV 而對于光端模塊來講,嚴(yán)格的說并沒有單模、多模之分。所謂單模、多模模塊,指的是光端模塊采用的光器件與何種光纖配合能獲得最佳傳輸特性。
u!X~!h-6~ 一般有以下區(qū)別:
^Gk)aX 1. 單模模塊一般采用LD或光譜線較窄的LED作為光源,耦合部件尺寸與單模光纖配合好,使用單模光纖傳輸時能傳輸較遠(yuǎn)距離
]xRR/S4 2. 多模模塊一般采用價格較低的LED作為光源,耦合部件尺寸與多模光纖配合好
!oH{=.w 1、光纖分類
|k}<Zz1UM 光纖按光在其中的傳輸模式可分為單模和多模。多模光纖的纖芯直徑為50或62.5μm,包層外徑125μm,表示為50/125μm或62.5/125μm。單模光纖的纖芯直徑為8.3μm,包層外徑125μm,表示為8.3/125μm。
{V7mpVTX. 光纖的工作波長有短波850nm、長波1310nm和1550nm。光纖損耗一般是隨波長增加而減小,850nm的損耗一般為2.5dB/km,1.31μm的損耗一般為0.35dB/km,1.55μm的損耗一般為0.20dB/km,這是光纖的最低損耗,波長1.65μm以上的損耗趨向加大。由于OHˉ(水峰)的吸收作用,900~1300nm和1340nm~1520nm范圍內(nèi)都有損耗高峰,這兩個范圍未能充分利用。
=%` s-[5b 2、多模光纜
"}()/ 多模光纖(Multi Mode Fiber) -芯較粗(50或62.5μm),可傳多種模式的光。但其模間色散較大,這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重。因此,多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近,一般只有幾公里。如下表,為多模光纜的帶寬的比較:
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l%+ &V^: 提到萬兆多模光纜,需要作些說明,光纖
系統(tǒng)在傳輸光信號時,離不開光收發(fā)器和光纖。因傳統(tǒng)多模光纖只能支持萬兆傳輸幾十米,為配合萬兆應(yīng)用而采用的新型光收發(fā)器,ISO/IEC 11801制定了新的多模光纖標(biāo)準(zhǔn)等級,即OM3類別,并在2002年9月正式頒布。OM3光纖對LED和激光兩種帶寬模式都進行了優(yōu)化,同時需經(jīng)嚴(yán)格的DMD測試認(rèn)證。采用新標(biāo)準(zhǔn)的光纖布線系統(tǒng)能夠在多模方式下至少支持萬兆傳輸至300米,而在單模方式下能夠達到10公里以上(1550nm更可支持40公里傳輸)。
z</C)ObL 美國康普公司的多模光纜分為多模OptiSPEED®解決方案(62.5/125μm)和萬兆多模LazrSPEED® 解決方案(激光優(yōu)化萬兆50/125μm)。LazrSPEED分成三個系列,即LazrSPEED 150、300、550系列,且LazrSPEED萬兆多模光纜均通過UL DMD認(rèn)證。具體傳輸指標(biāo)請看下表:
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=-^A;AO( 3、單模光纜
@|A!?} 單模光纖(Single Mode Fiber):中心纖芯很細(xì)(芯徑一般為9或10μm),只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用于遠(yuǎn)程通訊,但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散,這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求,即譜寬要窄,穩(wěn)定性要好。
4b<|jVl\ 后來發(fā)現(xiàn)在1310nm波長處,單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看,1310nm正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣,1310nm波長區(qū)就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口,也是現(xiàn)在實用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段。1310nm常規(guī)單模光纖的主要
參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652建議中確定的,因此這種光纖又稱G652光纖。
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