單模光纖和多模光纖的區別

　　什么是“模”？

　　實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。這個過程是可以通過幾何光學來描述的，也就是通過適當孔徑的光線可以在光纖內部形成全反射，從而沿著光纖的方向傳播。

　　多模光纖和單模光纖區別

　　1、 多模光纖是光纖通信最原始的技術，這一技術是人類首次實現通過光纖來進行通信的一項革命性的突破。

　　2、 隨著光纖通信技術的發展，特別是激光器技術的發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----單模光纖通信。

　　3、 光纖通信技術發展到今天，多模光纖通信固有的很多局限性愈發顯得突出：

　　①、多模發光器件為發光二極管（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、因多模發光器件固有的局限性和多模光纖已有的光學特性限制，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。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、 數字式光端機采用視頻無壓縮傳輸技術，以保證高質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據量很大，4路以上視頻的光端機均采用1.25G bit/s以上的數據流傳輸。8路視頻的數據流高達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、視頻圖像出現大量雪花甚至白斑、數據控制失常。

　　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。

　　6、 從單模光纖通信技術誕生之日起，就意味著多模光纖通信方式的淘汰。目前用多模光纖傳輸的已經很少了，只是因為市場的慣性而延續至今，對光纖通信這一行業的人來說，這早已是不爭的事實。我們認為應該本照著對用戶負責，對用戶長遠需求負責的精神提出合理建議

　　根據傳輸點模數的不同，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，一般用于建筑物內或地理位置相鄰的環境下。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較細，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傳輸的時候類似于在一個均一介質的波導管中傳輸。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，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。而特殊設計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模式傳輸的光纖。它適用于長距離傳輸和高速數據傳輸，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光模式在內部傳輸的光纖。多模光纖適用于短距離傳輸和一些低速率應用，傳輸距離較短且帶寬較窄。

　　由于單模光纖和多模光纖的光信號模式不同，在混用時會導致光信號的傳輸質量下降、數據損失和衰減增加。因此，在設計和建設光纖通信網絡時，應根據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，有一些光纖光纜轉換器和互連設備可以實現單模光纖和多模光纖之間的互連，例如使用適當的轉換器可以實現單模到多模的轉換。但這種混用通常會引入一定的損耗和限制，因此在實際應用中需要仔細選擇和評估。最好的方式是根據具體的需求和系統設計來選擇單模或多模光纖，從而保證光信號的傳輸質量和性能。

　　審核編輯：黃飛