單模與多模光纖概述

單模意味著光纖一次可以傳播一種類型的光模式。而多模意味著光纖可以傳播多種模式。單模和多模光纖的區(qū)別主要在于纖芯直徑、波長和光源、帶寬、色鞘、距離和成本。

芯徑

單模光纖纖芯直徑遠(yuǎn)小于多模光纖。即使有其他可用的芯徑，其典型芯徑也是 9 μm。而多模光纖纖芯直徑通常為50μm和62.5μm，使其具有更高的“聚光”能力并簡化連接。單模和多模光纖的包層直徑為 125 μm。

多模光纖的衰減比單模光纖大，因為它的芯徑較大。單模光纜的纖芯很細(xì)，所以通過這些光纜的光不會反射太多次，從而將衰減保持在最低限度。

波長和光源

由于多模光纖纖芯尺寸較大，多模光纜中使用了一些低成本的光源，如工作在 850nm 和 1300nm 波長的 LED（發(fā)光二極管）和 VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）。而單模光纖通常使用激光器或激光二極管來產(chǎn)生注入電纜的光。而常用的單模光纖波長為1310nm和1550nm。

帶寬

多模光纖帶寬受其光模限制，目前最大帶寬為OM5光纖的28000MHz*km。而單模光纖的帶寬理論上是無限的，因為它一次只允許一種光模式通過。

彩色護(hù)套

根據(jù)TIA-598C標(biāo)準(zhǔn)定義，對于非軍用應(yīng)用，單模光纜外覆黃色外護(hù)套，多模光纖外覆橙色或淺綠色護(hù)套。在此處查找有關(guān)光纖電纜顏色代碼的更多詳細(xì)信息。

單模與多模光纖距離

眾所周知，單模光纖適用于長距離應(yīng)用，而多模光纖則專為短距離應(yīng)用而設(shè)計。那么當(dāng)談到單模與多模光纖距離時，可量化的差異是什么？

從圖中我們可以看出，在1G到10G的數(shù)據(jù)速率下，單模光纖的距離比多模光纜的距離要長得多，但是OM3/OM4/OM5多模光纖支持更高的數(shù)據(jù)速率。由于多模光纖纖芯尺寸大，并且支持多種光模，因此其光纖距離受到模態(tài)色散的限制，模色散是多模階躍光纖中的常見現(xiàn)象。而單模光纖則不然。這就是它們之間的本質(zhì)區(qū)別。另外，OS2單模光纖在40G和100G鏈路上可以支持更長的距離，表中沒有列出。

單模與多模光纖成本

“單模與多模光纖成本”是一些論壇的熱門話題。許多人發(fā)表了自己的看法。他們的觀點主要集中在光模塊成本、系統(tǒng)成本和安裝成本上。

光收發(fā)器成本

系統(tǒng)成本

為了利用單模光纖的基本屬性，單模光纖通常面向更遠(yuǎn)距離的應(yīng)用，需要帶有激光器的收發(fā)器，其工作波長更長，光斑尺寸更小，光譜寬度通常更窄。這些收發(fā)器特性加上對更高精度對準(zhǔn)和更嚴(yán)格的連接器容差對較小纖芯直徑的需求，導(dǎo)致單模光纖互連的收發(fā)器成本和整體互連成本顯著增加。

為與多模光纖一起使用而優(yōu)化的基于 VCSEL 的收發(fā)器的制造方法更容易制造成陣列設(shè)備，并且比等效的單模收發(fā)器成本更低。盡管使用了多個光纖通道和多個收發(fā)器陣列，但與在單雙工連接上采用單通道或多通道操作的單模技術(shù)相比，仍可顯著節(jié)省成本。多模光纖系統(tǒng)為使用基于并行光纖的互連的基于標(biāo)準(zhǔn)的房屋應(yīng)用提供最低的系統(tǒng)成本和升級到 100G 的路徑。

安裝成本

單模光纖的成本通常低于多模光纖。在構(gòu)建您希望最終能夠達(dá)到 10G 或更快速度的 1G 光纖網(wǎng)絡(luò)時，單模光纖成本的節(jié)省可節(jié)省大約一半的價格。而多模 OM3 或 OM4 光纖會使 SFP 模塊的成本增加 35%。單模光器件更貴，但替換多模光器件的人工成本要高得多，尤其是在OM1—OM2—OM3—OM4之后。如果您愿意查看使用過的前光纖通道 SFP，單模 1G 的價格就會下降。如果您有預(yù)算并且需要10G短連接，最后檢查經(jīng)濟(jì)性仍然支持多模。不過，請密切關(guān)注這些經(jīng)濟(jì)學(xué)，因為歷史表明單模的價格溢價將會下降。

關(guān)于單模與多模光纜的常見問題

問：單?；蚨嗄９饫w哪種更好？

A：如上所述，單模光纜和多模光纜在成本和應(yīng)用上各有優(yōu)勢。沒有單模光纖比多模光纖更好的說法。只需為您的應(yīng)用選擇最合適的一種即可。

問：我可以混合使用單模和多模光纖嗎？

答：這個問題的答案是“否”。多模光纖和單模光纖纖芯尺寸不同，傳輸?shù)墓饽?shù)也不同。如果將兩根光纖混合或直接連接在一起，則會損失大量光損耗，從而導(dǎo)致鏈路抖動或斷開。請記住，切勿隨意混合不同類型的電纜。

問：我可以在單模光纖電纜上使用多模收發(fā)器嗎？

答：一般來說，答案是否定的。多模收發(fā)器與單模光纖連接會產(chǎn)生較大的光損耗。但是，反之亦然。例如，1000BASE-LX 單模 SFP 可以使用模式調(diào)節(jié)光纜在多模光纜上工作。有時，光纖介質(zhì)轉(zhuǎn)換器也可用于解決單模收發(fā)器和多模收發(fā)器之間的此類問題。

問：單模與多模光纜類型：我應(yīng)該選擇哪種？

答：在單模和多模光纜之間做出決定時，首先要考慮的因素是您實際需要的光纖距離。例如，在數(shù)據(jù)中心，多模光纜足以滿足 300-400 米的距離。而在需要長達(dá)數(shù)千米距離的應(yīng)用中，單模光纖是最佳選擇。在可以使用單模和多模光纖的應(yīng)用中，還應(yīng)考慮成本和未來升級要求等其他因素供您選擇。

概括

通過比較單模與多模光纖，可以得出結(jié)論，單模光纖布線系統(tǒng)適用于長距離數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，并廣泛部署在運營商網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)和無源光網(wǎng)絡(luò)中。多模光纖布線系統(tǒng)距離較短，廣泛部署在企業(yè)、數(shù)據(jù)中心和局域網(wǎng)中。無論您選擇哪一種，根據(jù)總光纖成本，選擇最適合您網(wǎng)絡(luò)需求的一種是每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員的一項重要任務(wù)。

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