为什么单模光纤比多模光纤传输带宽大

为什么单模光纤比多模光纤传输带宽大,第1张

与多模光纤相比,单模光纤具有如下特征:

传输距离远:由于单模光纤的传输半径要小于多模光纤,因此在信号传输时只能由一个光束传播,这样就不会造成多束光纤传输时的散射现象,就可以传输很远的距离而不变形。另外单模光纤使用的激光束的强度也比多模光纤使用的LED光束强度要大,传输距离也更远。

带宽大:即传输速率高。由于其单束光纤的不变性可以把光束的宽度变的很窄,即单位时间内发送的光束很多,因为每一个光束就是一个信号,因此其数据传输率很高。一般来说多模光纤的带宽为千兆,而单模光纤的带宽为万兆及十万兆等更高的速率。

由于其单色性好,每一个单模光纤上同时传输的光束数量就很多,这就是密集波分复用WDM技术,也就是说可以有更多的不同频率的光束在同一个光纤上传输,其数据速率更大。

按传输模式分

按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。

多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm,单模光纤的纤芯直径为8.3μm,包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小,0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km,1.55μm的损耗为0.20dB/km,这是光纤的最低损耗,80年代起,倾向于多用单模光纤,而且先用长波长1.31μm。

多模光纤

多模光纤(Multi

Mode

Fiber):中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

单模光纤

单模光纤(Single

Mode

Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处,单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负,大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处,单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样,1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口,也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。


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