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單模光纖和多模光纖的區(qū)別及如何選擇
1 、什么是單模與多模光纖?他們的區(qū)別是什么?
單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我們知道,光是一種頻率(3×1014Hz)的電磁波,當它在光纖中傳播時,根據(jù)波動光學、電磁場以及麥克斯韋式方程組求解等理論發(fā)現(xiàn):
當光纖纖芯的幾何尺寸遠大于光波波長時,光在光纖中會以幾十種乃至幾百種傳播模式進行傳播,如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等(其中m、n=0、1、2、3、……)。
其中HE11模被稱為基模,其余的皆稱為高次模。
1)多模光纖
當光纖的幾何尺寸(主要是纖芯直徑d1)遠遠大于光波波長時(約1?m),光纖中會存在著幾十種乃至幾百種傳播模式。不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位,導致長距離的傳輸之后會產(chǎn)生時延、光脈沖變寬。這種現(xiàn)象叫做光纖的模式色散(又叫模間色散)。
模式色散會使多模光纖的帶寬變窄,降低了其傳輸容量,因此多模光纖僅適用于較小容量的光纖通信。 多模光纖的折射率分布大都為拋物線分布即漸變折射率分布。其纖芯直徑約在50?m左右。
2)單模光纖
當光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長相近時,如芯徑d1 在5~10?m范圍,光纖只允許一種模式(基模HE11)在其中傳播,其余的高次模全部截止,這樣的光纖叫做單模光纖。
由于它只有一種模式傳播,避免了模式色散的問題,故單模光纖具有極寬的帶寬,特別適用于大容量的光纖通信。因此,要實現(xiàn)單模傳輸,必須使光纖的諸參量滿足一定的條件,通過公式計算得出,對于NA=0.12 的光纖要在λ=1.3?m以上實現(xiàn)單模傳輸時,光纖纖芯的半徑應(yīng)≤4.2?m,即其纖芯直徑d1≤8.4?m。 由于單模光纖的纖芯直徑非常細小,所以對其制造工藝提出了更苛刻的要求。
2 、使用光纖有哪些優(yōu)點
1) 光纖的通頻帶很寬,理論可達30T。
2) 無中繼支持長度可達幾十到上百公里,銅線只有幾百米。
3) 不受電磁場和電磁輻射的影響。
4) 重量輕,體積小。
5) 光纖通訊不帶電,使用可用于易燃,易暴等場所。
6) 使用環(huán)境溫度范圍寬。
7) 使用壽命長。
3 、如何選擇光纜?
光纜的選擇除了根據(jù)光纖芯數(shù)和光纖種類以外,還要根據(jù)光纜的使用環(huán)境來選擇光纜的結(jié)構(gòu)和外護套。
1)戶外用光纜 直埋時,宜選用松套鎧裝光纜。架空時,可選用帶兩根或多根加強筋的黑色PE外護套的松套光纜。
2)建筑物內(nèi)用的光纜在選用時應(yīng)選用緊套光纜并注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強制通風處可選用阻燃但有煙的類型(Plenum)或可燃的類型(LSZH),暴露的環(huán)境中應(yīng)選用阻燃、和無煙的類型(Riser)。
3)樓內(nèi)垂直或水平布纜時,可選用與建筑物內(nèi)通用的緊套光纜、配線光纜或分支光纜時。
4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和光纜應(yīng)用參數(shù)選擇單模和多模光纜,通常室內(nèi)和短距離應(yīng)用以多模光纜為主,室外和長距離應(yīng)用以單模光纜為主。