單模光纖與多模光纖的區別與應用

與其他技術相比，光纖傳輸數據的速度更快，距離更遠，使其成爲當代數據傳輸的基礎。因此，光纖廣泛應用於互聯網服務、電信和企業數據中心網絡。

在光纖電纜的安裝過程中，有許多關鍵的決定，選擇單模或多模是其中之一。這種選擇將對網絡帶寬、距離和預算產生重大影響。因此，充分了解這兩種光纖電纜之間的差異至關重要。

單模和多模光纖電纜之間的主要區別在於，在單模光纖電纜中，光线僅通過一條路徑傳播。而在多模光纖中，多條光线同時通過波導傳播。但，單模光纖的纖芯直徑比多模光纖小。下面讓我們來更好地了解它們。

單模光纖

如果纖芯很小，只有0°入射角的光线才能穩定地通過光纖長度而沒有太大損耗，則稱爲單模光纖。在這種情況下，纖芯到包層的直徑爲9至125微米。

光纖由三部分組成：纖芯、包層、塗層或緩衝層。芯型單模光纖中心緊密，由單根光纖束組成。從光源發出的光往往會穿過這個特定部分。因此，需要像激光一樣尖銳、聚焦的光束作爲小直徑纖芯的光源。衆所周知，單模光纖由於僅傳輸一條光线而具有最小的信號失真。

多模光纖

在多模光纖中，多條光线同時通過光纖傳播。然而，每條光线在傳輸過程中都會以特定的角度反射。在多模光纖的情況下，纖芯到包層的直徑爲50-62.5至125微米。核心的直徑足夠大，可以讓多條光线穿過它，並使用LED作爲光源。在多模光纖的情況下，隨着光穿過纖芯時產生的光反射數量增加，其能夠在給定時間傳輸更多數據。

單模光纖與多模光纖的區別

• 芯徑

單模光纖的纖芯直徑比多模光纖小得多。前者的纖芯直徑爲9µm，而多模光纖的纖芯直徑通常在50µm至62.5µm之間。這使得多模光纖電纜具有更強的“聚光”能力，並簡化連接。由於纖芯直徑較大，其衰減比單模光纖更大。單模電纜的纖芯非常窄。因此，穿過這些光纜的光不會被頻繁反射，從而將衰減保持在最低限度。

• 光源及波長

像垂直腔面發射激光器(VCSELs)和發光二極管(led)這樣的低成本光源，工作波長爲850納米和1300納米，由於其芯尺寸大，通常用於多模光纖電纜。另一方面，單模光纖通常使用激光器或激光二極管來產生注入電纜的光。最常用的單模光纖波長是1310 nm和1550 nm。

• 帶寬

多模光纖的帶寬受到其光模式的限制。相反，理論上，單模光纖具有無限的帶寬，因爲其一次只允許一種光模通過。因此，其是當今快節奏環境中的廣泛首選。這兩種光纖類型在帶寬方面的功能截然不同。單模光纜利用明亮、強的光源，衰減較低。在多模光纖的情況下，亮度較低，衰減較高。大多數用戶顯然需要更高的帶寬和不間斷的體驗，這使得單模光纖佔據了上風。

• 彩色護套

根據電信行業協會TIA-598-C光纖電纜顏色編碼的標准定義，非軍事應用的單模電纜塗有黃色外護套，多模光纖則塗有橙色或水綠色護套。

• 傳輸距離

電子器件及其光輸出能力決定了光纖電纜的傳輸距離，而單模光纖在這方面也被證明具有優越性，並且能夠進行短距離和遠距離傳輸。而且，其傳輸不受分辨率質量或單一帶寬的影響。其中大多數可以通過單模光纖電纜中繼長達10公裏。另一方面，由於其電纜等級，多模光纖電纜的最大範圍往往在300至550米之間。

由於多模光纖支持多種光模，且纖芯尺寸較大，其光纖距離受到模態色散的限制，這在多模階躍折射率光纖中是很常見的現象。單模光纖不會發生這種情況。

• 成本

所涉及的費用是做出任何購买決定時要考慮的關鍵因素之一。當然，都是希望選擇能夠以實惠的價格提供最佳結果的選項。目前，單模光纖比多模光纖具有成本優勢。雖然其具有更復雜的光學處理器和更強的光源，但由於其制造效率，單模光纖電纜的價格比多模電纜更低。事實上，平均而言，單模光纖比多模光纖節省了30%。

然而，考慮到大多數光纖系統都使用收發器，負責將發射器和接收器組合成單個光纖技術模塊，以便在光網絡上接收和發送，這一點也很重要。目前，多模收發器的價格比單模收發器低兩到三倍。

總結

當多個模式或光路沿着多模光纖電纜傳播時，其可以在短距離內提供高帶寬。脈衝發出的所有光在單模光纖中以幾乎相同的速度傳播，並在大約相同的時間到達，因此不存在多模光纖中的模態色散效應。其能夠支持更高的帶寬水平，並且在更遠的距離上信號損失更少，非常適合從遠程辦公室到校園的長距離信號傳輸應用。然而，由於多模光纖具有多個光路，因此非常適合在短距離範圍內需要高帶寬的項目。所以，應根據自身具體需求和預算限制，爲項目選擇理想的光纖電纜。

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標題：單模光纖與多模光纖的區別與應用

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