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按传输模式来分类

  根据光纤中传输模式的多少,可分为"单模光纤"和"多模光纤"两类。单模光纤只传输一种模式,纤芯直径较细,通常在8~10μm范围内。而多模光纤可传输多种模式,纤芯直径较粗,典型尺寸为50μm左右,相当于一根头发丝那么精细。

  (1)单模光纤(Single-Mode Fiber,SMF)
  单模光纤只传输主模,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。单模光纤携带单个频率的光将数据从光缆的一端传输到另一端,如图3-12左图所示。

  图3-12  单/双模光纤的信号传输

  SMF光纤细径较细,约10μm。单模光纤使用的光波长为1.31μm或1.55μm。目前在有线电视和光通信中,是应用最广的一种光纤。

  由于SMF光纤完全避免了模式散射,使得单模光纤的传输频带很宽因而适用于大容量、长距离的光纤通信。SMF光纤只能传一种模式的光,因此其模间色散很小,适用于远程通信,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个为正、一个为负,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。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652会议中确定的,因此它又称G652光纤。

  SMF光纤没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更宽。

  (2)多模光纤(Multi-Mode Fiber,MMF)
  多模光纤可以在单根或多根光纤上同时携带几种光波,如图3-12右图所示。

  MMF光纤纤芯直径较粗,通常为50μm或62.5μm。由于其模间色散较大,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。例如:600Mb/s/km的光纤在2km时则只有300Mb/s的带宽。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几千米。

  MMF按折射率分布进行分类时,可分为:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看,在纤芯中前进的光束以蛇行状传播。由于光的各个路径所需时间大致相同,所以传输容量较SI型大。

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