光纖模場(chǎng)直徑

單模光纖

單模光纖是只有一股（大多數(shù)應(yīng)用中為兩股）玻璃光纖的光纖，纖芯直徑為8.3μm~10μm，只有一種傳輸模式。由于芯徑相對(duì)較窄，單模光纖只能傳輸波長(zhǎng)為1310nm或1550nm的光信號(hào)。單模光纖的帶寬比多模光纖高，但是對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。

單模光纖主要用在多頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中，例如，波分多路復(fù)用（WDM，Wave-Division-Multiplexing）系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)復(fù)用的光信號(hào)只需要用一根單模光纖就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

單模光纖的傳輸速率比多模光纖要高，而且傳輸距離也比多模光纖要高出50倍不止，因此，其價(jià)格也高于多模光纖。與多模光纖相比，單模光纖的芯徑要小得多，小芯徑和單模傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使得在單模光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不會(huì)因?yàn)楣饷}沖重疊而失真。在所有光纖種類中，單模光纖的信號(hào)衰減率最低，傳輸速度最大。

多模光纖

多模光纖是另一種常見(jiàn)的光纖類型，纖芯直徑為50μm~100μm，它可以在給定的工作波長(zhǎng)上傳輸多種模式。相對(duì)于雙絞線，多模光纖能夠支持較長(zhǎng)的傳輸距離，在10mbps及100mbps的以太網(wǎng)中，多模光纖最長(zhǎng)可支持2000米的傳輸距離。常見(jiàn)多模光纖的芯徑為50μm、62.5μm和100μm。由于多模光纖中傳輸?shù)哪Ｊ蕉噙_(dá)數(shù)百個(gè)，各個(gè)模式的傳播常數(shù)和群速率不同，使光纖的帶寬窄，色散大，損耗也大，只適于中短距離和小容量的光纖通信系統(tǒng)。

光纖的種類

階躍型：階躍型光纖是一種多模光纖，其芯徑達(dá)到了100μm。階躍型是指光纖的折射率的分布方式，纖芯和包層的折射率都是均勻分布，而它們之間有一個(gè)折射率差，纖芯折射率大于包層折射率，在纖芯和包層邊界有一個(gè)臺(tái)階，所以稱之為階躍型光纖。在多模階躍折射率光纖中，滿足全反射，單入射角不同的光線的傳輸路徑是不同的，結(jié)果使不同的光線所攜帶的能量到達(dá)終端的時(shí)間不同，從而產(chǎn)生了脈沖展寬，這就限制了光纖的傳輸容量。這種光纖比較適合短距離傳輸應(yīng)用。

漸變型：漸變型光纖的纖芯折射率是不均勻的，按一定規(guī)律連續(xù)變化的。折射率在光纖軸心處最大，隨著纖芯半徑r的值增大而逐漸減小。在漸變型光纖中，光線傳輸?shù)能壽E近似于正弦波，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，多模光纖多為漸變型光纖。

單模：?jiǎn)文９饫w的芯徑較小，纖芯和包層的折射率變化比多模光纖要小。光線在單模光纖中研直線傳播，不發(fā)生折射，因此，幾乎不會(huì)發(fā)生色散。

纖芯/包層直徑

區(qū)分不同光纖的主要方法之一是查看纖芯的直徑和包層的直徑，而且行業(yè)內(nèi)也對(duì)此制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在給光纖接續(xù)連接器和接頭以及接續(xù)工具的選擇上起到了重要作用。

大多數(shù)光纖的標(biāo)準(zhǔn)包層直徑是125um，標(biāo)準(zhǔn)外保護(hù)層直徑是245um。多模光纖的芯徑一般為50um或62.5um，標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的芯徑是8um-10um。

纖芯和包層的直徑在光纖光纜的規(guī)格中扮演重要角色，例如，我們通常稱纖芯直徑為50um、包層直徑為125um的多模光纖為50/125光纖。

光纖的命名

目前為止，綜合布線標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了6個(gè)不同名稱的光纖：OM1、OM2、OM3、OS1和OS2（用于工業(yè)大樓的綜合布線）。此外，OM4光纖也在2005進(jìn)入商用市場(chǎng)，是OM3光纖的優(yōu)化產(chǎn)品。OM1、OM2、OM3、OS1和OS2光纖的命名與其各自的傳輸性能有關(guān)。

62.5/125μm（OM1）光纖是二十世紀(jì)八九十年代最受歡迎的多模光纖，到了二十一世紀(jì)早期， 它已經(jīng)成為應(yīng)用最普遍的多模光纖，但是，與其他多模光纖相比，62.5/125μm（OM1）光纖的速率傳輸速率最低，傳輸距離也最短，62.5/125μm（OM1）光纖的性能在此時(shí)已經(jīng)達(dá)到了頂點(diǎn)。

50/125μm光纖有三種：OM2、OM3和OM4。需要注意的是，OM3光纖通常僅僅是指用在10G傳輸中的多模光纖，因?yàn)镺M3是專為10G應(yīng)用設(shè)計(jì)，是10G應(yīng)用的最佳多模光纖解決方案。50/125μm光纖提供的帶寬是62.5/125μm提供帶寬的10倍。

OM3光纖VS OM4光纖

OM3是第一個(gè)激光優(yōu)化的多模光纖標(biāo)準(zhǔn)。OM3多模光纖技術(shù)使得激光傳輸系統(tǒng)首次在沒(méi)有使用模式調(diào)節(jié)線纜的情況下使用了多模光纖。OM3光纖和新型低成本的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）一起使用實(shí)現(xiàn)了10G傳輸。

OM4光纖從2005年開(kāi)始進(jìn)入商用市場(chǎng)，是OM3光纖的優(yōu)化產(chǎn)品。OM4光纖與OM3光纖完全兼容，而且都使用的是淺綠色的外護(hù)套。與OM3光纖一樣，OM4也是與VCSEL配套工作而設(shè)計(jì)的光纖，不同的是，OM4在10G傳輸中的傳輸距離更長(zhǎng)，達(dá)到了550m（OM3在相同條件下的傳輸距離為300m）。

此外，OM4光纖的有效模帶寬為4700MHz.km，是OM3的2倍不止（OM3的有效模帶寬為2000MHz.km）。

OM3光纖的傳輸速率為10GB/s-100GB/s，未來(lái)仍會(huì)在大多數(shù)應(yīng)用中廣泛使用。盡管如此，OM4光纖在傳輸距離和成本控制上具有更大的優(yōu)勢(shì)。

多模光纖光纜的規(guī)格

與單模光纖（OS1/OS2）一起使用的光器件比較昂貴，因此，單模光纖通常用在長(zhǎng)距離傳輸應(yīng)用中。而基于實(shí)際需求，大多數(shù)局域網(wǎng)中都使用的是多模光纖光纜。

光纖的衰減

與其他種類的線纜相比，盡管光纖光纜具有卓越的性能，但是，光纖傳輸仍然會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，這些損耗主要是由以下因素產(chǎn)生：

因雜質(zhì)產(chǎn)生的損耗：光纖內(nèi)部不可避免地會(huì)有其他雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)會(huì)吸收部分光信號(hào)。水是光纖內(nèi)部的主要雜質(zhì)之一。

因包層產(chǎn)生的損耗：當(dāng)光信號(hào)在包層和纖芯之間反射傳輸時(shí)，事實(shí)上會(huì)有一部分光信號(hào)射入到纖芯內(nèi)部，而這個(gè)過(guò)程會(huì)造成光信號(hào)損耗。這種損耗構(gòu)成了光信號(hào)整體損耗的主要部分。

因波長(zhǎng)產(chǎn)生的損耗：研究表明，光信號(hào)的損耗程度還和波長(zhǎng)有關(guān)，事實(shí)上，當(dāng)光信號(hào)以某些波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸時(shí)，損耗會(huì)增加。

盡管用光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸會(huì)產(chǎn)生損耗，光信號(hào)在單模光纖中仍然可以傳輸相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。沒(méi)有光纖放大器的作用，光信號(hào)可以以50Gbp/s的速率傳輸100m。

光纖的原材料

光纖的原材料主要有2種：玻璃和塑料。玻璃光纖和塑料光纖的特點(diǎn)各不相同，因此其應(yīng)用范圍也大不相同。

來(lái)源：中國(guó)聯(lián)通學(xué)院