【物聯網之聲｜企業資訊】光纖和光纜有什麼區別？單模光纖vs多模？

現有光纖通訊使用的光波長有哪幾種

我們在做綜合佈線的時候，經常用到光纖光纜。可是常常會讓許多朋友感到疑惑，到底光纖和光纜有什麼區別？單模光纖、單模光纜、多模光纖、多模光纜又是什麼？下面我們一同前去了解一下。

光纖和光纜有什麼區別

通常我們泛指的光纖與光纜，大家習慣統稱為同一個產品。從嚴格的意義上來說他們是兩個不同的產品。

光纖：

光纖是一種由玻璃或塑膠製成的纖維，可作為光傳導工具。光纖是一種傳輸光束的細而柔軟的媒質。

光纖外層的保護結構可以防止周遭環境對光纖的傷害。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網狀遮蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

光纖通常被紮成束，外面有外殼保護。纖芯通常是由石英玻璃製成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆、易斷裂，因此需要外加一保護層。所以它們的區別就在於此。

光纜：

光纜（optical fiber cable）是為了滿足光學、機械或環境的效能規範而製造的，它是利用置於包覆護套中的一根或多根光纖作為傳輸媒質並可以單獨或成組使用的通訊線纜元件。光纜主要是由光導纖維（細如頭髮的玻璃絲）和塑膠保護套管及塑膠外皮構成，光纜內沒有金、銀、銅鋁等金屬，一般無回收價值。光纜是一定數量的光纖按照一定方式組成纜芯，外包有護套，有的還包覆外護層，用以實現光訊號傳輸的一種通訊線路。 即：由光纖（光傳輸載體）經過一定的工藝而形成的線纜。光纜的基本結構一般是由纜芯、加強鋼絲、填充物和護套等幾部分組成，另外根據需要還有防水層、緩衝層、絕緣金屬導線等構件。

總結：

光纜包含光纖，是光纜的一個部分。光纖就是光纜內的玻璃纖維，只是在工程運用中經常不嚴格區分二者的同稱而已。

什麼是單模光纖、單模光纜、多模光纖、多模光纜

單模光纖定義：

單模光纖（SingleModeFiber）：中心玻璃芯很細（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光纖。因此，其模間色散很小，適用於遠端通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。後來又發現在1。31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這樣，1。31μm波長區就成了光纖通訊的一個很理想的工作視窗，也是現在實用光纖通訊系統的主要工作波段1。31μm常規單模光纖的主要引數是由國際電信聯盟ITU－T在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱G652光纖。

單模光纖相比於多模光纖可支援更長傳輸距離，在100Mbps的乙太網以至1G千兆網，單模光纖都可支援超過5000m的傳輸距離。

從成本角度考慮，由於光端機非常昂貴，故採用單模光纖的成本會比多模光纖光纜的成本高。

折射率分佈和突變型光纖相似，纖芯直徑只有8~10 μm，光線以直線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播。因為這種光纖只能傳輸一個模式（兩個偏振態簡併），所以稱為單模光纖，其訊號畸變很小。

單模光纜定義：

單模光纜，是一種光纖傳輸裝置，主要是由纖芯、包層和塗敷層構成；纖芯是由高度透明的材料製成的；包層的折射率略小於纖芯，從而造成一種光波導效應，使大部分的電磁場被束縛在纖芯中傳輸；塗敷層的作用是保護光纖不受水汽的侵蝕和機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性。在塗敷層外，往往加有塑膠外套。

多模光纖定義：

在給定的工作波長上傳輸多種模式的光纖。按其折射率的分佈分為突變型和漸變型。普通多模光纖的數值孔徑為0。2±0。02，芯徑/外徑為50μm/125μnu其傳輸引數為頻寬和損耗。由於多模光纖中傳輸的模式多達數百個，各個模式的傳播常數和群速率不同，使光纖的頻寬窄，色散大，損耗也大，只適於中短距離和小容量的光纖通訊系統。

多模光纖容許不同模式的光於一根光纖上傳輸，由於多模光纖的芯徑較大，故可使用較為廉價的耦合器及接線器，多模光纖的纖芯直徑為50μm至100μm。

基本上有兩種多模光纖，一種是梯度型（graded）另一種是階躍型（stepped），對於梯度型（graded）光纖來說，芯的折射率（refraction index）於芯的外圍最小而逐漸向中心點不斷增加，從而減少訊號的模式色散，而對階躍型（Stepped Index）光纜來說，折射率基本上是平均不變，而只有在包層（cladding）表面上才會突然降低。階躍型（stepped）光纖一般較梯度型（graded）光纖的頻寬低。在網路應用上，最受歡迎的多模光纖為62。5/125，62。5/125意指光纖芯徑為62。5μm而包層（cladding）直徑為125μm，其他較為普通的為50/125及100/140。

多模光纜定義：

多模光纜是內建有多根光纖（成分是二氧化矽，石英玻璃）的通訊線纜。擁有多種結構型號以及兩種傳輸模式，是利用比較廣泛的通訊光纜，主要應用在長途通訊和局間通訊的傳輸。多模光纜傳輸：傳輸方面8芯多模光纜主要是以單模和多模兩種規格。單模（內徑是9μm外徑是125μm）多模（有兩種，分別是內徑是62。5μm外徑是125μm和內徑是50μm外徑是125μm），單模是一種長距離傳輸的模式，波長是1310和1550兩種；多模是一種短距離傳輸的模式（傳輸距離限制在2000米以內），波長是850和1300兩種。

單模光纖與多模光纖物理特性

單模光纖包括色散位移光纖，可以在大於截止波長的波段（1170nm）傳輸單一模式的資料，其中大約80%的光纖芯中傳輸，另外20%在周圍的包層中傳輸。因此傳輸路徑更準確的說是模場佈滿不僅僅是纖芯。

對於典型的纖芯直徑8μm模場直徑大紙10μm的單模光纖可以比多模光纖傳輸更多的資料並且損耗更低。

對於多模光纖，光訊號完全在纖芯中傳輸。這種光纖的纖芯直徑為50μm至100μm（50μm與62。5μm，典型值）並且主要用於區域網（LANs）。短距離線路和有線電視（CCTV）。

單模光纖與多模光纖物理尺寸

單模光纖與多模光纖的物理尺寸表

光纖按模場分為多模與單模光纖。多模則又分為62。5/125μm、50/125μm與100/140μm三種，常用的即62。5/125μm和50/125μm兩種多模光纖；而單模光纖只有一個規格，即9/125μm的單模光纖。

單模光纖和多模光纖的區別

傳輸點數：

單模光纖和多模光纖主要是由傳輸點模數來區別的。單模光纖的纖芯直徑很小， 在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸，傳輸頻頻寬，傳輸容量大。多模光纖是在給定的工作波長上，能以多個模式同時傳輸的光纖。 與單模光纖相比，多模光纖的傳輸效能較差。

傳輸訊號：

單模光纖只能傳輸的是單模訊號，而多模光纖可以傳輸多模訊號。

多模光纖（Multimode optical fiber = MMF）：顧名思義就是能夠傳播多種模式電磁波（這裡當然是光波）的光纖；由於有多個模式傳送，所以存在有很大的模間色散，可傳輸的資訊容量較小；多模光纖纖芯較大，一般為50um，數值孔徑為0。2左右；模的數量取決於纖芯的直徑、數值孔徑和波長。

單模光纖（Single-mode fiber = SMF）：則只能夠傳輸一個模式的訊號波，但是必須是符合條件的：好象記得教材上說與那個叫歸一化頻率的東西有關，纖芯特別需要細一點，最好是工作波長的3、4倍；所以單模光線從外形來說就比多模光纖細的多；單模光纖因為只傳輸一個模式，所以不存在模式色散。

容量和距離：

多模光纖用於小容量，短距離的系統，單模光纖用於主幹，大容量，長距離的系統單模光纖芯徑一般是9/125，而多模為50/125或62。5/125。

波長：

單模和多模是相對特定波長而言的，相同的光纖在不同的波長可能是單模也可能是多模，光沒有單多模之分，光源有單縱模~（dfb）和多縱模（fp）之分，多模光纖在纖徑上要比單模細點，單模652是62。5/125，而多模的有50/125和62。5/125兩種，從價格上來說，多模的一般是同芯數單模的1。5~2倍，從實際應用來看，多模的基本上用於資料接入光纜中，多模相對於單模來說最大的劣勢是模間色散（由於同種光在不同模式內的速率不同）。

色散：

多模光纖受到模式較高的脈衝訊號擴充套件（色散）的影響比較大，而單模光纖較好的解決了模間色散的問題。SMF CORE 8。3-9。3 um。 MFD通常為9。3um。

希望大家看完之後對光纖光纜有一個大概的瞭解。