单模纤维和多模纤维可以从纤芯的尺寸大小来简单地判别。单模纤维的纤芯很小,约4~10um,只传输主模态。这样可完全避免了模态色散,使得传输频带很宽,传输容量很大。这种纤维适用于大容量、长距离的纤维通信。它是未来光纤通信与光波技术发展的必然趋势。
多模纤维又分为多模突变型光纤和多模渐变型纤维。前者纤芯直径较大,传输模态较多,因而带宽较窄,传输容量较小;后者纤芯中折射率随着半径的增加而减少,可获得比较小的模态色散,因而频带较宽,传输容量较大,目前一般都应用后者。
由于多模纤维中不同模式光的传波速度不同,因此多模纤维的传输距离很短。而单模纤维就能用在无中继的光通讯上。理由如下:
(1)光纤采用高纯度的石英玻璃材料,在光波长为1550nm附近衰减达到最小(接近理论极限0.2dB/Km)。
(2)只有驻波才能在光纤中稳定存在并且传输。驻波是激光在光纤中经过多次反射和干涉的结果,是离散的。
(3)单模激光传输时只有一个光斑(主模),而多模激光传输时有多个光斑。
(4)单模光纤只传输主模,即光线只沿着光纤的轴心传输,完全避免了色散和光能量的浪费。而且单模一般用波长为1310nm或1550nm的激光,接近石英的最小衰减波长1550nm。
(5)多模光纤传输主模或多个其它模,光线会沿着光纤的边缘壁不断反射,有许多的色散和光能量的浪费。而且多模一般用波长为850nm或1310nm的激光。实际上大多采用850nm波长,远离石英的最小衰减波长1550nm。
在光纤通信理论中,光纤有单模、多模之分,区别在于:
1. 单模纤维芯径小(10m m左右),仅允许一个模式传输,色散小,工作在长波长(1310nm和1550nm),与光器件的耦合相对困难;
2. 多模纤维芯径大(62.5m m或50m m),允许上百个模式传输,色散大,工作在850nm或1310nm。与光器件的耦合相对容易。
而对于光端模块来讲,严格的说并没有单模、多模之分。所谓单模、多模模块,指的是光端模块采用的光器件与何种纤维配合能获得最佳传输特性。
一般有以下区别:
1.单模模块一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源,耦合部件尺寸与单模光纤配合好,使用单模光纤传输时能传输较远距离;
2. 多模模块一般采用价格较低的LED作为光源,耦合部件尺寸与多模光纤配合好。