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单模光纤和多模光纤的区别及如何选择

1 、什么是单模与多模光纤？他们的区别是什么？

单模与多模的概念是按传播模式将光纤分类──多模光纤与单模光纤传播模式概念。我们知道，光是一种频率（3×1014Hz）的电磁波，当它在光纤中传播时，根据波动光学、电磁场以及麦克斯韦式方程组求解等理论发现：

当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等（其中m、n=0、1、2、3、……）。

其中HE11模被称为基模，其余的皆称为高次模。

1）多模光纤

当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长时（约1?m），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式具有不同的传播速度与相位，导致长距离的传输之后会产生时延、光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散）。

模式色散会使多模光纤的带宽变窄，降低了其传输容量，因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。 多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布即渐变折射率分布。其纤芯直径约在50?m左右。

2）单模光纤

当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与光波长相近时，如芯径d1 在5～10?m范围，光纤只允许一种模式（基模HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。

由于它只有一种模式传播，避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信。因此，要实现单模传输，必须使光纤的诸参量满足一定的条件，通过公式计算得出，对于NA=0.12 的光纤要在λ=1.3?m以上实现单模传输时，光纤纤芯的半径应≤4.2?m，即其纤芯直径d1≤8.4?m。 由于单模光纤的纤芯直径非常细小，所以对其制造工艺提出了更苛刻的要求。

2 、使用光纤有哪些优点

1) 光纤的通频带很宽，理论可达30T。

2) 无中继支持长度可达几十到上百公里，铜线只有几百米。

3) 不受电磁场和电磁辐射的影响。

4) 重量轻，体积小。

5) 光纤通讯不带电，使用可用于易燃，易暴等场所。

6) 使用环境温度范围宽。

7) 使用寿命长。

3 、如何选择光缆？

光缆的选择除了根据光纤芯数和光纤种类以外，还要根据光缆的使用环境来选择光缆的结构和外护套。

1）户外用光缆 直埋时，宜选用松套铠装光缆。架空时，可选用带两根或多根加强筋的黑色PE外护套的松套光缆。

2）建筑物内用的光缆在选用时应选用紧套光缆并注意其阻燃、毒和烟的特性。一般在管道中或强制通风处可选用阻燃但有烟的类型（Plenum）或可燃的类型（LSZH），暴露的环境中应选用阻燃、和无烟的类型（Riser）。

3）楼内垂直或水平布缆时，可选用与建筑物内通用的紧套光缆、配线光缆或分支光缆时。

4）根据网络应用和光缆应用参数选择单模和多模光缆，通常室内和短距离应用以多模光缆为主，室外和长距离应用以单模光缆为主。