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多模光纖的簡介及應用-神州光纜

文章出處:廣東神州光纜有限公司 人氣:-發表時間:2016-11-23 08:53:00

基本簡介

  多模光纖是指可以傳輸多個光傳導模的光纖。局域網(LAN)多選用多模光纖,其理由一為多模光纖收發機便宜(比同檔次相應單模光纖收發器的價格低一半);二為多模光纖接續簡單方便和費用低。常用的多模光纖主要有IEC-60793-2光纖產品規范中的A1a類(50/125μm)和A1b類(62.5/125μm)兩種。這兩種多模光纖的包層直徑和機械性能相同,都能提供如以太網、令牌環和FDDI協議在標準規定的距離內所需的帶寬,而且二者都能升級到Gbit/s的速率。總體來講,由于62.5/125μm光纖芯徑和數值孔徑較大,具有較強的集光能力和抗彎曲特性,在近20年來得到了最廣泛的應用。北美應用62.5/125μm光纖最多,而日本、西歐則較多地采用50/125μm光纖。

  多模光纖電纜容許不同光束于一條電纜上傳輸,由于多模光纜的芯徑較大,故可使用較為廉宜的偶合器及接線器,多模光纜的光纖直徑為50μm至100μm。

  基本上有兩種多模光纜,一種是梯度型(graded)另一種是引導型(stepped),對于梯度型(graded)光纜來說,芯的折光系數(refraction index)于芯的外圍最小而逐漸向中心點不斷增加,從而減少訊號的振模色散,而對引導型(Stepped Inder)光纜來說,折光系數基本上是平均不變,而只有在色層(cladding)表面上才會突然降低引導型(stepped)光纜一般較梯度型(graded)光纜的頻寬為低。在網絡應用上,最受歡迎的多模光纜為62.5/125,62.5/125意指光纜芯徑為62.5μm而色層(cladding)直徑為125μm,其他較為普通的為50/125及100/140。

  相對于雙絞線,多模光纖能夠支持較長的傳輸距離,在10mbps及100mbps的以太網中,多模光纖最長可支持2000米的傳輸距離,而于1GpS千兆網中,多模光纖最高可支持550米的傳輸距離。

  業界一般認為當傳輸距離超過295尺,電磁干擾非常嚴重,或頻寬需要超過350MHz,那便應考慮采用多模光纖代替雙絞線作為傳輸載體。


特點

  隨著以太網技術的發展、局域網的速率升級,新一代多模光纖必須具有更高的傳輸帶寬和更長的傳輸距離。為滿足10Gbit/s以太網傳輸的要求,現在出現了新型50/125μm多模光纖。與62.5/125μm光纖相比,50/125μm光纖的數值孔徑和芯徑較小、傳導模的數目較少、帶寬較高而成本較低。因此,新型50/125μm多模光纖將會大量應用于超高速局域網的建設;幾年以后,62.5/125μm會逐漸退出多模光纖主流市場。

  新一代多模光纖的主要特點如下:(1)這種光纖是一種工作波長為850nm的新型50/125μm漸變型(GI)多模光纖。(2)不同于傳統50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布,它將帶寬的正態分布曲線峰值從980nm轉移到850nm處。帶寬曲線峰值居中是為了它能夠覆蓋850nm和1300nm兩個窗口,因為所有的電子器件已習慣使用850nm或1300nm的光源。(3)配用850nm的垂直腔面發射激光器VCSEL)光源,新型50/125μm光纖的“激光器帶寬”為2000MHz·km,可以支持10Gbit/s以太網單通道傳輸300m。(4)由于用“激光器帶寬”代替了傳統的“模帶寬”,對相應參數的測量也從傳統的“滿注入法(OFL,OverfilledLaunch)”改成了“限模注入(RML,RestrictedModeLaunch)”新方法。(5)新型50/125μm光纖的安裝特性與傳統多模光纖相同。

單、多模光纖的區別

  單模光纖和多模光纖可以從纖芯的尺寸大小來簡單地判別。單模光纖的纖芯很小,約4~10um,只傳輸主模態。這樣可完全避免了模態色散,使得傳輸頻帶很寬,傳輸容量很大。這種光纖適用于大容量、長距離的光纖通信。它是未來光纖通信與光波技術發展的必然趨勢。

  多模光纖又分為多模突變型光纖和多模漸變型光纖。前者纖芯直徑較大,傳輸模態較多,因而帶寬較窄,傳輸容量較小;后者纖芯中折射率隨著半徑的增加而減少,可獲得比較小的模態色散,因而頻帶較寬,傳輸容量較大,目前一般都應用后者。
 
  由于多模光纖中不同模式光的傳波速度不同,因此多模光纖的傳輸距離很短。而單模光纖就能用在無中繼的光通訊上。在光纖通信理論中,光纖有單模、多模之分,區別在于:1. 單模光纖芯徑小(10m m左右),僅允許一個模式傳輸,色散小,工作在長波長(1310nm和1550nm),與光器件的耦合相對困難2. 多模光纖芯徑大(62.5m m或50m m),允許上百個模式傳輸,色散大,工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對容易。
 
  而對于光端模塊來講,嚴格的說并沒有單模、多模之分。所謂單模、多模模塊,指的是光端模塊采用的光器件與何種光纖配合能獲得最佳傳輸特性。
 
  一般有以下區別:1. 單模模塊一般采用LD或光譜線較窄的LED作為光源,耦合部件尺寸與單模光纖配合好,使用單模光纖傳輸時能傳輸較遠距離2. 多模模塊一般采用價格較低的LED作為光源,耦合部件尺寸與多模光纖配合好。

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