综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤[详细]

综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤【文章摘要】光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。

多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，表示为50/125μm或62.5/125μm。

单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外径125μm，表示为8.3/125μm。

1、光纤分类光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。

多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，表示为50/125μm或62.5/125μm。

单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外径125μm，表示为8.3/125μm。

光纤的工作波长有短波850nm、长波1310nm和1550nm。

光纤损耗一般是随波长增加而减小，850nm的损耗一般为2.5dB/km,1.31μm的损耗一般为0.35dB/km，1.55μm的损耗一般为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。

由于OHˉ（水峰）的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。

2、多模光缆多模光纤(Multi Mode Fiber) －芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。

但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

如下表，为多模光缆的带宽的比较：1提到万兆多模光缆，需要作些说明，光纤系统在传输光信号时，离不开光收发器和光纤。

因传统多模光纤只能支持万兆传输几十米，为配合万兆应用而采用的新型光收发器，ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2002年9月正式颁布。

OM3光纤对LED和激光两种带宽模式都进行了优化，同时需经严格的DMD测试认证。

采用新标准的光纤布线系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米，而在单模方式下能够达到10公里以上（1550nm更可支持40公里传输）。

光纤等级(OM1 OM2 OM3)选型参考方案随着以太网设备成本的下降，万兆以太网的应用已经成为一种趋势。

基本上，综合布线系统的水平和垂直主干的速率之比都是1：10，以避免在垂直主干处形成瓶颈。

现在水平线缆已发展到六类，可以实现1000Mbps到桌面，为了继续保持网络传输的通畅，垂直主干就应采用万兆光纤了。

光纤凭借其质量小、容量大、传输频带高等特点而成为万兆以太网应用的首选。

光收发器主要有两大类：使用多模光纤的发光二极管（LED）和使用单模光纤的激光发光器（Laser）。

单模光纤虽然可以满足万兆应用的要求，但是激光发光器成本非常高，而传统的多模光纤只能在几十米的距离内支持万兆传输，无法满足网络主干的应用。

为了支持万兆以太网应用，业界开发出VCSEL光源，VCSEL 兼具了激光发光器件的性能（如响应速度高、传输光谱窄）和发光二极管的优势（如藕合效率高及成本低廉）。

通过优化改进50/125微米光纤与VCSEL配套，可以在850nm波长上10Gb/s应用时支持300米的传输距离，同时在支持千兆应用时，传输距离可以达到900米，而成本相比普通多模光纤增加不多。

因此IEEE 在2002 年6 月批准了万兆以太网标准。

ISO/IEC 11801也在2002年9月正式颁布了新的多模光纤标准等级，将多模光纤重新分为OM1、OM2和OM3三类，其中OM1指目前传统62.5μm多模光纤，OM2指目前传统50μm多模光纤，OM3就是新增的50μm万兆光纤。

传统的62.5μm多模光纤在850nm的带宽只有200MHz，即使在1300nm的带宽也只有500MHz，根本就无法真正进行万兆传输，而OM3万兆50μm多模光纤在850nm的带宽可以高达2000MHz。

对于不同的10Gbps网络需求，10Gb/s万兆光纤系统应符合IEC-60793-2-10和TIA-492AAAC激光带宽差模延迟（DMD）规范的50/125μm OM3多模和单模光纤，OM3多模光纤系统可以支持在300米的距离内传输10Gbps的数据速率，与VCSEL配套使用，符合ISO/IEC11801-2nd的OM-3光纤规范。

自从1977年世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用以来，光纤通信的应用发展极为迅速，而光纤光缆一直是光纤通信系统中最重要的组成部分。

如今，不仅国际及国家级的通信干线均采用光缆，伴随着IP业务的高速发展以及HDTV等新兴业务对网络容量的巨大需求，在建筑内部的综合布线系统(GCS)中，光缆也得到了越来越广泛的应用。

众所周知，综合布线系统本身是一个前瞻性系统，而且有着复杂的应用环境，因此，如何综合各个方面的需求，选择合适的光缆型号，也越来越受到综合布线设计者们的重视。

光纤的选型一、光纤的选型光缆不同于铜缆，最大的区别在于，光缆中的光纤本身就是独立的传输介质，而光缆中所有其它元件只是对光纤起到保护作用,在增强各种机械物理及环境性能的同时保证对内部的光纤传输性能影响最小。

所以对于光缆的传输性能，取决于内部的光纤类型。

光纤实际是由折射率较高的纤芯（core）和折射率较低的包层（cladding）组成，射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进，按照光在光纤中的传输模式可分为单模和多模。

典型多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，通常表示为50/125μm或62.5/125μm。

62.5μm芯径多模光纤比50μm芯径多模光纤芯径大、数值孔径高，能从LED 光源耦合入更多的光功率，因此在光纤发展初期，62.5／125μm多模光纤首先被美国采用为多家行业标准。

而50／125μm多模光纤主要在日本、德国作为数据通信标准使用。

由于北美光纤用量大和美国光纤制造及应用技术的先导作用，包括我国在内的多数国家均将62.5／125μm多模光纤作为局域网传输介质和室内配线使用。

上述形势一直维持到九十年代中后期。

随着局域网传输速率不断升级，50μm芯径多模光纤越来越引起人们的重视。

50／125μm光纤数值孔径和芯径较小，带宽比62.5／125μm光纤高，制作成本也可降低1／3。

因此，各国业界纷纷提出重新启用50／125μm多模光纤。

前言：最近有人咨询薛哥关于单模光纤和多模光纤方面的知识？什么是单模光纤？什么是多模光纤？如何选择这两种光纤呢？正文：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，光是一种频率极高（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1µm），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50µm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5～10µm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=1.3µm以上实现单模传输时，光纤纤芯的半径应≤4.2µm，即其纤芯直径d1≤8.4µm。

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。

目录摘要 (1)Abstract (1)引言 (1)1光纤的发展 (2)1.1单模光纤的发展 (2)1.2多模光纤的发展 (2)2多模与单模光纤通信的原理 (3)2.1多模光纤 (3)2.2单模光纤 (4)3两种光纤的特性 (4)3.1单模光纤的特点 (4)3.2多模光纤的特点 (5)3.3单模光纤与多模光纤的比较 (6)4单模光纤与多模光纤的应用 (6)结语 (8)参考文献 (8)致谢 (9)多模光纤与单模光纤的优缺点与应用学生姓名：杨荣林学号：20095040032单位：物理电子工程学院专业：物理学指导老师：张新伟职称：讲师摘要：光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。

光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。

光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。

本文对光纤通信的发展以及单模光纤与多模光纤的特点及其应用进行了阐述。

关键词：多模光纤；单模光纤；光纤通信The advantages and disadvantages of multimode and single-mode fiber and their application Abstract:Technology of optical fiber communication is the modern way of communication that it uses the light wave as the carrier of information transmission and information is transmitted from point to point by optical fiber regarded it as the medium.The birth and development of optical fiber communication technology is an important reform in the history of information communication. In this paper, the development of optical fiber communication and single-mode and multimode fiber characteristics and their application are discussed.Key words: Multimode optical fiber; Optical fiber; Optical fiber communication引言科学技术、工业、农业和国防现代化国际经济贸易中的人与人之间交流必然带来了全球性的海量信息交换。

综合布线设计中如何选择单模/多模光纤1、光纤分类光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。

多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm（微米），表示为50/125μm或62.5/125μm。

单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外径125μm，表示为8.3/125μm。

光纤的工作波长有短波850nm（纳米）、长波1310nm和1550nm。

光纤损耗一般是随波长增加而减小，850nm的损耗一般为2.5dB/km,（分贝/公里）1.31μm的损耗一般为0.35dB/km，1.55μm的损耗一般为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。

由于OHˉ(水峰)的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm 范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。

2、多模光缆多模光纤(MultiModeFiber)-芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。

但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

提到万兆多模光缆，需要作些说明，光纤系统在传输光信号时，离不开光收发器和光纤。

因传统多模光纤只能支持万兆传输几十米，为配合万兆应用而采用的新型光收发器，ISO/IEC11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2002年9月正式颁布。

OM3光纤对LED和激光两种带宽模式都进行了优化，同时需经严格的DMD 测试认证。

采用新标准的光纤布线系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米，而在单模方式下能够达到10公里以上(1550nm更可支持40公里传输)。

因此，如果要选择多模光缆应从以下几点进行考虑：A.从未来的发展趋势来讲，水平布线网络速率需要1Gb/s带宽到桌面，大楼主干网需要升级到10Gb/s速率带宽，园区骨干网需要升级到10Gb/s或100Gb/s的速率带宽。

目前网络应用正在以每年50%左右的速度增长，预计未来5年千兆到桌面，将变得和目前百兆到桌面一样普遍，因此在目前系统规划上要具有一定前瞻性，水平部分应考虑6类布线，主干部分应考虑万兆多模光缆，特别是现在6类铜缆加万兆多模光缆和超5类铜缆加千兆多模光缆的造价上大约只有不到10~20%左右的差别，从长期应用的角度，如造价允许应考虑采用6类铜缆加万兆光缆。

单模光纤与多模光纤如何选用？光纤可以说是人类历史上一次超越时间与空间的奇迹。

光纤根据传播路径可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤：光沿着一条路径传播。

多模光纤：光在多条路径中传播。

单模光纤与多模光纤的区别1、外观单模光纤：单模光纤光纤跳线的护套一般为黄色；多模光纤：多模光纤一般为橙色或者水蓝色。

多模的纤芯一般比单模更粗。

2、传输距离单模光纤：传输距离不低于5km，一般用于远程通信；多模光纤：只能够达到2km左右，适用于短距离通信，如建筑物内或者校园里。

3、光源单模光纤：激光光源接近于单一模式，多用于单模光纤；多模光纤：LED光源较为分散，可以产生多种模式的光，所以多用于多模光纤。

4、带宽单模光纤：色散小，带宽高，能把光以很宽的频带传输很长距离；多模光纤：纤芯宽，可以在给定的工作波长上传输多种模式，但色散大，损耗大，会产生干扰、干涉等复杂问题，因此在带宽、容量上均不如单模光纤。

单模光纤比多模光纤的带宽更高。

5、使用成本单模光纤：采用固态激光二极管作为光源，远比多模光纤的光源设备昂贵，所以单模光纤的使用成本比多模光纤的成本高得多。

多模光纤：允许通过多个光模式，比单模更贵。

6、损耗电信工业联盟（TIA）和电子工业联盟（EIA）携手制定了EIA/TIA标准，该标准规定了光缆、连接器的性能和传输要求，如今在光纤行业中被广泛接受和使用。

EIA/TIA标准明确了最大衰减是光纤损耗测量时最重要的参数之一。

最大衰减是光缆的衰减系数，以dB/km为单位。

单模光纤和多模光纤常见问题1、单模、多模混合使用单模光纤和多模光纤一般情况下不可以混合使用。

单模光纤与多模光纤的传输模式不一样，如果将两根光纤混合或直接连接在一起，会造成链路损耗，产生线路抖动。

不过通过单多模转换跳线，可以将单模和多模链路连接起来。

2、单模光纤与多模光纤的选择需要根据实际传输距离和成本考虑。

若传输距离为300-400米，可采用多模光纤，若传输距离达数千米，以单模光纤为佳。

光纤的规格和选用方法
光纤是一种重要的通信工具，其规格种类繁多，每种规格都有其适用场景和特点。

以下是一些光纤规格的介绍以及选用方法：
1. 长度规格：
全尺寸光纤：全尺寸光纤可达数千米之长，是光纤通信中主要的产品之一。

中段光纤：中段光纤长度一般为几米到数十米不等，经常用于光纤器件和光纤传感领域。

短距离光纤：短距离光纤长度一般不超过1米，适用于以太网、数据中心等短距离传输。

2. 直径规格：
标准直径光纤：标准直径光纤直径为125um，用于光通信，包括单模和
多模光纤。

微型光纤：微型光纤直径为80um，适用于光纤传感和医疗器械等领域。

超细光纤：超细光纤直径为5-60um，用于高密度光电器件的内部互连。

3. 芯数规格：
单模光纤：单模光纤的芯数为1，适用于远距离通信和高速数据传输。

多模光纤：多模光纤的芯数通常为2-24，适用于短距离通信。

4. 折射率规格：
标准光纤：标准光纤折射率为，用于光通信。

高折射率光纤：高折射率光纤折射率在以上，主要用于光纤传感领域。

5. 其他规格：
包覆材料：光纤的包覆材料通常为聚合物，也有少量采用金属材料的。

环境适应性：光纤通常要面对不同的环境，如高温、低温、潮湿等，需要具备一定的环境适应性。

在选择光纤时，需要考虑自身需要，选择适合自己的规格。

此外，还需要注意光缆的选用方法，如根据用途选择光缆和根据材料选择光缆等。

在选择光缆时，需要考虑其强度、温差系数、抗埋、抗压、防潮、耐化学侵蚀等特性，以及其材料和生产工艺等。