单模光纤 & 多模光纤

在光纤通讯中，单模光纤是一种设计用来传送单一光束(模)的光纤。通常此光束内有多种波长的光。虽然光束传送路径与光纤平行，但通常称之为transverse mode，因其电磁波振荡方向垂直于光纤。

单模光纤不像多模光纤会色散，单模光纤不会色散。单模光纤在维持长距离光脉冲的精确度上也比多模光纤好。所以单模光纤可通过的带宽比多模光纤宽。而单模的相关设备也较贵。但单模光纤本身比多模光纤便宜。

典型的光纤纤核直径在8到10µm而加上被覆纤壳的直径是125 µm；可通过的光的波长是1310或1550 nm。单模光纤在物理或化学性质上的不同性质可以做出多的特别规格，如非零色散光纤及零色散光纤。

单模光纤具备10 micron的芯直径，可容许单模光束传输，可减除频宽及振模色散(Modal dispersion)的限制，但由于单模光纤芯径太小，较难控制光束传输，故需要极为昂贵的激光作为光源体，而单模光缆的主要限制在于材料色散(Material dispersion)，单模光缆主要利用激光才能获得高频宽，而由于LED会发放大量不同频宽的光源，所以材料色散要求非常重要。

单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离，在100MBPS的以太网以至这行的1G千兆网，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离。

从成本角度考虑，由于光端机非常昂贵，故采用单模光纤的成本会比多模光纤电缆的成本高。

单模光纤（Single Mode Fiber, SMF）

如图 (c)，折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为这种光纤只能传输一个模式（两个偏振态简并），所以称为单模光纤，其信号畸变很小。

几种单模光纤

G.652单模光纤

满足ITU-T.G.652要求的单模光纤，常称为非色散位移光纤，其零色散位于1．3um窗口低损耗区，工作波长为1310nm（损耗为0．36dB／km）。我国已敷设的光纤光缆绝大多数是这类光纤。随着光纤光缆工业和半导体激光技术的成功推进，光纤线路的工作波长可转移到更低损耗（0.22dB／km）的1550nm光纤窗口。

G.653单模光纤

满足ITU-T.G.653要求的单模光纤，常称色散位移光纤（DSF＝Dispersion Shifled Fiber），其零色散波长移位到损耗极低的1550nm处。这种光纤在有些国家，特别在日本被推广使用，我国京九干线上也有所采纳。美国AT&T早期发现DSF的严重不足，在1550nm附近低色散区存在有害的四波混频等光纤非线性效应，阻碍光纤放大器在1550nm窗口的应用。但在日本，将色散补偿技术*用于G.653单模光纤线路，仍可解决问题，而且未见有日本的G.655光纤，似属个谜。

G.655单模光纤

满足ITU-T.G.655要求的单模光纤，常称非零色散位移光纤或NZDSF（＝NonZero Dispersion Shifted Fiber）。属于色散位移光纤，不过在1550nm处色散不是零值（按ITU-T.G.655规定，在波长1530-1565nm范围对应的色散值为0.1-6.0ps／nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应。商品光纤有如AT&T的TrueWave光纤，Corning的SMF-LS光纤（其零色散波长典型值为1567.5nm，零色散典型值为0.07ps／nm2.km）以及Corning的LEAF光纤。我国的"大宝实"光纤等。

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多模光纤电缆容许不同光束于一条电缆上传输，由于多模光缆的芯径较大，故可使用较为廉宜的偶合器及接线器，多模光缆的光纤直径为50μm至100μm。

基本上有两种多模光缆，一种是梯度型（graded）另一种是引导型（stepped），对于梯度型（graded）光缆来说，芯的折光系数（refraction index)于芯的外围最小而逐渐向中心点不断增加，从而减少讯号的振模色散，而对引导型（Stepped Inder）光缆来说，折光系数基本上是平均不变，而只有在色层（cladding）表面上才会突然降低引导型（stepped）光缆一般较梯度型（graded）光缆的频宽为低。在网络应用上，最受欢迎的多模光缆为62.5/125，62.5/125意指光缆芯径为62.5μm而色层（cladding）直径为125μm，其他较为普通的为50/125及100/140。

相对于双绞线，多模光纤能够支持较长的传输距离，在10mbps及100mbps的以太网中，多模光纤最长可支持2000米的传输距离，而于1GpS千兆网中，多模光纤最高可支持550米的传输距离。

业界一般认为当传输距离超过295尺，电磁干扰非常严重，或频宽需要超过350MHz，那便应考虑采用多模光纤代替双绞线作为传输载体。

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PS: 简单来说

单模光纤通常为黄色外皮，纤细，设备成本高，传输距离远

多模光纤通常为橙色外皮，纤粗，设备成本低，传输距离短

光纤成本由于工艺标准不同而不定