光纤布线如何选择单模光纤还是多模光纤

光纤布线如何选择单模光纤还是多模光纤一、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625M，包层外径125M，表示为50/125M或625/125M。单模光纤的纤芯直径为83M，包层外径125M，表示为83/125M。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25DB/KM,131M的损耗一般为035DB/KM，155M的损耗一般为020DB/KM，这是光纤的最低损耗，波长165M以上的损耗趋向加大。由于OH水峰的吸收作用，9001300NM和1340NM1520NM范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。二、多模光缆多模光纤MULTIMODEFIBER芯较粗50或625M，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最小模式带宽MHZKM光纤类型全模式带宽LED激光带宽LASER850NM1300NM850NM1300NMOM1625/125200500FFSFFSOM250/125500500FFSFFSOM3万兆50/12515005002000FFS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。美国康普公司的多模光缆分为多模OPTISPEED解决方案625/125M和万兆多模LAZRSPEED解决方案激光优化万兆50/125M。LAZRSPEED分成三个系列，即LAZRSPEED150、300、550系列，且LAZRSPEED万兆多模光缆均通过ULDMD认证。具体传输指标请看下表解决方案类型千兆传输M1GB/S万兆传输M10GB/SOPTISPEEDOM127532LAZRSPEED150OM2800150LAZRSPEED300OM31000300LAZRSPEED550OM31100550通过上表，对比标准可知，康普公司提供的光缆远远超出标准中定义的指标。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1020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。B从投资角度考虑，在至少10年内不会用到10G的地方，选用OPTISPEED普通多模625/125由于OM3光缆使用低价的VCSEL和850NM光源设备，使万兆传输造价大大降低。如果距离不超过150米，选用LAZRSPEED150OM250/125支持万兆150米LAZRSPEED300是300米万兆传输最好的选择LAZRSPEED550是550米万兆传输最好的选择如超过550米的万兆传输要求，需要选择TERASPEED，即单模光缆系统。三、单模光缆单模光纤SINGLEMODEFIBER中心纤芯很细芯径一般为9或10M，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来发现在1310NM波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1310NM正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1310NM波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1310NM常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITUT在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。上面提到由于OH水峰的吸收作用，9001300NM和1340NM1520NM范围内都有损耗高峰，该现象称为水峰。目前美国康普公司提供的TERASPEEDTM零水峰单模光缆，正解决了此问题，TERASPEED系统通过消除了1400NM水峰的影响因素,从而为用户提供了更广泛的传输带宽,用户可以自由使用从1260NM到1620NM的所有波段,因此传输通道从以前的240增加到400，性能比传统单模光纤多50的可用带宽，为将来升级为100G带宽的CWDM粗波分复用技术打下了坚实的基础，TERASPEED解决方案为园区/城市级理想的主干光纤系统。同时，由于G652D是单模光纤的最新的指标，是所有G652级别中指标最严格的并且完全向下兼容的。如果，仅指明G652意味着G652A的性能规范，这一点应特别注意。TERASPEED光纤超过所有的指标均满足G652A,B,C和D的性能规范，如下表G652AG652BG652CG652DTERASPEED衰减1310NM050404040351383NM04040321550NM0403503030241625NM04040404偏振模式散射PMDQPS/KM05020502008而我们对于单模光缆的选型建议如下A从传输距离的角度，如果希望今后支持万兆传输，而距离较远应考虑采用单模光缆。B从造价的角度，零水峰光缆提供比单模光纤多50带宽，而造价上又相差不多，事实上美国康普公司目前已经不提供普通单模光纤，只提供零水峰光纤这样的更高性能的产品给用户。四、结论单模还是多模综合以上的分析，我们认为，用户应从应用的角度、传输距离的角度、前瞻性的角度、造价的角度，综合以上因素，以最低的价格投资最好的性能附录应用传输距离参照网络速率传输距离网络标准光纤光源波长100MBPS2000M100BASEFXMMF多模LED1300NM1000MBPS300M1000BASESXMMF多模VCSEL850NM1000MBPS550M1000BASELXMMF多模LASER1300NM1000MBPS2000M1000BASELXSMF单模LASER1310NM10GBPS300M10GBASESOM3多模VCSEL850NM10GBPS300M10GBASELX4OM1多模LASER1310NM10GBPS210KM10GBASELOS1单模LASER1310NM10GBPS40KM10GBASEEOS1单模LASER1550NM需要模式适配跳线由于光纤本身低损耗、高带宽的属性，因此与铜电缆相比，它可以用于更远的距离。在数据网络中，在不使用中继器的前提下，该距离可以达到2公里。同时，光纤的重量轻、体积小非常适合应用在不适合使用铜电缆的地方，并且，通过使用多路器，一个光纤可以取代数以百计的铜电缆。这么一根小小的玻璃细丝真是令人大开眼界，但是数据产业真正受益的是它对ELECTROMAGNETICINTERFERENCEEMI的完全免疫，并且玻璃本身是一个非导电体。20世纪50年代，更多关于光纤视像传输的研究和发展，在医学界远程照明和观察仪器方面取得了成功。1996年，CHARLESKAO和GEORGEHOCKHAM提出了通过玻璃纤维传输信息的设想，同时还意识到要实现该设想必须大幅度降低电缆损耗。这就是改善纤维制造业中光纤损耗的开发驱动力，并且，目前我们的光纤损耗已经大大低于CHARLESKAO和GEORGEHOCKHAM原先设定的目标了。使用光纤维的优势由于光纤本身低损耗、高带宽的属性，因此与铜电缆相比，它可以用于更远的距离。在数据网络中，在不使用中继器的前提下，该距离可以达到2公里。同时，光纤的重量轻、体积小非常适合应用在不适合使用铜电缆的地方，并且，通过使用多路器，一个光纤可以取代数以百计的铜电缆。这么一根小小的玻璃细丝真是令人大开眼界，但是数据产业真正受益的是它对ELECTROMAGNETICINTERFERENCEEMI的完全免疫，并且玻璃本身是一个非导电体。由于光纤是一个非导电体，因此它可以用于必须电隔离的地方。比如，建筑之间需要交叉扎线以减少地电势的差异的铜电缆。同时，纤维对于危险环境不构成任何威胁，比如只要有火花便可能引起爆炸的化工厂。最后很重要的一点是安全问题要想窃入光纤读取数字信号是非常非常困难的。光纤结构光纤电缆有很多种类，但在本文中我们的目的是探讨最常见的类型625/125微米光纤保护束管。数字表示的是纤维芯和包裹层的直径，它是微米为测量单位的，即百万分之一米。光纤保护束管电缆可以用于室内或户外，或两者兼用。户外电缆的束管通常填充了凝胶软管来防潮。电缆中的电线可以是任意的4到144数目。经过多年发展，目前已经有各种不同尺寸的电线，但是目前在数字通信中最主要的三种尺寸是50/125、625/125和83/125。在数据网络中，广泛应用的还是50/125和625/125微米多模电缆，但是，最近625更受到欢迎。这是相当不幸的，因为50/125已经被认为是千兆以太网应用更好的选择。83/125微米是一个单模电缆，由于单模硬件的高昂花费，至今它都没有被广泛地应用到数据网络中。但是，情况开始有了一些改变。因为超过625/125光纤的千兆以太网长度限制已经减少到大约为220米，并且目前使用83/125可能是一些校园网络唯一的选择。衷心希望，这中转变能够带动单模光纤成本的下降。单模和多模的区别铜电缆的尺寸越大就意味着电阻越小，因此有更多的电流，但是光纤则正好相反。为了解释这个问题，我们首先需要了解光是如何在纤维芯中传播的。光在光纤中的传播过程被称为“全内反射“TIR通过使用两种具备不同反射率的玻璃也可能实现这个过程。内芯有一个高反射率的指数而外覆层有一个低反射率的指数。这个反射的原理与你观察池塘是一样的。池塘中的水比空气的反射率指数高一些，因此如果你从一个小的角度观察池塘时，你将看到周围事物的一个反射，但是，如果你以一个垂直的角度观察时，你可能看到的是池塘的底部。这两个视点之间的某个特定的角度下，光线不会在水面发生反射而是直接穿越空气/水的界面让你看到池塘的底部。多模光纤，顾名思义，表示有多种方式传播光线。该范围包括低位模式到高位模式。低位模式采取的是到达中间位置最直接路线的模式，而高位模式采取的是最长路线，因为它们是从一边到另外一边反弹前进的。由于一个光脉冲的光线到远端的时间不尽相同，因此，这就造成了信号散