单模光纤

"单模光纤" 在学术文献中的解释:一般v小于2.405时,光纤中就只有一个波峰通过,故称为单模光纤,它的芯子很细,约为3一10微米,模式色散很小.影响光纤传翰带宽度的主要因素是各种色散,而以模式色散最为重要,单模光纤的色散小,故能把光以很宽的频带传输很长距离。
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(SingleMode 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。
最新的单模光纤应用:
由于现在的光纤多采用塑料做纤芯。成本已经很低了。例如市场上出售的四芯单模光纤就只有2~3元/米
而单模/多模光纤收发器的价格也在300~500之间。所以它的应用成本很低。,
过去我们在建设网络时的传统观念是局域网只用双绞线,只有高速连接互联网时才用到光纤,有些企业或是厂矿局域网的范围很大,而且对网络稳定性要求更高,在这里我们就建议使用光纤了,使用光纤的成本不比使用达标的超五类双绞线高多少。而且不必担心雷击,不用考虑局域网的有效距离,大家可以在以后的工作中参考使用。
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