單模光纜

光纖傳輸設備

單模光纜,是一種光纖傳輸設備。

簡介


主要是由纖芯、包層和塗敷層構成;纖芯是由高度透明的材料製成的;包層的折射率略小於纖芯,從而造成一種光波導效應,使大部分的電磁場被束縛在纖芯中傳輸;塗敷層的作用是保護光纖不受水汽的侵蝕和機械的擦傷,同時又增加光纖的柔韌性。在塗敷層外,往往加有塑料外套。
按光纖的原材料的下同,光纖可分為以下幾種類型:
(1)石英系光纖
(2)多組份玻璃纖維
(3)塑料包層光纖
(4)全塑光纖
根據光纖橫截面上折射率分佈的情況來分類,光纖可分為階躍折射率型和漸變折射率型(也稱為梯度折射率型)。對於階躍折射率光纖,在纖芯中折射率分佈是均勻的,在纖芯和包層的界面上折射率發生突變;而對於漸變折射率光纖,折射率在纖芯中連續變化。n1>n2(n1 纖芯的折射率 n2 包層的折射率)是光纖引導光波在纖芯中傳輸的必要條件,對於階躍折射率光纖而言,它可以使光波在纖芯和包層交界面上形成全反射,引導光波沿纖芯向前傳播;對於漸變折射率光纖而言,它可以使光波在纖芯中產生連續折射形成穿過光纖軸線的類似於正弦波的光射線,引導光波沿纖芯向前傳播。
根據光纖中的傳輸模式數量分類,光纖又可分為多模光纖單模光纖。在一定的工作波長下。多模光纖是能傳輸許多模式的介質波導,而單模光纖只傳輸基模。
多模光纖可以採用階躍折射率分佈,也可以採用漸變折射率分佈;單模光纖多採用階躍折射率分佈。因此,石英光纖大體上也可以採用多模階躍折射率光纖、多模漸變折射率光纖和單模階躍折射率光纖三種。
光這種電磁波在光纖中的傳播屬於介質圓波導,光線在介質的界面發生全反射時,電磁波被限制在介質中,稱為導波或導模。給定的導波和工作波長,存在多種滿足全反射條件的入射情況,稱為導波的不同模式。以傳輸模式分為多模光纖和單模光纖。多模光纖可以傳輸若干個模式,而單模光纖對給定的工作波長只能傳輸一個模式。
當光纖的歸一化頻率V小於其歸一化截止頻率Vc時,才能實現單模傳輸,即在光纖中僅有基模在傳輸,其餘的高次模全部截止。就是說,除了光纖的參量如纖芯半徑,數值孔徑必須滿足一定條件外,要實現單模傳輸還必須使光波波長大於某個數值,即λ≥λc,這個數值就叫做單模光纖的截止波長。
截止波長λc的含義是,能使光纖實現單模傳輸的最小工作光波波長。也就是說,儘管其它條件皆滿足,但如果光波波長不大於單模光纖的截止波長,仍不可能實現單模傳輸。
另外,單模信號的距離損失比多模的小。在頭3000英尺的距離下,多模光纖可能損失其LED光信號強度的50%,而單模在同樣距離下只損失其激光信號的6.25%。
單模的帶寬潛力使其成為高速和長距離數據傳輸的唯一選擇。最近的測試表明,在一根單模光纜上可將40G乙太網的64通道傳輸長達2,840英里的距離。
在安全應用中,選擇多模還是單模的最常見決定因素是距離。如果只有幾英里,首選多模,因為LED發射/接收機比單模需要的激光便宜得多。如果距離大於5英里,單模光纖最佳。另外一個要考慮的問題是帶寬;如果將來的應用可能包括傳輸大帶寬數據信號,那麼單模將是最佳選擇。
英文解釋
單模光纖(Single?Mode Fiber, SMF)或稱sm

型號


單模光纜按光纖的原材料的下同,可分為以下幾種類型:
(1)石英系光纖
(2)多組份玻璃纖維
(3)塑料包層光纖
(4)全塑光纖

單模光纖


產品詳細信息
纖芯直徑8.3微米。
一種完全消除了1400nm波段的高衰減(即零水峰)的單模光纖ZWP-SW。
可在1280nm至1625nm全波段範圍內傳輸。
可支持16個低成本的粗波分復用(CWDM)通道。
並且可支持多達400個密集波分復用(DWDM)通道。
全波光纖符合ITU-T G.652.C的標準,同時支持原有的傳輸設備和應用。
支持10Gb/s傳輸300米。
TeraSPEED單模光纜參數零水峰光纜
物理特性
纖芯直徑:8.3微米
包層直徑:125.0±0.7微米
纖芯/包層同心度偏差:≤0.5微米
深覆層直徑:245(±10) 微米
包層不圓度:≤1.0%
包層/深覆層同心度偏差:≤12微米
著色光纖直徑:245(±7) 微米
最小篩選張力:>0.7Gpa
動態疲勞度:≥18
翹曲度:>4m
宏彎損耗(100圈,50mm直徑) :≤0.05dB@1310nm/0.10 dB@1550nm
宏彎損耗(1圈,32mm直徑) :≤0.5dB@1310nm/ @1550nm
光學特性
模場直徑:9.2±0.3微米@1310nm/ 10.4@1550nm
有效群折射率@1310nm&1383(±3) nm:1.466
有效群折射率@1550nm:1.467
最大光纜衰減值:
緊套管時0.7dB/km@1310nm
0.7dB/km@1383nm(±3) nm
0.7dB/km@1550nm
松套管時0.35 dB/km @310nm
0.32 dB/km@1383nm(±3) nm
0.24 dB/km@1550nm
最大色散:3.5ps/nm-km 1285nm-1330nm
零色散波長範圍:1300 nm-1322 nm
零色散斜率:≤0.092ps/(nm)2 km
光纖偏振模色散鏈路值:0.08ps/(km)

區別


單模光纜和多模光纜主要是由傳輸點模數來區別的。單模光纖的纖芯直徑很小, 在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸,傳輸頻帶寬,傳輸容量大。多模光纖是在給定的工作波長上,能以多個模式同時傳輸的光纖。與單模光纖相比,多模光纖的傳輸性能較差。
單模光纖只能傳輸的是單模信號,而多模光纖可以傳輸多模信號,多模光纖(Multimode optical fiber = MMF):顧名思義就是能夠傳播多種模式電磁波(這裡當然是光波)的光纖;由於有多個模式傳送,所以存在有很大的模間色散,可傳輸的信息容量較小;多模光纖纖芯較大,一般為50um,數值孔徑為0.2左右;模的數量取決於纖芯的直徑、數值孔徑和波長。
單模光纖(Single-mode fiber = SMF):則只能夠傳輸一個模式的信號波,但是必須是符合條件的:好象記得教材上說與那個叫歸一化頻率的東西有關,纖芯特別需要細一點,最好是工作波長的3、4倍;所以單模光線從外形來說就比多模光纖細的多;單模光纖因為只傳輸一個模式,所以不存在模式色散。
多模光纖用於小容量,短距離的系統,單模光纖用於主幹,大容量,長距離的系統單模光纖芯徑一般是9/125,而多模為50/125或62.5/125。
單模和多模是相對特定波長而言的,相同的光纖在不同的波長可能是單模也可能是多模,光沒有單多模之分,光源有單縱模~(dfb)和多縱模(fp)之分,多模光纖在纖徑上要比單模細點,單模652是62.5/125,而多模的有50/125和62.5/125兩種,從價格上來說,多模的一般是同芯數單模的1.5~2倍,從實際應用來看,多模的基本上用於數據接入光纜中,多模相對於單模來說最大的劣勢是模間色散(由於同種光在不同模式內的速率不同)。
在國內主要用的是62.5/125的多模光纖,至於兩者的區別好像是成纜后的用途不一樣,50的多用於室內光纜。
單模光纖只傳基模一種模式,多模可以傳多種模式。單模主要用於長途幹線,多模用於局域。前面有人說單模比多模細得多,其實是不對的,兩種纖包層直徑都為125隻是芯徑不一樣,單模為9多模一般常用的有50和62.5兩種。一般情況單模不會直接和多模相接是通過設備轉換。
光纖分多模光纖和單模光纖兩類,多模光纖和單模光纖的區別,主要在於光的傳輸方式不同,當然帶寬容量也不一樣。多模光纖直徑較大,不同波長和相位的光束沿光纖壁不停地反射著向前傳輸,造成色散,限制了兩個中繼器之間的傳輸距離和帶寬,多模光纖的帶寬約為2.5Gbps。單模光纖的直徑較細,光在其中直線傳播,很少反射,所以色散減小、帶寬增加,傳輸距離也得到加長。但是與之配套的光端設備價格較高,單模光纖的帶寬超過10Gbps。
多模光纖受到模式較高的脈衝信號擴展(色散)的影響比較大,而單模光纖較好的解決了模間色散的問題。SMF CORE 8.3-9.3 um. MFD通常為9.3um。

連接方式


一、單模光纜連接的主要方式
1.固定連接。主要用於光纜線路中多模、單模光纜間的永久性連接,多採用熔接,也有採用粘接和機械連接。特點是接頭損耗小,機械強度較高,設備需要熔接機
2.活動連接。主要用於多模、單模光纜與傳輸系統設備以及與儀錶間的連接,主要是通過光連接插頭進行連接。特點是接頭靈活較好,調換連接點方便,損耗和反射較大是這種連接方式的不足。插損方面也已經很好了,幾十RMB就可以了,可以直接買成品,如果你要散件的話,還需要端面拋光研磨設備,那個就太貴了,建議直接買跳線。
3.臨時連接。測量尾纖與被測多模、單模光纜間的耦合連接,一般採用此方法連接。特點是方便靈活,成本低,對損耗要求不高,臨時測量時多採用此方式連接。也可以用熔接機或者V型槽加膠。
二、對單模光纜連接的要求
1.對固定連接的要求 光纖固定連接是光纜線路中一項關鍵性技術。對固定連接的要求有以下幾方面:連接損耗小,一致性較好;連接損耗穩定性要好,一般溫差範圍內不應有附加損耗的產生;具有足夠的機械強度和使用壽命;操作應盡量簡便,易於施工作業;接頭體積要小,易於放置和防護;費用低,材料易於加工。
2.對活動連接的要求 對於要求可拆卸的光纖連接方式,都採用機械式連接器來實現。對其要求主要有以下幾方面:連接損耗要小,單模光纜損耗小於0.5dB ;應有較好的重複性和互換性。多次插拔和互換配件后,仍有較好的一致性;具有較好的穩定性,連接件緊固后插入損耗穩定,不受溫度變化的影響;體積要小,重量要輕;有一定的強度;價格適宜。
3.對臨時連接的要求 光纖的臨時連接,也可以用熔接機熔接。要求損耗儘可能地低,在用V型槽和毛細管連接時,必須加配比液,否則無法消除菲涅爾反射。