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光波进入光纤中可激励起多个模式(就象一个脉冲信号含有多个频率成份)
在有的光纤中,一个以上的模式可以传播(就像带宽很宽的滤波器),这种光纤被称为多模光纤
在有的光纤中,只有一个模式(主模)可以传播(就像窄带滤波器),这种光纤被称为单模光纤
由于不同的模式有着不同的传播速度,因此多模光纤中,信号能量分布在多个模式中传播,到达另一端的时间不同,从而将形成光脉冲展宽,造成码间串扰,因此多模光纤的带宽距离积要小一些
而单模光纤没有这个问题,因此带宽距离积要远大于多模光纤
单模和多模是通过什么实现的呢?直径?材料?
多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm,单模光纤的纤芯直径为8.3μm,包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小,0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km,1.55μm的损耗为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的吸收作用,0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用。80年代起,倾向于多用单模光纤,而且先用长波长1.31μm。 多模光纤 多模光纤(Multi Mode Fiber):中心玻璃芯较粗(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。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。 单模光纤 单模光纤(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm),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。后来又发现在1.31μm波长处,单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负,大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处,单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样,1.31μm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。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的,因此这种光纤又称G652光纤。
从物理上严格讲:
波导中的模式是能单独在波导中传播的电磁场分布,他们必须满足边界条件的麦克斯韦方程!
光纤中单模一般是TE11模,因为它的截止波长是最长的.
光纤中多模一般是TE11,TM01,TE21,TE01模等等的混合模!因而容易产生色散!
为什么当光纤的半径很小时是单模,而当半径足够大时又变成多模了呢?
请各位大哥多多赐教,小弟感激不尽
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