單模光纖

1. 一、       單模光纖的定義

單模光纖(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光纖。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)在1.31μm波長(zhǎng)處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。這樣，1.31μm波長(zhǎng)區(qū)就成了光纖通信的一個(gè)很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段1.31μm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國(guó)際電信聯(lián)盟ITU－T在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱(chēng)G652光纖。

單模光纖相比于多模光纖可支持更長(zhǎng)傳輸距離，在100Mbps的以太網(wǎng)以至1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過(guò)5000m的傳輸距離。

從成本角度考慮，由于光端機(jī)非常昂貴，故采用單模光纖的成本會(huì)比多模光纖光纜的成本高。

折射率分布和突變型光纖相似，纖芯直徑只有8~10 μm，光線以直線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播。因?yàn)檫@種光纖只能傳輸一個(gè)模式（兩個(gè)偏振態(tài)簡(jiǎn)并），所以稱(chēng)為單模光纖，其信號(hào)畸變很小。

1. 二、       簡(jiǎn)介

"單模光纖" 在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中的解釋?zhuān)阂话?/span>v小于2.405時(shí),光纖中就只有一個(gè)波峰通過(guò),故稱(chēng)為單模光纖,它的芯子很細(xì),約為8一10微米,模式色散很小.影響光纖傳輸帶寬度的主要因素是各種色散,而以模式色散最為重要,單模光纖的色散小,故能把光以很寬的頻帶傳輸很長(zhǎng)距離。

圖1 單模光纖

單模光纖具備10 micron的芯直徑，可容許單模光束傳輸，可減除頻寬及振模色散(Modal dispersion)的限制，但由于單模光纖芯徑太小，較難控制光束傳輸，故需要極為昂貴的激光作為光源體，而單模光纜的主要限制在于材料色散(Material dispersion)，單模光纜主要利用激光才能獲得高頻寬，而由于LED會(huì)發(fā)放大量不同頻寬的光源，所以材料色散要求非常重要。

單模光纖相比于多模光纖可支持更長(zhǎng)傳輸距離，在100Mbps的以太網(wǎng)以至1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過(guò)5000m的傳輸距離。

從成本角度考慮，由于光端機(jī)非常昂貴，故采用單模光纖的成本會(huì)比多模光纖電纜的成本高。

單模光纖（SingleModeFiber, SMF）

單模光纖與多模光纖相比較，芯徑細(xì)很多，僅為8～10μm。因只傳一個(gè)模式，無(wú)模間色散，總色散小，帶寬寬。單模光纖使用在1.3～1.6μm的波長(zhǎng)區(qū)域，通過(guò)對(duì)光纖折射率分布的適當(dāng)設(shè)計(jì)，并選用純度很高的材料制備比纖芯大7倍的包層，可在此波段同時(shí)實(shí)現(xiàn)最低損耗與最小色散。

單模光纖用于長(zhǎng)距離、大容量光纖通信系統(tǒng)，光纖局部區(qū)域網(wǎng)和各種光纖傳感器中。

1. 一、       分類(lèi)

652單模光纖

滿足ITU-T.G.652要求的單模光纖，常稱(chēng)為非色散位移光纖，其零色散位于1.3um窗口低損耗區(qū)，工作波長(zhǎng)為1310nm（損耗為0.36dB/km）。我國(guó)已敷設(shè)的光纖光纜絕大多數(shù)是這類(lèi)光纖。隨著光纖光纜工業(yè)和半導(dǎo)體激光技術(shù)的成功推進(jìn)，光纖線路的工作波長(zhǎng)可轉(zhuǎn)移到更低損耗（0.22dB/km）的1550nm光纖窗口。

653單模光纖

滿足ITU-T.G.653要求的單模光纖，常稱(chēng)色散位移光纖（DSF=Dispersion Shifled Fiber），其零色散波長(zhǎng)移位到損耗極低的1550nm處。這種光纖在有些國(guó)家，特別在日本被推廣使用，我國(guó)京九干線上也有所采納。美國(guó)AT&T早期發(fā)現(xiàn)DSF的嚴(yán)重不足，在1550nm附近低色散區(qū)存在有害的四波混頻等光纖非線性效應(yīng)，阻礙光纖放大器在1550nm窗口的應(yīng)用。但在日本，將色散補(bǔ)償技術(shù)*用于G.653單模光纖線路，仍可解決問(wèn)題，而且未見(jiàn)有日本的G.655光纖，似屬個(gè)謎。

單模光纖和多模光纖

655單模光纖

滿足ITU-T.G.655要求的單模光纖，常稱(chēng)非零色散位移光纖或NZDSF（=NonZero Dispersion Shifted Fiber）。屬于色散位移光纖，不過(guò)在1550nm處色散不是零值（按ITU-T.G.655規(guī)定，在波長(zhǎng)1530-1565nm范圍對(duì)應(yīng)的色散值為0.1-6.0ps/nm*km），用以平衡四波混頻等非線性效應(yīng)。商品光纖有如AT&T的TrueWave光纖，Corning的SMF-LS光纖（其零色散波長(zhǎng)典型值為1567.5nm，零色散典型值為0.07ps/nm2*km）以及Corning的LEAF光纖。我國(guó)的"大寶實(shí)"光纖等。