模的概念:光導纖維傳輸中的一個重要性能就是模式分布,我們將沿纖芯傳輸的光分解為沿軸向和沿截面兩種平面波成分沿截面傳輸的平面波在纖芯與包層的界面處發生全反射,每一往復傳輸的相位變化是2*Pi的整數倍時就可以在截面內形成駐波,這樣的駐波光線組稱為“模”。簡言之,所謂"模"是指以一定角速度進入光纖的一束光。
1.單模的定義:
(資料圖片)
一種光纖類型,光以單一路徑通過這種光纖。以激光器為光源,單模光纖的纖芯較細,使光線能夠直接發射到中心。建議距離較長時采用。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選擇。
近的測試表明,在一根單模光纜上可將40G以太網的64信道傳輸長達2,840英里的距離。在安全應用中,選擇多模還是單模的常見決定因素是距離。如果只有幾英里,多模,因為LED發射/接收機比單模需要的激光便宜得多。如果距離大于5英里,單模光纖。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,那么單模將是選擇。
2.多模的定義:
一種光纖類型,光以多重路徑通過這種光纖。以發光二極管或激光器為光源。多模光纖中光信號通過多個通路傳播;通常建議在距離不到5英里時應用。多模光纖從發射機到接收機的有效距離大約是5英里。可用距離還受發射/接收裝置的類型和質量影響;光源越強、接收機越靈敏,距離越遠。研究表明,多模光纖的帶寬大約為4000Mb/s。制造的單模光纖是為了消除脈沖展寬。由于纖芯尺寸很小(7-9微米),因此消除了光線的跳躍。在1310和 1550nm波長使用聚焦激光源。這些激光直接照射進微小的纖芯、并傳播到接收機,沒有明顯的跳躍。如果可以把多模比作獵槍,能夠同時把許多彈丸裝入槍筒,那么單模就是步槍,單一光線就像一顆子彈。3.多模光纖與單模光纖
3.多模光纖與單模光纖
多模光纖的纖芯大,入射光進入纖芯的角度多,向前傳播的路徑也多所以其電磁場分布模式多種多樣,可同時傳播多種模式單模光纖的纖芯小,光的入射角度小,電磁場分布模式單純只允許一種基本的模式即基模的傳播,其它高次模均被淘汰。
4.光在單模光纖中的傳播
光在單模光纖中的傳播軌跡,簡單講是以平行于光纖軸線的形式,以直線方式傳播。這是因為在單模光纖中僅以一種模式(基模)進行傳播,而高次模全部截止,不存在模式色散。平行于光軸直線傳播的光線代表傳播中的基模。