单模光纤

1. 一、       单模光纤的定义

单模光纤(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光纤。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。

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光缆的成本高。

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。

1. 二、       简介

"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8一10微米,模式色散很小.影响光纤传输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。

图1 单模光纤

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（SingleModeFiber, SMF）

单模光纤与多模光纤相比较，芯径细很多，仅为8～10μm。因只传一个模式，无模间色散，总色散小，带宽宽。单模光纤使用在1.3～1.6μm的波长区域，通过对光纤折射率分布的适当设计，并选用纯度很高的材料制备比纤芯大7倍的包层，可在此波段同时实现最低损耗与最小色散。

单模光纤用于长距离、大容量光纤通信系统，光纤局部区域网和各种光纤传感器中。

1. 一、       分类

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。

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。

单模光纤和多模光纤

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。