综合布线：如何选择多模光纤和单模光纤

Posted 2022-11-07 wangmo

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很多弱电朋友多次给我们留言提到光纤单模与多模的选择问题，光纤在综合布线中使用非常广泛，多数人会遇到光纤单模与多模选用问题，今天就和大家一起来了解这方面的知识。

1、光纤分类

光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，表示为50/125μm或62.5/125μm。单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外径125μm，表示为8.3/125μm。

光纤的工作波长有短波850nm、长波1310nm和1550nm。光纤损耗一般是随波长增加而减小，850nm的损耗一般为2.5dB/km,1.31μm的损耗一般为0.35dB/km，1.55μm的损耗一般为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（水峰）的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。

2、多模光缆

多模光纤(Multi Mode Fiber) － 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。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。如下表，为多模光缆的带宽的比较：

提到万兆多模光缆，需要作些说明，光纤系统在传输光信号时，离不开光收发器和光纤。因传统多模光纤只能支持万兆传输几十米，为配合万兆应用而采用的新型光收发器，ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2002年9月正式颁布。OM3光纤对LED和激光两种带宽模式都进行了优化，同时需经严格的DMD测试认证。采用新标准的光纤布线系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米，而在单模方式下能够达到10公里以上（1550nm更可支持40公里传输）。

美国康普公司的多模光缆分为：

(1)、多模OptiSPEEDreg；

(2)、解决方案（62.5/125μm）和万兆多模LazrSPEEDreg;

(3)、解决方案（激光优化万兆50/125μm）。

LazrSPEED分成三个系列，即LazrSPEED 150、300、550系列，且LazrSPEED万兆多模光缆均通过UL DMD认证。具体传输指标请看下表：

通过上表，对比标准可知，康普公司的光缆远远超出标准中定义的指标。

因此，如果要选择多模光缆应从以下几点进行考虑：

A.从未来的发展趋势来讲，水平布线网络速率需要1 Gb/s带宽到桌面，大楼主干网需要升级到10 Gb/s 速率带宽，园区骨干网需要 升级到10 Gb/s或100Gb/s的速率带宽。目前网络应用正在以每年50%左右的速度增长，预计未来5年千兆到桌面，将变得和目前百兆到桌面一样普遍，因此在目前系统规划上要具有一定前瞻性，水平部分应考虑6类布线，主干部分应考虑万兆多模光缆，特别是现在6类铜缆加万兆多模光缆和超5类铜缆加千兆多模光缆的造价上大约只有不到10~20%左右的差别，从长期应用的角度，如造价允许应考虑采用6类铜缆加万兆光缆。

B.从投资角度考虑，在至少10年内不会用到10G的地方，选用OptiSPEED（普通多模62.5/125）；由于OM3光缆使用低价的 VCSEL 和850nm 光源设备，使万兆传输造价大大降低。如果距离不超过150米，选用LazrSPEED 150（OM2 50/125 支持万兆150米）；LazrSPEED 300是300米万兆传输最好的选择；LazrSPEED 550是550米万兆传输最好的选择；如超过550米的万兆传输要求，需要选择TeraSPEED，即单模光缆系统。

3、单模光缆

单模光纤(Single Mode Fiber)：中心纤芯很细(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。

后来发现在1310nm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1310nm正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1310nm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。1310nm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。

上面提到由于OHˉ（水峰）的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm范围内都有损耗高峰，该现象称为水峰。目前美国康普公司提供的TeraSPEEDTM零水峰单模光缆，正解决了此问题，TeraSPEED 系统通过消除了1400nm 水峰的影响因素, 从而为用户提供了更广泛的传输带宽, 用户可以自由使用从1260nm 到1620nm 的所有波段, 因此传输通道从以前的240增加到400，性能比传统单模光纤多50%的可用带宽，为将来升级为100G带宽的CWDM 粗波分复用技术打下了坚实的基础，TeraSPEED 解决方案为园区/城市级理想的主干光纤系统。

同时，由于G.652.D 是单模光纤的最新的指标，是所有G.652级别中指标最严格的并且完全向下兼容的。如果，仅指明G.652意味着 G.652.A 的性能规范，这一点应特别注意。TeraSPEED 光纤超过所有的指标均满足 G.652.A, .B, .C和.D 的性能规范，如下表：

而我们对于单模光缆的选型建议如下：

A．从传输距离的角度，如果希望今后支持万兆传输，而距离较远应考虑采用单模光缆。

B．从造价的角度，零水峰光缆提供比单模光纤多50%带宽，而造价上又相差不多，事实上美国康普公司目前已经不提供普通单模光纤，只提供零水峰光纤这样的更高性能的产品给用户。

4、结论：单模还是多模？

综合以上的分析，我们认为，用户应从应用的角度、传输距离的角度、前瞻性的角度、造价的角度，综合以上因素，以最低的价格投资最好的性能。

单模的一般都是两芯的，一芯收一芯发；也有单纤双向的是用一芯，在同一芯上通过WDM技术实现双向传输（单模光纤波分复用器 WDM）。

多模的都是两芯的，没有单芯的，因为多模光缆没办法做WDM。

单纤双向的收发器价格较高，一对的价格顶得上双纤双向两对的价格了。

价格：多模的便宜，单模的贵

距离：多模的小于2KM，单模的能传100KM左右

波长：多模850/1310NM，单模1310/1550NM

多模收发器接收多个传输模式，传输距离比较近。

单模收发器只接收单一的模式。传输距离比较远。

至于那一个用量大，很难说，虽然多模都在淘汰中，但是因为价格较低很多在监控啊近距离传输方面还有很多在用 。

使用参考表：

备注：多模光纤收发器和单模光纤收发器有什么区别?

多模收发器和多模光纤对应, 单模和单模对应, 不能混用。

目前市场上, 多模的收发器价格低廉, 基本200元左右的就很不错了, 企业级的300多也够用了. 带宽都是100Mbps。

单模收发器与之相比, 市场上货源较少, 价格较贵, 带宽是1000Mbps, 比多模要高很多。

具体应用上, 多模的用量要高于单模，主要在500m以下的布线范围内, 多模已经能满足，虽然性能不如单模。单模在500m以上或者对带宽要求较高的环境下应用，大多是企业级应用。

因为光纤模块的工作稳定性和性能大大优于收发器, 所以, 在单模这种对性能要求较高的应用环境内, 很少企业会用收发器, 而是直接用模块来代替，自然生产单模收发器的厂商就少了, 价格就高了。