光纖的傳輸模式主要取決于光纖的結構(如纖芯直徑和折射率分布),不同模式對應光波在光纖中傳播的不同路徑和電磁場分布。以下是光纖傳輸模式的主要分類及特點:
1. 單模光纖(Single-Mode Fiber, SMF)
核心特點:
纖芯直徑極小(通常為 8-10微米),僅允許光以單一模式(基模,LP?? 模式)傳播。
工作波長通常為 1310 nm 或 1550 nm(此時光纖損耗最低)。
無模間色散(所有光沿相同路徑傳播),適合長距離、高帶寬傳輸(如電信骨干網、海底光纜)。
傳輸模式原理:
光波以近似直線路徑在纖芯中傳播,電磁場分布集中在纖芯中心,幾乎不進入包層。
應用場景:
長距離通信(數十至數百公里)、高速網絡(100G/400G以太網)、5G基站回傳等。
2. 多模光纖(Multi-Mode Fiber, MMF)
多模光纖的纖芯較大(通常為 50 μm 或 62.5 μm),允許多個模式同時傳播,但不同模式的光傳播路徑不同,導致模間色散(信號失真)。根據折射率分布,分為兩種類型:
(1) 階躍折射率多模光纖(Step-Index MMF)
核心特點:
纖芯和包層的折射率呈階躍式突變(纖芯折射率高