單模光纖和多模光纖的衰減差異主要體現(xiàn)在衰減系數(shù)、波長依賴性、傳輸距離以及影響因素上，這些差異源于兩者在結(jié)構(gòu)設計和傳輸原理上的本質(zhì)區(qū)別。以下是詳細對比：

一、衰減系數(shù)對比

二、波長依賴性差異

單模光纖

1310nm波長：處于光纖的“零色散窗口”，衰減主要由材料吸收和瑞利散射決定，系數(shù)穩(wěn)定。

1550nm波長：位于“低損耗窗口”，衰減系數(shù)比1310nm低約40%，且受溫度影響更小(溫度每升高10℃，衰減增加約0.002 dB/km)。

應用場景：長距離傳輸(如跨城、跨海光纜)優(yōu)先選擇1550nm波長以降低總損耗。

多模光纖

850nm波長：短波長下材料吸收較強，且模式色散顯著，導致衰減系數(shù)是1300nm波長的2~7倍。

1300nm波長：衰減系數(shù)降低，但模式色散仍存在，限制了傳輸距離和帶寬。

應用場景：短距離傳輸(如數(shù)據(jù)中心、局域網(wǎng))通常使用850nm波長以降低成本，但對損耗容忍度較高。

三、傳輸距離與損耗關系

單模光纖

低損耗優(yōu)勢：1550nm波長下，每公里衰減僅0.18~0.25 dB，理論傳輸距離可達數(shù)百公里(需配合光放大器)。

實際案例：跨海光纜(如連接歐美的大西洋光纜)單段長度可達6000公里，總衰減通過分布式放大器補償。

多模光纖

高損耗限制：850nm波長下，每公里衰減2.0~3.5 dB，傳輸距離通常限制在550米以內(nèi)(如10GBase-SR標準)。

帶寬距離積：多模光纖的帶寬距離積(如OM3光纖為2000 MHz·km)遠低于單模光纖(單模帶寬理論無限)，進一步限制了長距離應用。

四、影響衰減的關鍵因素差異

單模光纖

制造工藝：光纖內(nèi)雜質(zhì)(如過渡金屬離子)含量直接影響吸收損耗，優(yōu)質(zhì)光纖通過化學提純可將衰減降至0.15 dB/km(1550nm波長)。

宏彎損耗：彎曲半徑小于30mm時，1550nm波長信號衰減呈指數(shù)增長，需避免過度彎折。

溫度穩(wěn)定性：單模光纖對溫度變化不敏感，衰減波動小于0.01 dB/km(溫度范圍-40℃~+85℃)。

多模光纖

模式色散：多模式傳輸導致不同路徑的光信號到達時間不同，引發(fā)脈沖展寬，間接增加等效衰減(尤其在高速傳輸中顯著)。

連接器損耗：多模連接器(如MPO)需嚴格對齊纖芯，偏移超過1μm會導致額外損耗(典型值為0.5 dB/連接器)。

數(shù)值孔徑(NA)：NA值越大，光纖接收光的能力越強，但模式色散也越嚴重，需在接收靈敏度和損耗間權(quán)衡。

五、選型建議

單模光纖適用場景

長距離傳輸(>10公里)，如城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)、跨海通信。

高帶寬需求(如40G/100G以上速率)，需配合單模光模塊(如SFP+、QSFP28)。

對成本不敏感但要求低損耗、高可靠性的場景。

多模光纖適用場景

短距離傳輸(<550米)，如數(shù)據(jù)中心機柜間連接、企業(yè)局域網(wǎng)。

成本敏感型項目，多模光模塊(如SFP、QSFP)價格僅為單模的1/3~1/2。

對安裝靈活性要求高，多模光纖彎曲半徑更小(如OM4光纖最小彎曲半徑為7.5mm)。

六、總結(jié)對比表

審核編輯 黃宇