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2024-06-02 08:13:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录

1. 多模光纤和单模光纤的区别

1.1 线径区别

1.1.1 多模光纤分类及应用

1.2 外护套颜色差异

1.3 光源差异

1.4 单模光纤和多模光纤常见问答

1.4.1 单模光纤和多模光纤可以混合使用吗?

1.4.2 可以在单模光纤上使用多模光模块吗?

1.4.3 可以在多模光纤上使用单模光模块吗?

1.4.4 单模光纤与多模光纤应该如何选择?

2. 光纤连接器类型

2.1 LC

2.2 SC光纤跳线

2.3 FC光纤跳线

2.4 ST光纤跳线

3. 光纤端面

3.1 常用光纤头按插针端面

3.2 按照抛光类型划分APC和UPC的区别

3.2.1 回波损耗和插入损耗

3.2.2 PC

3.2.3 UPC

3.2.4 APC

3.2.5 UPC和APC的主要区别

光纤跳线,又称光纤连接器,是指光缆两端都装上连接器插头,用来实现光路活动连接;一端装有插头则称为尾纤。光纤跳线和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。

中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是50μm~65μm,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。

1. 多模光纤和单模光纤的区别

根据光传输模式的不同,光纤跳线分为单模光纤跳线和多模光纤跳线。单模光纤跳线只能传一种模式的光,模间色散小,适用于远程通信,而多模光纤跳线可以一次传输多模模式的光,模间色散大,且随着传输距离的增长,模间色散加剧,因此比较适用于短距离传输。

在区分光纤跳线之前首先要明白单模光纤和多模光纤的区别。根据光传输模式的不同光纤被分为单模光纤和多模光纤,由于这两种光纤的几何特性和传输特性大不相同,导致它们在实际应用中也存在较大差异性。

单模光纤和多模光纤在外护套、芯径和光源三个方面存在以下区别:

1.1 线径区别

单模光纤(SMF)的纤芯直径一般为9μm,由于纤芯窄,它只能在1310nm、1550nm以及WDM波长上传输一种模式的光,也正因如此,单模光纤色散较小,带宽高,而多模光纤(MMF)的纤芯直径一般为50/62.5μm,纤芯宽,它能在给定的工作波长(850nm或1310nm波长)上传输多种模式的光,但因为多模光纤中传输的模式多达数百个,各个模式的传输常数和群速率不同,导致多模光纤的带宽窄、色散大,损耗也大。

总结:单模光纤用于长距离传输,多模光纤用于短距离传输。多模光纤适用于850nm和1300nm的波长,而单模光纤则最佳用于1310nm和1550nm的波长。

1.1.1 多模光纤分类及应用

多模光纤是一种用于短距离传输的光纤类型,常见于校园网、企业局域网和数据中心。如今,市面上的多模光纤类型有OM1、OM2、OM3、OM4、OM5,这五种多模光纤都拥有不同的数据传输能力。

从表中可以看出,在1G和10G速率下,单模光纤比多模光纤的传输距离远的多,那么数据中心为什么不全部采用单模光纤呢?这是由于数据中心的建设以短距离传输为主,在短距离传输应用中,多模光纤与单模光纤的性能一致,但成本更低,且OM3/OM4多模光纤能支持更高的速率,在如今高速率网络时代,多模光纤的需求量也不容小觑。

如今,OM1和OM2多模光纤多用于机房内的1G以太网链路连接,OM3和OM4多模光纤多用于10G/40G数据中心光纤布线,OM5多模光纤则适用于40/100G高速以太网的链路传输。与OM1/OM2/OM3/OM4多模光纤相比,OM5多模光纤具备高扩展性和灵活性,能以更少的芯数支持更高速率的网络传输,且其成本和功耗都远低于单模光纤。可见,未来OM5多模光纤有可能广泛应用于100G/400G/1T超大型的数据中心。

1.2 外护套颜色差异

通过光纤的外护套颜色可快速区分单模光纤和多模光纤。根据TIA-598C标准定义,OS1/OS2单模光纤的外护套颜色为黄色,而多模光纤的外护套颜色为橙色或水绿色,其中OM1/OM2多模光纤采用橙色外护套,OM3/OM4多模光纤采用水绿色外护套(在非军事用途下),OM5多模光纤则采用绿色外护套。

1.3 光源差异

单模光纤和多模光纤采用的光源不同,单模光纤一般采用激光光源,而多模光纤一般采用LED光源。

1.4 单模光纤和多模光纤常见问答 1.4.1 单模光纤和多模光纤可以混合使用吗?

由于单模光纤和多模光纤的传输模式不同,两根光纤不能直接连接在一起,否则容易造成链路损耗,产生线路抖动。但我们可以使用转换设备,如单多模转换跳线(即模式调节跳线),将单模链路和多模链路连接起来。

1.4.2 可以在单模光纤上使用多模光模块吗?

在单模光纤上不能使用多模光模块,不仅会产生较大的损耗,甚至还有可能无法通信。因为单模光纤的线径小,多模光模块的光发散角大,传输距离越远,信号的衰减量就越大,可能信号还未达到传输距离,就已衰减完。

1.4.3 可以在多模光纤上使用单模光模块吗?

在多模光纤上可以使用单模光模块,但是需要使用到光纤收发器转换光纤类型,例如,通过使用光纤收发器,1000BASE-LX单模光模块可以在多模光纤上运行,如下图。光纤收发器也可用于解决单模光模块和多模光模块之间的连接问题。

1.4.4 单模光纤与多模光纤应该如何选择?

在选择单模光纤和多模光纤时,我们应结合网络实际传输距离和成本进行考虑。若传输距离不超过550米,采用多模光纤即可,若传输距离达到数千米以上,则单模光纤是最佳选择。

2. 光纤连接器类型

ST、SC、FC、LC是最常用的光纤连接器类型。

ST、FC、SC、LC都是光纤跳线,它们的区别是:

ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定,缺点是容易折断;SC连接头直接插拔,使用很方便,缺点是容易掉出来;FC连接头一般电信网络采用,有一螺帽拧到适配器上,优点是牢靠、防灰尘,缺点是安装时间稍长。

2.1 LC

LC光纤跳线是光网络最常用的光纤跳线之一,因其采用了直径套圈为1.25mm的LC连接器,尺寸小,非常适用于高密度布线,因此被广泛应用于机房、数据中心。如今,为了满足数据中心高密度和高性能要求,不少供应商推出性能更加优越的LC光纤跳线,例如超低插损LC光纤跳线、一管双芯LC光纤跳线等。

为了节省布线空间还可以选择段尾款LC光纤跳线。

2.2 SC光纤跳线

SC光纤跳线采用了直径套圈为2.5mm的SC连接器,其尺寸是LC连接器的两倍,因此也被称为大方头连接器(大方头光纤跳线)。该光纤跳线采用推拉式结构,即插即用,且拥有优异的性能,非常适用于电信和数据网络系统,包含点对点的无源光网络。

2.3 FC光纤跳线

FC光纤跳线是第一个使用陶瓷插芯连接器的光纤跳线,与LC光纤跳线和SC光纤跳线不同的是,它采用的连接器是由镀镍或不锈钢制成的圆形螺旋式连接器,需使用螺纹夹子将其固定到适配器或插孔中。虽然FC光纤跳线的安装较为复杂,但它仍然是连接光时域反射仪常用的光纤跳线。起初,FC光纤跳线也用于电信和数据网络系统,但随着LC光纤跳线和SC光纤跳线的推出,逐渐退出市场。

2.4 ST光纤跳线

ST光纤跳线是继FC光纤跳线之后由AT&T研发制造的光纤跳线。ST光纤跳线采用了弹簧加载陶瓷套圈(直径为2.5mm)的卡口式连接器,插入损耗约为0.25dB,可用于长距离和短距离应用,如校园网,企业网以及军事应用。不过,近年来ST光纤跳线和FC光纤跳线的市场份额正在逐渐下降。

3. 光纤端面

平口,斜口是光纤端面的研磨方式,PC是平口,APC是斜口(8度角)。

3.1 常用光纤头按插针端面

PC------特点:球面状物理接触 APC----特点:8度角鞋面形状物理接触 UPC----特点:超抛光物理接触

在性能上APC>UPC>PC

"PC"在电信运营商的设备中应用得最为广泛,其接头截面是平的。在表示尾纤接头的标注中,我们常能见到"FC/PC","SC/PC"等,其含义如下:"/"前面部分表示尾纤的连接器型号,"/"后面表明光纤接头截面工艺,即研磨方式。"PC"在电信运营商的设备中应用得最为广泛,其接头截面是平的。"UPC"的衰耗比"PC"要小,一般用于有特殊需求的设备,一些国外厂家ODF架内部跳纤用的就是FC/UPC,主要是为提高ODF设备自身的指标。

3.2 按照抛光类型划分APC和UPC的区别

根据光纤连接器抛光类型的不同,光纤跳线分为PC、UPC、APC三种类型。PC光纤跳线采用微球面研磨抛光的连接器,颜色为黑色;APC光纤跳线采用8°斜面研磨抛光的连接器,颜色为绿色;UPC光纤跳线在PC光纤跳线的基础上优化了端面抛光和表面光洁度,颜色为蓝色。三种抛光方式的光纤跳线在结构和性能上存在差异性,主要体现在插入损耗和回波损耗上。其中,APC是目前最受欢迎的抛光类型。

在介绍其具体区别之前需要了解一下回波损耗。

3.2.1 回波损耗和插入损耗

不同的研磨方式决定了光纤传输质量,主要体现在回波损耗和插入损耗。插入损耗(Insertion Loss)是指通过连接器或电缆产生的信号损耗。一般情况下,PC、UPC和APC连接器的典型插入损耗应小于0.3dB。与APC连接器相比,由于空气间隙更小,UPC/PC连接器通常更容易实现低插入损耗。插入损耗也可能由连接器端面之间的灰尘微粒引起。

回波损耗(Return Loss),又称为反射损耗,是表示信号反射性能的参数。通常用负的dB值来表示,值的参数越高越好。 APC连接器的端面是斜面抛光的,所以APC连接器的回波损耗通常优于UPC连接器。一般情况下,采用PC研磨方式的光纤跳线的回波损耗为-40dB。UPC回波损耗相对于PC来说更高,一般是在-55dB(甚至更高)。APC工业标准的回波损耗为-65dB。使用UPC连接器时,将有部分反射光发射回光源处,而APC连接器的斜端面将使一部分反射光以一定角度反射到包层,从而减少更多的反射光返回到光源处。这就是导致回波损耗不同的主要因素。

在一个光纤端面上安装连接器,回波损耗是不可避免的,这是由于光源的反射产生的。光损失严重会损坏激光光源,中断传输信号。因此,不同研磨方式的连接器套圈可以一定程度上避免严重的回波损耗。UPC和APC是两种使用广泛的研磨类型。

3.2.2 PC

PC指物理接触,它是OM1和OM2多模光纤上最常见的抛光类型。PC光纤连接器的对接端面呈凸面拱型结构,其接头截面是平的,因经过微球面研磨抛光,可有效减少光纤组件中的空气隙,使两个光纤端面达到物理接触。因此,PC研磨方式的单模光纤连接器典型回波损耗为-40dB,高于原始平面抛光样式的回波损耗(通常为-14dB)。不过,PC光纤连接器这种抛光方式已经过时,并不断演变成UPC连接器。

3.2.3 UPC

UPC,即超物理接触,从PC演变过来,具有更好的表面光洁度。UPC连接器依赖机器抛光,回波损耗低。端面呈圆顶状。UPC光纤连接器依赖机器抛光,回波损耗比PC光纤连接器高,约接近-50dB或更高。此外,当使用UPC光纤连接器时,要确保激光器的规格能够处理它所产生的回波损耗。还有一点需要注意的是,反复的连接和断开会导致UPC光纤连接器端面的质量和性能下降。

3.2.4 APC

APC,即角度物理接触。端面被磨成一个8度角,是斜面的,目的是为了减少反射。APC只能与APC相连接。由于APC的结构与UPC完全不同,如果用法兰盘将这两种连接器连接,就会损坏连接器的光纤端面。

APC是指角度物理接触,与UPC光纤连接器不同,APC光纤连接器的端面精确研磨,与光纤包层成8度夹角,即消减反射,这使得大多数回波损耗被反射到包层中,不会干扰传输信号,损坏激光源。APC光纤连接器的典型回波损耗为-60dB,通常应用于广电和早期的CATV应用网络中,其接头采用了带倾角的端面,可以改善电视信号的质量,主要原因是电视信号是模拟光调制,当接头耦合面是垂直的时候,反射光沿原路径返回。

3.2.5 UPC和APC的主要区别 

端面不同。UPC连接器抛光没有角度,但是APC连接器端面有8度角。

光反射方式。UPC连接器在使用中会将任何反射光直接反射回光源,但是APC连接器使反射光以一定角度反射到包层中,而不是直接反射到光源。

回波损耗。APC连接器提供-65 dB的回波损耗,UPC的是-50 dB。如果回波损耗较低,连接器可以实现更好的匹配性能。

连接器颜色。这是从表面可以看出的最明显的差异。PC连接器通常为黑色,UPC连接器通常是蓝色,而APC连接器通常为绿色。

就外观而言,主要区别在于纤维端面。尽管UPC的端面略有弯曲,但PC连接器和UPC连接器均无角度抛光。取而代之的是APC连接器具有8°角端面。

另一个明显的区别是颜色。可以通过连接器主体的颜色来区分连接器具有哪种抛光风格。以FS LC APC单模光纤跳线为例,光纤两端的连接器均为绿色。对于LC UPC单模光纤跳线,连接器通常为蓝色。这也是区分这些连接器的一种简单方法。

PC,UPC和APC都是光纤连接器的研磨方式,当在为某些特定的应用选择光纤连接器时,应该考虑成本和可操作性因素。例如,对于那些需要高精度光纤信号传输的应用,应该选择回波损耗较高的APC光纤连接器,而对于对光纤信号不太敏感的应用,可以选择PC光纤连接器或者UPC光纤连接器。



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