多模光纤收发器与单模光纤收发器区别,按需选型

选择合适的光纤收发器是搭建光通信网络的关键。多模光纤收发器和单模光纤收发器是两种常见的光收发器产品,它们在传输距离、应用场景等方面有所不同,工程师需要根据实际需求进行选型。

一、结构与工作原理区别

多模光纤采用较大的芯径(典型为50/125μm),可传输多个不同入射角的光线模式,这些模式在光纤中以不同的速度传播,因而容易产生分散,导致传输距离有限。

相应的,多模光纤收发器内部采用大面发光或大面接收的结构,能够耦合进入光纤的不同模式光线。多模光收发器价格相对低廉。

单模光纤只有约10μm的小芯径,每束光基本以相同角度入射,只有一个光模式,不会产生模式分散,因此可以实现很长的传输距离。

单模光纤收发器内部结构精密,采用窄线宽高度匹配的激光器和波导,只耦合入单一光模式,这样可以利用整个光纤的带宽,实现更高速率和更长距离的传输。

二、传输距离差异

多模光纤收发器由于存在多模分散的影响,其传输距离普遍只有几百米到几公里。常用的SFP/SFP+ 850nm VCSEL多模收发器的传输距离大多在300米左右。

而单模光纤收发器没有模式分散限制,传输距离可以达到几十公里至上百公里。例如10Gbps SFP+ 1310nm DFB单模收发器的传输距离可达10公里;而更高端的QSFP28 100G LR4单模收发器的传输距离可达10公里。

三、应用场景区分

由于传输距离有差异,多模光纤收发器更适用于企业局域网、数据中心、高密度服务器接入等短距离场景;单模光纤收发器则广泛应用于城域网、运营商接入、高速铁路等长距离场景。

在数据中心服务器间互联,多采用850nm VCSEL多模收发器,距离在百米量级,符合需求;运营商接入和城域专线互联则需要10G单模收发器提供10公里以上的传输距离。

此外在波特率选择上,由于多模带宽限制,多模收发器一般最高支持短距离25Gbps;而单模收发器可以提供40/100/400Gbps的高速率。所以高速率长距离传输需要用单模收发器。

四、总结

多模光纤收发器和单模光纤收发器分别适用于短距离和长距离光网络,工程师需要根据实际的传输距离需求、网络带宽需求、应用场景等进行选型,以实现经济高效的光纤传输解决方案。正确地选择和使用光收发器,将大大提高整个网络的性能。