在多模光纤参数中都会有一个带宽（信道带宽）的参数，单位为MHz·km，而有时又会被问到多模光纤的传输速率达到200Mbit/s吗？怎么理解这两者的关系呢？
 
我们先来理解多模光纤的带宽。
 
通常多模光纤的信息容量大小用带宽长度积来度量。单位为什么不是常见的MHz，而是MHz·km？首先要理解多模光纤本身的特性：多模光纤在传输光波导信号过程中附加的群时延、模间色散、材料色散、波导色散等导致信号失真，其中，模间色散是带宽决定性因数，而材料色散、波导色散通常可以忽略，但对于单模光纤的影响却十分显著。上述的因数将造成光波导信号在多模光纤中传输时，其信号在多模光纤中的传输长度与带宽成反比。一般地，传输长度越大，则传输带宽下降。MHz·km为单位正是为了表征多模光纤在1KM内所能传输的容量（前提是信号不失效）。光纤长度是标志性物理参数，一旦确定距离，就可以根据用户现在或将来的带宽需求缩小光纤的选择范围。因此，简单地说多模光纤的实际带宽并无意义，所以必须加上长度来保证信号不失效，因此单位就变成MHz·KM。比如带宽600MHz·KM的在2KM的地方其带宽就只有300M了。对于阶跃折射率多模光纤，多种因数的影响使它的带宽长度积被限定在20MHz·KM，对于梯度型折射率光纤，其带宽长度积可高达2.5GHz·KM，而对于单模光纤的带宽，由于色散小、光源谱宽窄等因数，可以认为其传输带宽是无限的。有研究表明，对于短波长0.85μm,如果光源的均方根谱宽是20nm的话,最好情况的光纤总带宽不过是1GHz·km;对于1.30μm波长,如果剖面指数控制得好的话,最高的带宽可以超过10GHz·km。
 
（备注信息：就目前而言，LED（发光二极管）的均方根谱宽大约是中心波长的5%，例如，假设LED的发射峰值波长为850nm，则其典型谱宽应为40nm，也就是他发射光的功率大部分集中在830~870nm的波长范围内。LD（半导体激光器）光源的谱宽则要窄得多，其中多模LD的典谱宽为1~2nm，而单模LD的典型谱宽仅有0.0001nm。）
 
      多模光纤的传输速率跟多模光纤带宽是有一定关联的。首先，数据传输速率（又称码率、比特率或数据带宽）描述通信中每秒传送数据代码的比特数，单位是比特/秒，可记为bit/s=b/s=bps。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。 
 
       奈奎斯特准则指出：如果时间间隔为π/ω (ω=2πf-->2f=w/π),通过理想通信道传输窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax（单位为bps）与通信信道带宽B（B=f,单位为Hz)的关系可以写为：Rmax＝2f。对于二进制数据，若信道带宽B=f=200MHz，则最大数据传输速率为400Mbps，多进制的话速率可增加N倍。奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。
 
香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：Rmax＝B·log2(1+S/N) 式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式：S/N(dB)=10·lg(S/N) 可得，S/N＝1000。若带宽B=3000Hz，则Rmax≈30kbps。香农定律给出了一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散电平值表示，都不能用越过30kbps的速率传输数据。
 
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光纤的基本结构
 光纤裸纤一般分为三层：纤芯、包层和涂覆层。
 
 光纤纤芯和包层是由不同折射率的玻璃组成，中心为高折射率玻璃纤芯(掺锗二氧化硅)，中间为低折射率硅玻璃包层(纯二氧化硅)。光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射（由于包层的折射率稍低于纤芯），从而可以在光纤中传播。
 
涂覆层的主要作用是保护光纤不受外界的损伤，同时又增加光纤的柔韧性。正如前面所述，纤芯和包层都是玻璃材质，不能弯曲易碎，涂覆层的使用则起到保护并延长光纤寿命的作用。
 
非裸纤的光纤外面还会加一层外护套，除了起到保护作用，不同颜色的外护套还可以用来区别各种光纤。
 
光纤按传输模式分为单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射，当直径较小时，只允许一个方向的光通过，即为单模光纤；当光纤直径较大时，可以允许光以多个入射角射入并传播，此时就称为多模光纤。
 
光纤的传输特性
 光纤有两个主要的传输特性：损耗和色散。 光纤的损耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响到光纤通信系统传输距离或中继站间隔距离的远近。 光纤色散是指由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，从而导致信号的畸变。
 
光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。信号不是单一模式会引起模式色散。单模光纤只传单一基模，所以只有材料色散和波导色散，没有模式色散。而多模光纤则存在模间色散。光纤的色散不仅影响光纤的传输容量，也限制了光纤通信系统的中继距离。
 
单模光纤（SM Fiber）
 单模光纤(Single Mode Fiber)，光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射，当直径较小时，只允许一个方向的光通过，即为单模光纤；单模光纤的中心玻璃芯很细，芯径一般为8.5或9.5μm，并在1310和1550nm的波长下工作。
 
多模光纤（MM Fiber）
 多模光纤(Multi Mode Fiber)，就是允许有多个导模传输的光纤。多模光纤的纤芯直径一般为50μm/62.5μm，由于多模光纤的芯径较大，可容许不同模式的光于一根光纤上传输。多模的标准波长分别为850nm和1300nm。还有一种新的多模光纤标准，称为WBMMF(宽带多模光纤)，它使用的波长在850nm到953nm之间。
 
单模光纤和多模光纤，两者的包层直径都为125μm。
 
 单模光纤还是多模光纤？
 传输距离
 单模光纤的直径较小使反射更加紧密，仅允许一种模式的光传播，从而使光信号传播的更远。随着光穿过纤芯而产生的光反射数量减少，降低了衰减并产生了信号进一步传播。由于其没有模间色散或模间色散很小，单模光纤可以传输40公里甚至更远的距离而不影响信号，因此单模光纤一般用于长距离的数据传输，广泛应用于电信公司、有线电视提供商和高等院校等。
 
多模光纤具有较大的直径芯，可以传播多种模式的光。在多模传输下，由于纤芯尺寸较大，模间色散较大，即光信号“扩散”较快。长距离传输时信号的质量会降低，因此多模光纤通常用于短距离、音频/视频应用和局域网(LANs)，且OM3/OM4/OM5多模光纤可支持高速率数据传输。
 
带宽、容量
 带宽被定义为承载信息的能力。影响光纤传输带宽度的主要因素是各种色散，而其中的模式色散最为重要，单模光纤的色散小，故能把光以很宽的频带传输很长距离。由于多模光纤会产生干扰、干涉等复杂问题，因此在带宽、容量上均不如单模光纤。最新一代的多模光纤带宽OM5设置为28000MHz/km，而单模光纤带宽则要大的多。
 
成本
 如果单模光纤具有更高的带宽，并且传输距离更远，那为何还需要多模光纤？成本或许就是这个问题的关键。由于单模光纤芯径太小，较难控制光束传输，故需要激光作为光源体。由于光端机非常昂贵，故采用单模光纤的成本会比多模光纤光缆的成本高。这一事实促使大多数数据中心使用多模光纤来节省成本。
 
选择哪种模式的光纤，更多的取决于所需要的应用环境。

       众所周知，工作波长为1310nm和1550nm的光模块一般适用于中远距离传输，连接单模光纤，而工作波长为850nm的光模块多用于短距离传输，连接多模光纤，我们了解到工作波长1310nm和1550nm的光模块为什么适用于中远距离传输，下面我们就要讲述为什么850nm的光模块多用于短距离传输。
        前面有讲过1310nm和1550nm的波长在单模光纤里的损耗，而工作波长为850nm的光模块一般都是连接多模光纤，多模光纤只适用于短距离传输，价格相比单模光纤会便宜很多。多模光纤在工作波长为850nm的区间光纤损耗比较低，衰减值为2.4dB/km，100米的损耗只有0.24db，1310nm和1550nm虽然也可以用在多模光纤上，但是也只是进行短距离传输，多模光纤不适合远距离信号传输用。
        1310nm和1550nm的光模块不仅仅是工作波长的区别，最大的区别在于模块成本，1310nm和1550nm的光模块搭配的光源发射器和信号转换器的价格远远高于850nm的器件价格，所以多模光纤大多用工作波长为850nm的光模块进行连接传输。