根据光纤折射率分布方式的不同|阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤的区别

根据光纤折射率分布方式的不同，多模光纤可分为阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤。由于阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤的工作原理不同，导致它们在应用方面存在差异性。通过飞速(FS)在该篇文章中的讲解，您将充分了解到两者在工作原理和应用方面的区别。
阶跃型光纤内存在均匀分布的折射率，由于包层中的折射率较低，也就是说纤芯折射率大于包层折射率，因此在纤芯与包层的边界折射率急剧降低，从而形成了一个台阶。对于阶跃型多模光纤而言，根据全反射原理，光沿着光纤轴心以“之”字进行传播。其中，不同入射角进入光纤的光传输路径不同，虽然入射光在输入端是以相同的速度同时进行传输，但到达输出端的时间却有所不同，出现了时间上的分散，从而导致脉冲严重展宽，这就是所谓的模间色散。

文章图片
由于数字通信使用光脉冲沿光纤进行信号传输，因此模间色散会导致脉冲严重展宽，并在脉冲和光纤一起传播时散开。光纤传输的模式越多，散步的脉冲越多。这也大大限制了阶跃型多模光纤的带宽。而且模间色散并不适用于光纤通信。对于数字光纤系统而言，当色散严重时，它将导致脉冲彼此重叠，从而导致符号间干扰（ISI），增加误码率（BER）。因此，光纤的色散不仅影响了光纤的传输能力，也限制了光纤通信系统的中继距离。正因这些限制，阶跃型光纤多模通常以相对较低的成本用于短距离（几公里内）和低速率（8Mb/s以下）的通信系统中。
渐变型光纤的折射率是按照一定规律连续变化且不均匀的。渐变型光纤的折射率在光纤轴心处最大，在靠近包层边界处最小，也就是说，渐变型光纤的折射率随着纤芯半径的增大而逐渐减小。在渐变型光纤中，折射率的变化会引起折射，但不并会发生全反射，当光传输到包层边界处（折射率最小）时，光纤将折射回到光纤轴心上。

文章图片
对于渐变型多模光纤而言，光线以正弦振荡形式向前传播。与阶跃型多模光纤一样的是，渐变型多模光纤中的不同光沿不同的路径传播，其中，光传播速率是不同的，因为光的速率会随着光纤纤芯的折射率而变化，光线离光纤轴心越远，速率越高。也就是说，折射率越小，传播速率越高。与此同时，渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不同入射角相应的光线会聚集在同一点上，且这些光线的时间延迟也近似相等。正因如此，可大大降低模间色散，使得渐变型多模光纤的带宽比阶跃型多模光纤的带宽高。因此，如今大多数的多模光纤都是渐变型光纤。与阶跃型多模光纤相比，渐变型多模光纤通常用于中距离（10~20㎞）和传输速率相对较高（34~140Mb/s）的通信系统中，其成本较高。

文章图片
【根据光纤折射率分布方式的不同|阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤的区别】综上所述，阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤的主要区别体现在如下几个方面：

文章图片