光纖詳解：光纖跳線如何分類，多向單模轉換？
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2024-04-30 07:41
本文來自“光纖詳解：光纖跳線如何分類，多向單模轉換？”，光纖跳線作為光網絡布線最基礎的元件之一，被廣泛應用于光纖鏈路的搭建中。如今，光纖制造商根據應用場景的不同推出眾多類型的光纖跳線，如MPO/LC/SC/FC/ST光纖跳線，單工/雙工光纖跳線，單模/多模光纖跳線等，它們之間各有特色，且不可替代。本文將為您詳細介紹常見不同類型的光纖跳線，便于抉擇和布線。
按照光纖連接器類型劃分
根據光纖連接器的不同，光纖跳線可分類為MPO/MTP/LC/SC/FC/ST/MTRJ/MU/E2000/DIN光纖跳線。雖然這些不同類型的光纖跳線擁有相似組件（由連接器和光纜組成）和相同功能，但由于它們之間的特性和性能不同，導致應用場景存在差異性。
LC光纖跳線
LC光纖跳線是光網絡最常用的光纖跳線之一，因其采用了直徑套圈為1.25mm的LC連接器，尺寸小，非常適用于高密度布線，因此被廣泛應用于機房、數據中心。如今，為了滿足數據中心高密度和高性能要求，不少供應商推出性能更加優(yōu)越的LC光纖跳線，例如超低插損LC光纖跳線、一管雙芯LC光纖跳線等。
超低插損LC光纖跳線：相比常規(guī)LC光纖跳線（插損一般為0.75dB），超低插損LC光纖跳線采用LL技術，插損可低至0.12dB，更適合遠距離傳輸。
一管雙芯LC光纖跳線：一管雙芯LC光纖跳線采用專門設計的LC uniboot連接器，允許光信號在單根光纖中進行雙向傳輸，可為高密度布線提供更多可能性。與標準LC光纖跳線相比，它可有效提高50%的空間利用率，不僅節(jié)省時間和成本且布線更加方便，尤其適用于空間有限的地方。
此外，為了節(jié)省布線空間，與普通LC光纖跳線相比，短尾套LC光纖跳線采用12mm短尾套設計，接頭長度縮短30%，使得布線更加靈活。它非常適用于狹窄環(huán)境，可以滿足MDA（主配線區(qū)）和EDA（設備配線區(qū)）高密度布線需求。當空間有限時，短尾套LC光纖跳線是個不錯的選擇。
SC光纖跳線
SC光纖跳線采用了直徑套圈為2.5mm的SC連接器，其尺寸是LC連接器的兩倍，因此也被稱為大方頭連接器（大方頭光纖跳線）。該光纖跳線采用推拉式結構，即插即用，且擁有優(yōu)異的性能，非常適用于電信和數據網絡系統(tǒng)，包含點對點的無源光網絡。
MPO/MTP光纖跳線
MPO/MTP光纖跳線是目前高速率數據通信系統(tǒng)中常見的光纖跳線之一，如40G/100G直連和互連等。MPO/MTP光纖跳線是一種采用多芯光纖連接器的光纖跳線，能容納6~144根光纖，是目前容量最大的光纖跳線。MPO/MTP光纖跳線是由光纖、護套、耦合組件、金屬環(huán)、引腳(PIN針)、防塵帽等組成，其中，因其光纖芯數排列位置和引腳的不同被劃分為極性A/極性B/極性C公頭/母頭光纖跳線，由于類型不同適用的應用也存在差異，因此在選擇時需要根據實際鏈路情況選擇合適的MPO/MTP光纖跳線。
FC光纖跳線
FC光纖跳線是第一個使用陶瓷插芯連接器的光纖跳線，與LC光纖跳線和SC光纖跳線不同的是，它采用的連接器是由鍍鎳或不銹鋼制成的圓形螺旋式連接器，需使用螺紋夾子將其固定到適配器或插孔中。雖然FC光纖跳線的安裝較為復雜，但它仍然是連接光時域反射儀常用的光纖跳線。起初，FC光纖跳線也用于電信和數據網絡系統(tǒng)，但隨著LC光纖跳線和SC光纖跳線的推出，逐漸退出市場。
ST光纖跳線
ST光纖跳線是繼FC光纖跳線之后由AT&T研發(fā)制造的光纖跳線。ST光纖跳線采用了彈簧加載陶瓷套圈（直徑為2.5mm）的卡口式連接器，插入損耗約為0.25dB，可用于長距離和短距離應用，如校園網，企業(yè)網等。不過，近年來ST光纖跳線和FC光纖跳線的市場份額正在逐漸下降。
上述光纖跳線目前最為常見的五種光纖跳線，它們的連接器和普及程度各不相同。下面將介紹四種在當今光網絡中使用較少的光纖跳線。
MTRJ光纖跳線——MTRJ光纖跳線的連接器是由精密塑膠制成，因針腳的不同，分為公頭和母頭。
MU光纖跳線——MU光纖跳線與SC光纖跳線相似，采用了1.25mm直徑套管和自保持機構的連接器，結構緊湊，適用于高密度安裝，可用于DWDM網絡。
DIN光纖跳線——雖然DIN光纖跳線的連接器插針和耦合套筒的結構尺寸與FC光纖跳線相同，但其連接器的內部金屬結構中帶有控制壓力的彈簧，結構更為復雜，機械精度更高，因此損耗小。
E2000光纖跳線——E2000光纖跳線的連接器采用了推拉連接機構，連接器上電郵自動的金屬閘門和激光束保護裝置，一片式設計可快速實現終端連接。
按照組成結構劃分
光纖跳線根據組成結構的不同可分為帶狀光纖跳線和束狀光纖跳線。帶狀光纖跳線使用的是由光纖帶組成的帶狀光纜，大多呈扁平形狀，因具有較高的光纖密度，它可以容納更多的纖芯，因此大大節(jié)省布線成本和空間，而束狀光纖跳線使用的是束狀光纜，其通常由0.9mm的松套管或松套纖組成，大多呈圓形，主要用于室內綜合布線。
按照應用環(huán)境劃分
按照應用環(huán)境的不同，光纖跳線分為常規(guī)光纖跳線和加固型光纖跳線。常規(guī)光纖跳線的特點是比較輕便、成本較低，可以滿足絕大多數室內傳輸設備的使用及數據中心高密度布線需求，因此常規(guī)光纖跳線在日常生活中應用也較為普遍。加固型光纖跳線一般應用在地下通道、基站建設等惡劣室外環(huán)境中，因此通常需要具備防蟲鼠啃咬、防水及耐高溫等能力，以免遭到損壞，影響正常通訊。為了應對惡劣環(huán)境，人們根據使用場景設計研發(fā)出了不同類型的加固型光纖跳線，例如鎧裝光纖跳線、IP67防水光纖跳線以及FTTA拉遠跳線等。
按照護套類型劃分
PVC和LSZH是光纖跳線常用的護套材質。PVC材質的光纖跳線在正常溫度下安裝比較柔韌靈活，通常應用于室內，例如水平子布線系統(tǒng)的鋪設。相比PVC跳線，LSZH（低煙無鹵型）光纖跳線含有阻燃化合物，燃燒時不會釋放有毒煙霧，常用于地鐵、隧道等暴露在公共場所的不通風區(qū)域。
按照光纖芯數劃分
根據光纖芯數可將光纖跳線分為單工（單芯）光纖跳線和雙工（雙芯）光纖跳線。如圖2所示，單工光纖跳線通常由一根光纖和一個連接器組成，意味著信號只能向一個方向發(fā)送，如信號可以通過一根單工光纖跳線從A傳送到B，但不能再由B反向傳送到A。雙工光纖跳線則由兩根光纖和兩個連接器組成，它能實現信號反向傳送，如信號既能從A傳送到B，也能由B反向傳送到A。
按照光傳輸模式劃分
根據光傳輸模式的不同，光纖跳線分為單模光纖跳線和多模光纖跳線。單模光纖跳線只能傳一種模式的光，模間色散小，適用于遠程通信，而多模光纖跳線可以一次傳輸多模模式的光，模間色散大，且隨著傳輸距離的增長，模間色散加劇，因此比較適用于短距離傳輸。
按照拋光類型劃分
根據光纖連接器拋光類型的不同，光纖跳線分為PC、UPC、APC三種類型。PC光纖跳線采用微球面研磨拋光的連接器，顏色為黑色；APC光纖跳線采用8°斜面研磨拋光的連接器，顏色為綠色；UPC光纖跳線在PC光纖跳線的基礎上優(yōu)化了端面拋光和表面光潔度，顏色為藍色。三種拋光方式的光纖跳線在結構和性能上存在差異性，主要體現在插入損耗和回波損耗上。其中，APC是目前較為熱門的拋光類型。
按照生產加工工藝劃分
根據生產加工工藝的不同（即是否端接光纖連接器），光纖跳線可分為現場端接連接器光纖跳線和工廠端接連接器光纖跳線?，F場端接連接器光纖跳線是指在網絡搭建現場端接光纖連接器，端接過程包含剝掉緩沖層，清潔，拋光，接合，測試等，這不僅需要大量的端接工具，還需要網絡管理員具備熟練地端接技術。工廠端接連接器光纖跳線（即預端接光纖跳線）是指工廠在生產加工時已將光纖連接器和光纖進行端接，選擇該種光纖跳線之前，需要提前了解兩端設備的接口類型以及測量鏈路長度，因其安裝便捷、快速（即插即用），且對使用者要求低，備受用戶歡迎。
什么時候需要進行多模到單模的轉換？
在了解多模光纖到單模光纖的轉換方法之前，我們必須先弄清楚單模光纖和多模光纖的區(qū)別。由于單模光纖和多模光纖支持光的傳輸模式不同，因此它們的應用范圍也不同。單模光纖主要用于長距離、高帶寬應用，而多模光纖主要用于短距離應用。然而，光纖網絡并不只是簡單地使用一種類型的光纖，在信號傳輸過程中經常會發(fā)生光纖傳輸模式轉換的情況，如多模光纖到單模光纖的模式轉換。
當網絡距離超過多模光纖的最遠傳輸距離時，通常需要在多模光纖和單模光纖之間進行模式轉換。其中，多模到單模的轉換具體取決于部署的網絡設備及連接類型，例如，低成本的傳統(tǒng)設備使用多模端口與單模設備連接或建筑物中的多模設備需要與服務商進行單模連接。
圖一：多模光纖和單模光纖
如何實現多模光纖到單模光纖的轉換？
由于光纖網絡中的模式轉換是通用的，因此這里介紹三種可以實現多模光纖到單模光纖轉換的方法。
光纖收發(fā)器
眾所周知，光纖收發(fā)器支持多模光纖到單模光纖、雙纖到單纖以及波長的轉換。這里我們主要講解多模光纖到單模光纖的轉換。光纖收發(fā)器能以經濟高效的方式將多模光纖轉換為傳輸距離長達140公里的單模光纖，例如，SFP千兆以太網光纖收發(fā)器可以將多模光纖（最遠傳輸距離為550m）轉換為用于千兆以太網（傳輸速率為1000Mbps）的單模光纖（最遠傳輸距離為20km）。
在延長光纖網絡傳輸距離的實際應用中，光纖收發(fā)器通過將多模光纖轉換為單模光纖實現了兩臺以太網交換機之間的遠距離連接，如下圖所示：
圖二：用于多模到單模轉換的光纖收發(fā)器
WDM轉發(fā)器
WDM轉發(fā)器也具有與光纖收發(fā)器類似將多模光纖轉換為單模光纖的能力。顧名思義，WDM轉發(fā)器常用于WDM系統(tǒng)，尤其是DWDM系統(tǒng)，因為在長距離的DWDM傳輸中，通常需要多模光纖到單模光纖或單模光纖到多模光纖的轉換。
圖三：用于多模到單模轉換的WDM轉發(fā)器
模式調節(jié)光纖跳線
與上述兩種方法相比，模式調節(jié)光纖跳線在多模光纖和單模光纖的轉換上有所不同。模式調節(jié)光纖跳線不能像WDM轉發(fā)器一樣改變光纖類型來延長網絡傳輸距離，它是通過改變光的傳輸模式以實現多模光纖到單模光纖的轉換。模式調節(jié)跳線的光纖連接頭可以以一種特殊的位移將單模激光發(fā)射到多模光纖中心，致使單模激光可以在多模光纖纖芯直徑內傳播，從而屏蔽當光在多模光纖中以多種模式傳播時產生的差值模式延遲（DMD）效應帶來的影響。此外，模式調節(jié)光纖跳線只適用于千兆1000BASE-LX（或10G以太網 10GBASE-LRM和10GBASE-LX4 ）設備的應用。
圖四：用于多模到單模轉換的模式調節(jié)光纖跳線
總結
除了上述光纖跳線類型之外，還有一種特殊的光纖跳線——模式調節(jié)光纖跳線，它可以通過改變光的傳輸模式來實現單模鏈路和多模鏈路的連接。如今，隨著網絡趨于高速率、高密度、高性能等特性發(fā)展，MTP/MPO預端接光纖跳線備受40G/100G高密度數據中心歡迎，而LC光纖跳線主要用于1G/10G企業(yè)網、機房布線等。面對市面上不同類型（如應用環(huán)境、組成結構、材質不同等）的光纖跳線，根據實際傳輸情況選擇即可。若您不確定如何選擇，可尋求專業(yè)人士的幫助，這樣能盡可能的避免不必要的損失。
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