如何實現多模光纖到單模光纖的轉換？

光纖因其傳輸速率高、傳輸容量大的特性而主要用於數據的傳輸。由於光纖的抗電磁干擾能力強、色散和損耗小，所以它的傳輸帶寬寬，相比網線（以太網電纜）其傳輸距離更遠，但使用多模光纖還是單模光纖進行傳輸就取決於實際網絡通信需求。

距離是光纖組網時考慮的重要因素之一，通常部署光纖網絡都會涉及到光纖傳輸模式的轉換，尤其是多模光纖到單模光纖的轉換（MMF到SMF的轉換）。接下來本文將會介紹三種多模光纖到單模光纖的轉換方法。

什麼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別。由於單模光纖和多模光纖支持光的傳輸模式不同，因此它們的應用範圍也不同。單模光纖主要用於長距離、高帶寬應用，而多模光纖主要用於短距離應用。然而，光纖網絡並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於部署的網絡設備及連接類型，例如，低成本的傳統設備使用多模端口與單模設備連接或建築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？

由於光纖網絡中的模式轉換是通用的，因此這裡介紹三種可以實現多模光纖到單模光纖轉換的方法。

光纖收發器

眾所周知，光纖收發器支持多模光纖到單模光纖、雙纖到單纖以及波長的轉換。這裡我們主要講解多模光纖到單模光纖的轉換。光纖收發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器可以將多模光纖（最遠傳輸距離為550m）轉換為用於千兆以太網（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：用於多模到單模轉換的光纖收發器

WDM轉發器

WDM轉發器也具有與光纖收發器類似將多模光纖轉換為單模光纖的能力。顧名思義，WDM轉發器常用於WDM系統，尤其是DWDM系統，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：用於多模到單模轉換的WDM轉發器

模式調節光纖跳線

與上述兩種方法相比，模式調節光纖跳線在多模光纖和單模光纖的轉換上有所不同。模式調節光纖跳線不能像WDM轉發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。模式調節跳線的光纖連接頭可以以一種特殊的位移將單模激光發射到多模光纖中心，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，模式調節光纖跳線只適用於千兆1000BASE-LX（或10G以太網 10GBASE-LRM和10GBASE-LX4 ）設備的應用。

圖四：用於多模到單模轉換的模式調節光纖跳線

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