單模光纖（Single-mode Fiber, SMF）和多模光纖（Multimode Fiber, MMF）是光纖通信中常用的兩種類型。它們之間有多方面的區別，包括結構、傳輸特性、應用場景等。以下是詳細介紹：
單模光纖（Single-mode Fiber, SMF）
結構特點
纖芯直徑：約8-10微米。
包層直徑：125微米（與多模光纖相同）。
光模式：僅允許單一光模式傳輸（通常是基模）。
傳輸特性
帶寬：極高帶寬，適合超高速數據傳輸。
衰減：低衰減，適合長距離傳輸。
色散：低色散，傳輸質量高。
優點
適合長距離通信（超過數十公里到數百公里）。
支持超高速數據傳輸，適用於高帶寬需求。
低衰減和低色散，提供高質量的信號傳輸。
缺點
安裝和維護成本較高。
光源（如激光器）和接收器成本較高。
典型應用
城域網（Metro Networks）和長途通信（Long-haul Transmission）。
互聯網骨幹網（Internet Backbone）。
高速骨幹網絡和超大型數據中心。
多模光纖（Multimode Fiber, MMF）
結構特點
纖芯直徑：50或62.5微米。
包層直徑：125微米。
光模式：允許多個光模式傳輸。
傳輸特性
帶寬：相對較低的帶寬。
衰減：相對較高的衰減，適合短距離傳輸。
色散：較高的模式色散，影響傳輸質量。
優點
安裝和維護成本較低。
光源（如LED）和接收器成本較低。
適合短距離應用（數百米到幾公里）。
缺點
帶寬和傳輸速率較低，較難支持超高速數據傳輸。
衰減和色散較高，影響傳輸質量和距離。
典型應用
局域網（Local Area Networks, LANs）和數據中心內部連接。
建築內部布線和短距離光纖連接。
校園網絡和企業網絡。
主要區別總結
纖芯直徑：
單模光纖：纖芯直徑較小（8-10微米）。
多模光纖：纖芯直徑較大（50或62.5微米）。
傳輸距離：
單模光纖：適合長距離傳輸。
多模光纖：適合短距離傳輸。
帶寬和速率：
單模光纖：高帶寬，支持超高速數據傳輸。
多模光纖：較低帶寬，支持中速數據傳輸。
光源和接收器：
單模光纖：通常使用激光器，成本較高。
多模光纖：通常使用LED，成本較低。
應用場景：
單模光纖：長途通信、城域網和高速骨幹網。
多模光纖：局域網、數據中心和短距離布線。
這些區別決定了單模光纖和多模光纖在不同應用場景中的適用性和優勢。根據實際需求，選擇合適的光纖類型可以有效提升通信系統的性能和成本效益。