原创丨涨知识！成丰主流线解决你对光纤应用和标准的疑问

来源：成丰主流线编辑：VI菲 2022-08-12 16:44:51 加入收藏

随着光纤、光缆及相关产品在音视频行业中广泛应用，客户经常向我们咨询一些光纤光缆的问题，如国家标准，传输距离，应用场景等，之前成丰主流线和大家分享过对应的一些...

　　随着光纤、光缆及相关产品在音视频行业中广泛应用，客户经常向我们咨询一些光纤光缆的问题，如国家标准，传输距离，应用场景等，成丰主流线之前和大家分享过对应的一些知识点，这次我们囊括了光缆的知识点同时也详细介绍当前光纤在音视频中的应用，希望大家对光纤光缆有进一步的认识，在需要长距离传输音视频信号的场合中更好的运用光纤、光缆。

　　1. 光纤的基础知识

　　光纤结构一般分为三层：

　　1) 纤芯 core：折射率较高，用来传送光;

　　2) 包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件;

　　3) 保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。

　　外径一般为125um(一根头发平均100um)

　　内径：单模9um 多模50/62.5um

　　按光在光纤中的传输模式可分为：

　　多模(Multi-Mode) (简称：MM)

　　单模(Single-Mode)(简称：SM)

　　多模光纤：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

　　单模光纤：中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种，只是纤芯径很小，理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

光纤的优缺点

优点	缺点
不会产生电磁波，辐射和能量，不受电磁波，辐射和其他电缆干扰	光纤性质脆，需要适当地涂敷加以保护。敷设张力，弯曲半径不宜太小
体积小，重量轻，高带宽	切断和连接光纤时，需要高精度地切断接续技术，光纤对接时产生会有损耗，如不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接芯径不匹配和熔接质量差等
长距离传输。（单模可达120km)	光纤不能输送中继器所需要的电能
原材料资源丰富	必须搭配各种光模块

　　光纤和光缆行业有许多国际和国内标准。国际标准有国际电工委员会IEC,国际电信联盟标准ITU，国内标准有国标GB和我国通信行业标准YD，同一光缆产品在每个标准里分类不同，比如多模光缆常用的分级标准是OM1/OM2/OM3/OM4，这是ISO/IEC 11801-1的标准，也有分A1a.1，A1a.2等等，这时如何对应呢?在YD/T 1258.1-2005室内光缆第4部分：多芯光缆的附录B中说明了各个标准光纤分类的对应关系，例如万兆多模光纤OM3，对应50/125，A1a.2。

　　同样的单模光纤的分级根据不同标准也有不同的命名，B1/B4/B6，G652/G655/G657等等，是不是看到这么多型号眼花缭乱，不知道如何区分，在GB/T 9771.5-2020 通信用单模光纤第1部分附录A，可以查到这些命名的对应关系。

　　2. 光纤的应用

　　说起光纤光缆，大家第一想到应用场景肯定是长距离传输，确实如此，不管是单模光纤还是多模光纤，传输距离都远远大于铜线传输距离，在典型的网络领域，单根网线传输距离在100米以内，带宽(传输频率)随类别的改变提升，如超五类带宽100MHz，八类网线达到2000MHz，但是传输距离只能应用到30m。

　　因此需要使用光纤光缆来传输长距离信号，根据网络应用场景不同，单模光纤和多模光纤传输距离不同，1000M是千兆，10G则是万兆，常用的万兆网络如果使用OM3多模光纤，传输距离上限是300米，单模光纤传输距离远大于多模光纤，几十公里不再话下。

　　光纤最初是用于长距离传输通信，然而在音视频应用方面，随着信号和设备数字化，并且带宽需求越来越高，特别是视频信号，比如HDMI铜缆传输4K/60Hz 4：4：4大约10米左右，因此使用光纤替代铜线成为了目前的大趋势，具体光纤应用在音视频哪些领域呢?

　　一方面应用是各种光端机搭配单模/多模光纤，比如音频光端机，HDMI/DVI光端机，USB光端机等等，在这些应用中一般单模光纤可以传输1-10Km，多模光纤可以传输300米，需要超长距离传输时是非常好的解决方案。

　　另一应用产品是各类有源光缆，其中HDMI有源光缆应用十分广泛，高清视频会议系统、室外大屏显示、大型医疗影像系统、广播电视系统和高清监控系统等，受到市场的一致认可。由于使用光纤替代铜线，带宽最高可以满足48Gbps，分辨率最高8K/60Hz 4：4:4，4K最长传输距离300米，另外还有即插即用，线缆重量只有同长度铜缆的1/3，并且信号无辐射，无延迟，低衰减等等优点。其他还有DVI/DP，USB(Type-c)有源光缆。

　　在广电领域，摄像机连接到控制单元CCU以前使用的是三同轴线缆，随着4K/8K节目制作需求，摄像机的更新换代，摄像机复合光缆成为新的连接方式。摄像机复合光缆或者叫SMPTE311复合光缆，必须符合SMPTE311标准，其中的光纤使用的是高标准单模光纤，在信号传输1310nm波长时，能够保证小于等于0.5dB/KM的低衰减，适合超长距离传输，可满足大型演播厅，以及户外电视转播的需求，尤其是大型体育场、高尔夫球赛事、阅兵仪式、龙舟竞赛等视频信号需要长距离传输的场合。着眼于中国地域广大，电视制作单位高强度流动使用和恶劣环境下固定安装的需求，”主流线”SMPT311M复合光缆的外层护套采用耐磨、耐低温且回弹性更好的弹性体TPU替代了常规的PVC材料，并具有一定防水能力。线缆中心特别设计的抗拉组件，轻松通过5万次拖链试验;线缆本身可承受最大3000N压力,抗拉强度超过1500N，性能指标优于国外同类品。