多模光纤和单模光纤是两种核心设计截然不同的光纤类型，它们在结构、传输特性、性能和应用场景上都有显著区别。以下是主要区别和区分方法：

1. 物理结构差异 (最根本的区别)

• 纤芯直径：
  • 单模光纤： 纤芯非常细，直径通常为 8 - 10 微米 (µm)。这个尺寸只允许特定波长的光以一种模式（基模）传播。
  • 多模光纤： 纤芯粗得多，直径常见的为 50 µm 或 62.5 µm (旧标准)。较大的直径允许多种模式（多径）的光在纤芯内同时传播。
• 外包层直径： 两者都通常为 125 µm。
• 光纤模式：
  • 单模光纤： 光纤模式：单模光纤在特定波长下只能传输一个模式（基模）的光信号。由于光路径单一，没有模式间色散问题。
  • 多模光纤： 可以同时传输多个模式（几十甚至上百种）的光信号。不同模式在光纤内传播的路径长度不同。

2. 光源和波长

• 单模光纤：
  • 光源： 必须使用激光器作为光源（如 FP-LD、DFB-LD）。LED 无法将足够的有效光耦合进细小的纤芯。
  • 工作波长： 主要在1310 nm (损耗较小)和1550 nm (损耗最小)两个波长窗口。1550 nm用于超长距离或DWDM系统。
• 多模光纤：
  • 光源： 可以使用相对便宜的发光二极管或垂直腔面发射激光器（VCSEL）。
  • 工作波长： 传统系统使用850 nm波长，现代系统也使用1310 nm甚至波分复用技术。

3. 传输性能差异

• 带宽：
  • 单模光纤：带宽极高，理论上是无限的（仅受限于色散和非线性效应，实际传输能力远大于多模）。适用于高速、大容量传输（10G, 40G, 100G, 400G, 甚至Tb级）。
  • 多模光纤：带宽较低，受制于模态色散（不同模式的光到达时间不同导致脉冲展宽）。带宽等级如OM3（850nm可达2000 MHz·km）、OM4（850nm可达4700 MHz·km）、OM5（850nm/950nm可达4700 MHz·km）定义了其支持高速传输的能力（如100G可达100米-150米）。
• 传输距离：
  • 单模光纤：传输距离长。 在1310nm可达几十公里，在1550nm配合光放大器可达数百公里甚至上千公里。色散小（尤其是1550nm零色散点附近），衰减极小（1550nm窗口约0.2 dB/km）。
  • 多模光纤：传输距离短。 主要受模态色散限制，在千兆以太网标准下通常可达550米（850nm/1000BASE-SX），万兆以太网（10GBASE-SR）下OM3可达300米，OM4可达400米。衰减比单模大（850nm约3 dB/km）。主要用于短距离（数百米内）通信。
• 色散：
  • 单模光纤： 主要存在材料色散和波导色散（相对较小），通过设计（如DSF, NZDSF）可在1550nm实现极低色散。没有模态色散。
  • 多模光纤： 模态色散是限制其带宽和距离的主要因素。材料色散也存在。梯度折射率分布设计就是为了减小模态色散影响。

4. 成本

• 单模光纤： 光纤本身成本与优质多模接近或略低。昂贵部分主要在于光源（激光器）和配套的接收器等光模块。
• 多模光纤： 光纤成本略高（主要是OM3/OM4等高带宽等级）。但光源和光模块非常便宜。

5. 主要应用场景

• 单模光纤：
  • 长途骨干网传输
  • 城域网
  • 有线电视主干网
  • FTTx/PON光纤接入网络
  • 高速数据中心长距互联（>100米）
  • 任何需要高速、长距离传输的场合。
• 多模光纤：
  • 建筑物内主干网（楼层间）
  • 数据中心内部机柜间、交换机间短距互联（<100米, 尤其是利用并行光纤技术）
  • 局域网（如园区网内部较短距离部分）
  • 安防监控网络（较短距离）
  • 工业控制网络
  • 其他对成本敏感且传输距离较短的场合。

区分方法：

1. 看护套/外套颜色： (最直观、常用的方法)

   • 黄色护套：几乎肯定是单模光纤。
   • 橙色护套：通常是多模光纤OM1或OM2（旧标准，带宽低）。
   • 浅绿色/水绿色护套：通常是多模光纤OM3（高带宽）。
   • 玫红色/粉色护套：通常是多模光纤OM4（更高带宽）。
   • 柠檬绿护套：通常是多模光纤OM5（宽带多模，适用于短波波分复用SWDM）。
   • 蓝色或灰色护套：可能是单模也可能是旧的标准多模（不确定），需要进一步确认。
   • 注意： 颜色标准并非绝对强制（部分特定应用或旧光纤可能例外），但遵循ISO/IEC和TIA标准是最常见的做法，是最实用的现场区分手段。

2. 看标识文字： (最可靠方法)

   • 光纤或其包装上必须有清晰的印刷文字标识：
     • 单模光纤常见的标识：SM, Single Mode, G.652D（国际电联标准号），OS1, OS2（性能等级）等。
     • 多模光纤常见的标识：MM, Multi Mode, OM1, OM2, OM3, OM4, OM5（带宽等级），62.5/125, 50/125（纤芯/包层直径）等。

3. 光纤连接器端面检查：

   • 目的端：用光纤显微镜观察光纤端面（确保安全，不要让眼睛正对光纤！）
     • 单模光纤： 在显微镜下，纤芯非常细小（≈9µm），几乎就是一个点。
     • 多模光纤： 纤芯粗得多（50µm或62.5µm），在显微镜下呈现为一个清晰可见的较大的圆形区域。
   • 此方法需要专用设备，且有一定危险性（需防止激光照射眼睛），非专业人士谨慎操作。

4. 询问供应商或查看技术规格：

   • 对于新部署的光纤系统，采购时供应商提供的技术资料会明确说明是单模还是多模。
   • 对于已经布线的系统，查找当时的工程记录或设计方案。

总结区分要点表：

关键注意事项：

• 绝对不能混用！ 单模光纤的光模块不能和多模光纤的光模块直接配对使用（反之亦然），物理接口可能相同（如LC），但光信号特性完全不兼容，混用会导致连接不通或损坏设备。
• 选择光纤类型时，传输距离和所需带宽是最关键的决策因素。长距离、高带宽无脑选单模；短距离、成本敏感、速度要求适当可选多模（需确认满足未来需求）。
• 随着高速率传输需求增长和技术发展，在数据中心等短距离场景中，高等级多模光纤（OM3/OM4/OM5）凭借相对低廉的系统成本在百米内的短距离传输中占据重要地位。但对于更远距离或未来升级的灵活性，单模光纤是更可靠的选择。

简单来说：需要远距离、超高速，预算充足选单模(看黄色外套)；短距离使用、追求成本效益，确认带宽足够选多模(看彩色外套)。在数据中心建设中，百米是个关键分水岭：百米内可考虑多模，百米外单模是必然选择。施工时切记看准光纤颜色标识！