单模光纤采用固体激光器做光源;多模光纤则采用发光二极管做光源;单模光纤传输频带宽、传输距离长，但因其需要激光源，成本较高;多模光纤传输速度低、距离短，但其成本比较低;单模光纤芯径和色散小，仅允许一种模式传输;多模光纤芯径和色散大，允许上百种模式传输。
一、背景：光纤通信的“双轨制”
光纤通信自 20 世纪 70 年代商用以来，因带宽高、衰减低、抗干扰能力强，迅速取代铜缆成为骨干通信主力。
在实际工程中，光纤分为两大类：单模（Single-Mode Fiber，SMF）和多模（Multi-Mode Fiber，MMF）。
它们的核心区别不只是颜色或价格，而是光在光纤中传播模式的物理差异，这决定了传输距离、速率、成本和应用场景。
二、核心原理：光在纤芯中的传播模式
1. 模式（Mode）是什么？
光纤是由**纤芯（Core）和包层（Cladding）**组成的波导结构，折射率不同形成全反射条件。
模式指光在光纤中传播的路径分布。
单模：仅允许一种传播模式（基模，LP01）。
多模：允许多种模式（多条路径）同时传播。
在光纤数据传输领域，术语“模式”用于描述光信号在光纤玻璃纤芯内的传播方式——即模式是光的传播路径。
因此，单模光纤，光沿着一条路径传播；而在多模光纤中，光在多条路径中传播。
2. 单模与多模的物理差异
单模光纤跳线的护套一般是黄色的，而多模一般是橙色或者所谓的水绿色（就是介于蓝色和绿色之间的颜色）；纤芯直径方面，多模的一般情况下要略粗一些。
三、光学原理深入解析
1. 单模光纤
纤芯细（仅容许一个模式），光线几乎直线传输，避免模式间延迟。
主要受色散（色度色散、波导色散）影响，但总体较小，可传输更远距离。
常见标准：
OS1：室内，低衰减 ≤1 dB/km（1310/1550 nm）。
OS2：室外，低衰减 ≤0.4 dB/km（1310/1550 nm）。
2. 多模光纤
纤芯粗（50/62.5 μm），光线有多种反射路径，不同路径传播时间不同，形成模式色散，限制了传输距离。
常见标准：
OM1（62.5 μm）：旧标准，带宽 200 MHz·km@850 nm。
OM2（50 μm）：500 MHz·km@850 nm。
OM3：激光优化，2000 MHz·km@850 nm，适合 10G ≤300 m。
OM4：更高带宽，4700 MHz·km@850 nm，10G ≤550 m。
OM5：支持 SWDM（短波分复用），多波长并行。
单模光纤的传输距离不低于5km，一般用于远程通信；多模光纤只能够达到2km左右，适用于建筑物内或者校园里的短距离通信。
因为led光源较为分散，可以产生多种模式的光，所以多用于多模光纤；而激光光源接近于单一模式，所以通常用于单模光纤。
四、性能与应用对比
五、典型应用场景解析
1. 数据中心
机架内/机架间短距：OM4/OM5 多模 + LC/MPO，速率 10/40/100/400G。
跨机房或跨园区长距：OS2 单模 + LC，10G/40G/100G-LR/ER/ZR。
2. 运营商骨干
大多使用 OS2 单模，波分（DWDM/CWDM）系统可承载 100G~400G 超长距链路。
3. 工业与医疗
工厂自动化：多模短距传感网络。
医疗影像传输：单模用于高分辨率远距影像回传。
六、选型与工程建议
看距离
2 km：单模
<550 m：多模可行
看速率
高速（≥400G）长距：单模
高速短距：多模（OM4/OM5）
看预算
光模块贵/链路少：单模
链路多/距离短：多模
七、结语
单模与多模光纤不是“孰优孰劣”的关系，而是不同技术权衡：
单模：长距离、高带宽、未来升级空间大，但光模块贵。
多模：短距离、布线简便、光模块便宜，但受模式色散限制。
在网络建设中，合理搭配两者，可以实现性能与成本的最佳平衡。