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单模光纤（英文 Single Mode Fiber，简称 SM Fiber）是一种光学纤维，设计用于传输单一模式的光，该光以不同频率运行，几乎平行于光纤轴线。其特点是折射率发生阶跃式变化。
因此，通过这种设计消除了模式色散现象，使得单模光纤与多模光纤相比，具有更宽的传输带宽，并能够实现远距离数据传输。
然而，在远距离、高带宽传输过程中会出现另一种负面现象，称为色散，它由两个色散成分组成：波导色散和材料色散。
波导色散与光不可避免地通过包层的现象相关。核心与包层之间的功率分布不同，并取决于波长。
材料色散出现，因为每束光不是单色的，即由不同频率的成分波构成，它们以不同速度传播，具有不同折射率。到达目的地的模式被时间模糊。
然而，色散现象对多模光纤传输的限制并不像模式色散那样显著。
电信中使用的标准单模光纤具有 8 至 10 µm 的纤芯直径和 125 µm 的外壳直径。除了标准的 G.652 类型单模光纤外，还生产经过化学或物理改性的具有特殊性能的光纤，以减少色散现象的影响。例如，位移色散光纤和非零色散光纤。
单模光纤的种类：
-G.652 A,B,C,D 非色散位移光纤
这是最标准、最受欢迎的单模光纤，优化工作在 1310nm 波长的光纤，该波长具有零色散特性。1550nm 波长的传输是可能的，但会导致 17 ps/nm-km 的高色散水平。
标记为 C 和 D 的新版本光纤限制了所谓的”水峰”现象，即 1360nm 至 1460nm 波长范围内的损耗增加。
-色散位移光纤 DS SMF dispersion shifted G.653
该光纤专为在第三窗口（1500-1600nm）进行远距离传输而设计，在此窗口中，标准 G.652D 光纤会产生较大的色散。G.653 光纤在约 1550nm 波长处具有零色散特性，可应用 EDFA 放大器，并最小化有害的四波混频（FWM）现象。
-G.654 位移截止光纤
该光纤针对 1500nm 至 1600nm 波段进行了优化。纯硅制成的纤芯在 1550nm 波段具有较低损耗，同时色散也相对较高。G.654 光纤具有更大的纤芯截面，并能够处理更高功率水平。它们专为远距离传输系统设计，例如海底光缆系统。
-非零色散位移单模光纤（NZDS SMF）G.655
被设计用于最小化先前用于大功率远程传输系统（如 WDM 技术）的纤维中出现的非线性现象，如 FWM、SPM、XPM，这些系统中的传输信道紧密相邻，速率达到 10Gb/s 或更高。这是通过将零色散移至 1550nm 波段之外实现的，从而在 1550nm 波段内实现了低且受限的色散。
有两种类型的具有非零色散位移的纤维，即 NZD+和 NZD-，取决于零色散值出现在 1550nm 波段之前还是之后。
-非零色散位移纤维 – NZDS SMF 非零色散位移 G.656
新一代 NZDS 光纤扩展了在波分复用 WDM 技术中传输千兆信息所使用的波段范围。新标准定义了比 1530-1565nm 更宽的色散范围，这与 G.655 的情况不同。扩展范围是 1460-1625nm，其中色散值应处于 2-14 ps/nm*km 的范围内。扩展范围包括三个相邻的光纤波段：S 波段（短波段）、C 波段（常规波段）和 L 波段（长波段）。G.656 类光纤使运营商能够应用光波分复用 CWDM 和密集波分复用 DWDM 系统，而无需使用色散补偿模块。
-低弯曲半径光纤 G.657 A1,A2,B2,B3
下一代单模光纤是为构建需要小弯曲半径的光纤用户网络而设计的。
ITU G.657 标准定义了两种 G.657 类型光纤：
类别 A，子类别 A1 和 A2 专用于 1260-1625nm 波段的传输，并与标准单模光纤 G.652.D 兼容。A1 的最小弯曲直径为 10mm，A2 为 7.5mm。
类别 B，子类别 B2 和 B3 专用于短距离传输（最长 1km）的 1260-1625nm 波段，由于其模场直径显著减小（6.3-9.5um），因此与 G.652.D 不兼容。B2 的最小弯曲直径为 7.5mm，B3 为 5mm。
来源：ITU-T International Telecommunication Union
