光纖的色散(Dispersion)是指不同波長的光穿過光纖時散射后引起信號失真的現(xiàn)象。由于光纖中傳輸?shù)墓饷}沖信號的各頻率成分和各模式成分的傳輸速度不同，經(jīng)過一定距離的光纖傳輸后，會使輸出端的光脈沖發(fā)生展寬。當脈沖展寬前后沿相互重疊時，就會形成碼間串音，導致通信系統(tǒng)的誤碼增加，限制了光纖的帶寬和光信號高速傳輸?shù)闹欣^距離。

　　引起脈沖展寬(色散)的因素很多.對于多模光纖主要有模式色散、材料色散和波導色散等，其中模式色散是主要因素口主要受材料色散、單模光纖由于只傳輸一種模式，故不存在模式色散，大得多，波導色散和偏振模色散的影響。由于光纖的模式色散比材料色散的影響因此多模光纖的帶寬受到了很大的限制。

　　①模式色教

　　模式色散是指光纖中攜帶同一個頻率信號能量的各種模式成分，在傳輸過程中由于不同模式的時間延遲不同而引起的色散。

　　模式色散一般存在于多模光纖中。在多模光纖中同時存在多個模式，不同模式沿光纖軸向傳播的速度是不同的，它們到達終端時，必定有先有后，出現(xiàn)時延差，從而引起脈沖寬度展寬。單模光纖由于只傳輸一種模式，故不存在模式色散，但存在偏振模色散。

　　②材料色散

　　材料色散是因光纖纖芯材料的折射率隨頻率變化，使得光纖中不同頻率的信號分量具有不同的傳播速度而引起的色散。

　　在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，實際使用的光源的輸出光并不是單一光波，而是具有一定的譜線寬度。當光在折射率為，的介質(zhì)中傳播時，其速度v與空氣中的光速C之間的關系為V=C/n。

　　光的波長不同，折射率n就不同。因此，當具有一定譜線寬度的光源所發(fā)出的光脈沖入射到光纖內(nèi)傳輸時，不同波長的光脈沖將有不同的傳播速度，在到達輸出端時將產(chǎn)生時延差，從而使脈沖展寬。

　　③波導色散

　　波導色散又稱結(jié)構(gòu)色散，是指由波導結(jié)構(gòu)(包括纖芯尺寸、相對折射率等)決定的色散。

　　由于纖芯與包層的折射率差值很小，因此在交界面產(chǎn)生全反射時，就可能有一部分光進入包層之內(nèi)。這部分光在包層內(nèi)傳輸一定距離后，可能又回到纖芯中繼續(xù)傳輸。進入包層內(nèi)的這部分光強的大小與光波長有關，這就相當于光傳輸路徑的長度隨光波波長的不同而不同。把具有一定波譜寬度的光源發(fā)出的光脈沖射入光纖后，由于不同波長的光傳輸路徑不完全相同，所以到達終點的時間也不盡相同，從而出現(xiàn)脈沖展寬。具體來說，入射光的波長越長，進入包層的光強比例就越大，這部分光傳輸?shù)木嚯x就越長。這種色散是光纖中的光波導引起的，由此產(chǎn)生的脈沖展寬現(xiàn)象叫做波導色散。

　　④偏振模色散

　　偏振模色散是單模光纖特有的一種色散，是指在單模光纖，}，實際傳輸?shù)膬蓚�相互正交的偏振模，因兩者之間具有不同的傳播速度而引起的色散。

　　偏振模色散產(chǎn)生的原因

　　引起偏振模色散(Polarization Mode Dispertion} PMD)的因素可以是內(nèi)在的，如在制造過程中所產(chǎn)生的纖芯或包層的不對稱性和玻璃表面的應力;也可以是外在的，如外部應力、彎曲和扭曲等因素。這些因素和距離結(jié)合在一起引起雙折射和模藕合，從而產(chǎn)生PMDa雙折射是指玻璃的折射率沿軸向變化的現(xiàn)象。由于兩個偏振模的傳播速度不同，因而引起了接收信號的延遲。模禍合是指兩個偏振模之間的能量傳遞而引起的脈沖擴展和延遲。

　　偏振模色散的影響

　　當數(shù)據(jù)傳輸速率較低和傳輸距離相對較短時，PMD對單模光纖系統(tǒng)的影響微不足道。御翩貌琳帶寬需求的增長，在I}WDM統(tǒng)中，特別是在信道數(shù)為幾十到上百、單信道速和}UGbls的大容量數(shù)字和模擬通信系統(tǒng)中，PMD將成為限制系統(tǒng)性能的因素，這是因為它會引起過大的脈沖展寬或造成過低的信噪比(( Signal to Noise Ratio, SNR )。實較證明。在400Gb1s的高速系統(tǒng)中，傳輸401an后，脈寬由a.98ps展寬到2.3ps這表明在長距離、高速率系統(tǒng)中PMD的影響將成為至關重要的考慮因素，需要慎重對待。

　　對于多模光纖來說，在限制帶寬方面起主導作用的是模式色散，其他兩種色散影響很小。

　　對于單模光纖來說，因只有一個傳輸模式，故不存在模式色散，其總色散為材料色散、波導色散和偏振模色散之和。為減小總波長色散，應盡量選用窄譜線激光器作光源。

　　對光纖用戶來說，一般只關心光纖的總帶寬或總色散。光纖光纜在出廠時，也只標明光纖的總帶寬或總色散。

　　截止波長

　　通常單模光纖工作在給定的波長范圍內(nèi)，導波在纖芯中，由纖芯和包層的界面來導行，沿軸線方向傳輸。當波長超出給定范圍時，導波就不能有效地封閉在纖芯中，將向包層輻射，在包層截止波長里的導波按指數(shù)迅速衰減，這時就認為出現(xiàn)了輻射模，導致處于截止狀態(tài)，把此波長稱為截止波長。只有當工作波長大于截止波長時，才能保證單模工作狀態(tài)。更多有關光纖的信息盡在輝澎信息科技http://pjxcyl.com/

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