光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)具有一定的頻譜寬度,也就是說(shuō)光信號(hào)具有許多不同的頻率成分。同時(shí),在多模光纖中,光信號(hào)還可能由若干個(gè)模式疊加而成,也就是說(shuō)上述每一個(gè)頻率成份還可能由若干個(gè)模式分量來(lái)構(gòu)成。
光纖的色散主要有材料色散、波導(dǎo)色散、偏振模色散和模間色散四種。其中,模間色散是多模光纖所特有的。
這四種色散作用還相互影響,由于材料折射率n是波長(zhǎng)λ(或頻率w)的非線性函數(shù),d2n/d2λ≠0,于是不同頻率的光波傳輸?shù)娜核俣炔煌?,所?dǎo)致的色散成為材料色散。
由于導(dǎo)引模的傳播常數(shù)β是波長(zhǎng)λ(或頻率w)的非線性函數(shù),使得該導(dǎo)引模的群速度隨著光波長(zhǎng)的變化而變化,所產(chǎn)生的色散成為波導(dǎo)色散(或結(jié)構(gòu)色散)。
偏振模色散指光纖中偏振色散,簡(jiǎn)稱 PMD(polarization modedispersion),它是由于實(shí)際的光纖中基模含有兩個(gè)相互垂直的偏振模,沿光纖傳播過(guò)程中,由于光纖難免受到外部的作用,如溫度和壓力等因素變化或擾動(dòng),使得兩模式發(fā)生耦合,并且它們的傳播速度也不盡相同,從而導(dǎo)致光脈沖展寬,引起信號(hào)失真。
不同的導(dǎo)引模的群速度不同引起的色散成為模間色散,模間色散只存在與多模光纖中。
色散限制了光纖的帶寬—距離乘積值。色散越大,光纖中的帶寬—距離乘積越小,在傳輸距離一定(距離由光纖衰減確定)時(shí),帶寬就越小,帶寬的大小決定傳輸信息容量的大小。
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