在光纤中传输的光信号(脉冲)的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播,到达一定距离后必然产生信号失真(脉冲展宽),这种现象称为光纤的色散或弥散。
由于光纤中所传信号的不同频率成分,或信号能量的各种模式成分,在传输过程中,因群速度不同互相散开,引起传输信号波形失真,脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变,从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。
从机理上说,光纤色散分为材料色散,波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起,后一种色散由于信号不是单一模式所引起。
光纤色散系数
色散主要用色散系数D(λ
)
表示。色散系数一般只对单模光纤来说,包括材料色散和波导色散,统称色散系数。
光纤色散系数的定义:每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值,与长度呈线性关系。
其计算公式为
:
σ=
δλ*D*L
其中:δλ
为光源的均方根谱宽,D(λ
)
为色散系数,L
为长度,现在的单模光纤色散系数一般为20ps/km.nm
,光纤长度越长,则引起的色散总值就越大。色散系数越小越好,,因色散系数越小,根据上式可知,光纤的带宽越大,传输容量也就越大。所以,传输2.5G
以上光信号时,要考虑光纤色散对传输距离的影响,最好采用零色散的G.653
光纤传输,但光纤色散为零时,传输WDM
波分光信号会产生四波混频等非线性效应,所以色散要小,但不能为零,最终采用的光纤为G.655
光纤来传输10G
的光信号和WDM
波分复用信号。对于单模光纤,其带宽系数在25GHz.km
以上,但多模光纤的带宽系数一般在1GHz.km
以下。所以,多模光纤一般用于622M
以下短距离的通信,而单模光纤可用于多种速率的通信。