光纤的色散特性

式(9-18)中，B为光纤每公里带宽，单位为(MHz•km)；Ar是光脉冲传输1km的时延差，单位是ns/km。

            从上述的定义可以看出，色散系数D(A).最大时延差△「、光纤的带宽都是从不同角度反映光纤的同一特性一色散。

(3)光纤色散的种类

            根据色散产生的原因，光纤色散的种类主要可以分为：模式色散、材料色散和波导色散三种。模式色散是由于信号不是单一模式携带所导致的，又称为模间色散；材料色散和波导色散是由于同一个模式内携带信号的光波频率成分不同所导致的，所以也叫做模内色散。

①模式色散

            在多模光纤中存在许多传输模式.即使在同一波长，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，产生了模式色散。

②材料色散

            由于光纤材料的折射率是波长义的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此而引起的色散叫材料色散。材料色散主要是由光源的光谱宽度所引起。由于光纤通信中使用的光源不是单色光,具有一定的光谱宽度，这样不同波长的光波传输速度不同，从而产生时延差，引起脉冲展宽。材料色散引起的脉冲展宽与光源的光谱线宽和材料色散系数成正比，所以在系统使用时尽可能选择光谱线宽窄的光源。石英光纤材料的零色散系数波长在1270nm附近。

③波导色散

            同一模式的相位常数0随波长人而变化，即群速度随波长而变化，从而引起色散，称为波导色散。波导色散主要是由光源的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的。一般波导色散比材料色散小。普通石英光纤在波长1310nm附近波导色散与材料色散可以相互抵消，使二者总的色散为零。因而普通石英光纤在这一波段是一个低色散区。在多模光纤中以上三种色散均存在。对于多模阶跃折射率光纤，模式色散占主要地位,其次是材料色散，波导色散比较小，可以忽略不计。对于多模渐变折射率光纤.模式色散较小，波导色散同样可以忽略不计。对于单模光纤，上述三种色散中只有材料色散和波导色散存在。

            此外，在单模光纤中还存在偏振模色散。偏振模色散是由于实际的光纤总是存在一定的不完善性，使得沿着两个不同方向偏振的同一模式的相位常数不同，从而导致这两个模式传输不同步，形成色散。偏振模色散通常较小。在速率不高的光纤通信系统中可以忽略不计。对于工作在零色散（材料色散和波导色散之和为另）波长的单模光纤，偏振模色散将成为最后的极限。随着光纤通信系统传输速率的提高.偏振模色散对系统的影响加大，必须很好地控制它，以减少它对系统的限制。