光纤色散原理简介

偏振模色散将引起高速光脉冲畸变，制约传输距离，是40Gb/s高速光纤通信的主要技术
难点之一。光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和
通信距离。在光纤的损 耗已大为降低的今天，色散对高速光纤通信的影响就显得更为突
出。40Gb/s系统和10Gb/s系统相比，在光纤传输上的色散效应对系统性能的影响有新
的差异。特别是偏振模色散（Polarization Mode Dispersion,简称PMD）的影响难以克
服。所以，在40Gb/s系统技术中，必须考虑和研究光纤的色散，PMD和非线性的影响
等。

色散是光纤的一个重要参数。降低光纤的色散，对增加通信容量，延长通信距离，发展
高速40Gb/s光纤通信和其它新型光纤通信技术都是至关重要的。

光纤的色散主要由两方面引起：一是光源发出的并不是单色光；二是调制信号有一定的
带宽。实际光源发出的光不是单色的，而是有一定的波长范围。这个范围就是光源的线
宽。在对光源进行调制时，可以认为信号是按照同样的方式对光源谱线中的每一分量进
行调制的。一般调制带宽比光源窄得多，因而可以认为光源的线宽就是已调信号带宽，
但对高速和线宽极窄的光源，情况不一样。进入光纤中去的是一个调制了的光谱，如果
是单模光纤，它将激发出基模；如果是多模光纤，则激发出大量模式。由此可以看出，
光纤中的信号能量是由不同的频率成分和模式成分构成的，它们有不同的传播速度，从
而引起比较复杂的色散现象。

光纤的色散可以分为下列三类：

模间色散：在多模光纤中，即使是同一波长，不同模式的光由于传播速度的不同而引起
的色散称为模式色散。

色度色散：是指光源光谱中不同波长在光纤中的群延时差所引起的光脉冲展宽现象。

偏振模色散：单模光纤中实际存在偏振方向相互正交的两个基模。当光纤存在双折射时
，这两个模式的传输速度不同而引起的色散称为偏振模色散。

图1是这三种色散的示意图：