什么是光纤色散,光纤色散系数一般怎么取值 光纤色散系数的定义

什么是光纤色散，光纤色散系数一般怎么取值？

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。

延伸阅读

色散是光纤的什么指标？

光的色散（dispersion of light）指的是复色光分解为单色光的现象；复色光通过棱镜分解成单色光的现象；光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。

色散也是对光纤的一个传播参数与波长关系的描述。牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带（光谱）。

色散现象说明光在介质中的速度v=c/n（或折射率n）随光的频率f而变。

光的色散可以用三棱镜，衍射光栅，干涉仪等来实现。

光的色散证明了光具有波动性。

光纤色散有哪几种，如何消除？

光纤色散主要分为三种：模式色散、材料色散和波导色散。色散的危害很大，尤其是对码速较高的数字传输有严重影响，它将引起脉冲展宽，从而产生码间干扰，为保证通信质量，必须增大码元间隔，即降低信号的传输速率，这就限制了系统的通信容量和通信距离。

光纤色散程度？

单模光纤在1310nm附近色散为0是针对普通单模光纤（即G652）而言的，单模光纤中只传输基模），总的色散由材料色散和波导色散组成，由于色散与波长有关，因此单模光纤的总色散也称为波长色散D(λ)。

在一定的波长范围，材料色散系数与波导色散系数符号刚好相反，其绝对值大小主要和纤芯半径、相对折射率和折射率剖面形状等有关。

实际在光纤的制造中，可以通过改变折射率分布形状和剖面结构参数的方法获得不同的波导色散以抵消SiO2的色散值，1310nm附近色散为0就是因为材料色散和波导色散两者刚好抵消。

光纤的色散是由于不同频率的光在光纤？

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。

光纤色散的主要因素？什么是波导色散？

光纤色散的主要因素：

1.进入光纤中的光信号不是单色光（光源发出的光不是单色或是调制信号具有一定的带宽）；

2.光纤对光信号的色散作用。

波导色散是对于光纤的某一传输模式，在不同的光波长下的群速度不同引起的脉冲展宽。它与光纤结构的波导效应有关，因此也被成为结构色散。

具有光纤模式色散的光纤种类是？

具有光纤模式色散的光纤种类

　　1、模式色散

　　多模传输时，光纤各模式在同一波长下，因传输常数的切线分量不同，群速不同所引起的色散。多模光纤中，以不同角度射入光纤的射线在光纤中形成不同的模式。光纤基本结构中的图画出了三条不同角度的子午射线。其中沿轴心传输的射线为最低次模，其切线方向的传输速度（即群速）最快，首先到达终端。沿刚好产生全反射角度传输的射线为最高次模，其切线方向的传输速度最慢，最晚到达终端。它们到达终端的时间就有差异，模式间的这种时间差或时延差就叫做模式色散，或称模间色散。

　　多模光纤的色散用光纤带宽（MHzkm）表示，带宽是从频域特性表示光纤色散大小的。

　　信号不是单一模式会引起模式色散。多模光纤中，模式色散在三种色散中是主要的。

　　2、材料色散

　　是光纤材料的折射率随频率（波长）而变，可使信号的各频率（波长）群速度不同引起色散。

　　3、波导色散

　　某个模式本身，由于传输的是有一定宽度频带，不同频率下传输常数的切线分量不同，群速不同所引起的色散。

　　材料色散和波导色散在实际情况下很难截然分开，所以在许多情况下将这二种色散统称为模内色散。

　　这四种色散作用还相互影响，由于材料折射率n是波长λ（或频率w）的非线性函数，d2n/d2λ≠0，于是不同频率的光波传输的群速度不同，所导致的色散成为材料色散。

　　由于导引模的传播常数β是波长λ（或频率w）的非线性函数，使得该导引模的群速度随着光波长的变化而变化，所产生的色散成为波导色散（或结构色散）。

　　4、偏振模色散

　　指光纤中偏振色散，简称PMD（polarizationmodedispersion），它是由于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模，沿光纤传播过程中，由于光纤难免受到外部的作用，如温度和压力等因素变化或扰动，使得两模式发生耦合，并且它们的传播速度也不尽相同，从而导致光脉冲展宽，引起信号失真。

　　不同的导引模的群速度不同引起的色散成为模间色散，模间色散只存在与多模光纤中。

　　色散限制了光纤的带宽—距离乘积值。色散越大，光纤中的带宽—距离乘积越小，在传输距离一定（距离由光纤衰减确定）时，带宽就越小，带宽的大小决定传输信息容量的大小。

光纤损耗色散主要有几种原因？

　　光纤本征损耗即光纤固有损耗，主要由于光纤机基质材料石英玻璃本身缺陷和含有金属过渡杂质和OH-，使光在传输过程中产生散射、吸收和色散，一般可分为散射损耗，吸收损耗和色散损耗。其中散射损耗是由于材料中原子密度的涨落，在冷凝过程中造成密度不均匀以及密度涨落造成浓度不均匀而产生的。吸收损耗是由于纤芯含有金属过渡杂质和OH-吸收光，特别是在红外和紫外光谱区玻璃存在固有吸收。光纤色散按照产生的原因可分为三类，即材料色散、波导色散和模间色散。其中单模光纤是以基模传输，故没有模间色散。在单模光纤本征因素中，对连接损耗影响最大的是模场直径。单模光纤本征因素引起的连接损耗大约为0.014dB，当模场直径失配20%时，将产生0.2dB的连接损耗。多模光纤的归一化频率V>2.404，有多个波导模式传输，V值越大，模式越多，除了材料色散和波导色散，还有模间色散，一般模间色散占主要地位。所谓模间色散，是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数β不同，因此群速度不同而引起的色散。

　　此外，光纤几何参数如光纤芯径、包层外径、芯/包层同心度、不圆度，光学参数如相对折射率、最大理论数值孔径等，只要一项或多项失配，都将产生不同程度的本征损耗。

　　2 光纤附加损耗

　　光纤的附加损耗一般由辐射损耗和应用损耗构成。其中辐射损耗是由于光纤拉制工艺、光纤直径、椭圆度的波动、套塑层温度变化的胀缩和涂层低温收缩导致光纤微弯所致;应用损耗是由于光纤的张力、弯曲、挤压造成的宏弯和微弯所引

光纤中产生色散的原因是什么？

光纤色散是指由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，从而导致信号的畸变。

在数字光纤通信系统中，色散使光脉冲发生展宽。当色散严重时，会使光脉冲前后相互重叠，造成码间干扰，增加误码率。

所以光纤的色散不仅影响光纤的传输容量，也限制了光纤通信系统的中继距离。