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　　模間色散
　　
　　模間色散是發(fā)生在多模光纖和其他波導(dǎo)中的一種信號(hào)畸變機(jī)制。在多模光纖中，以不同入射角射入光纖的光線都被定義了一條路徑或一種模式。由于各個(gè)模式的傳輸路徑不同，其傳輸速度（即群速度）也不同，因此模式間的信號(hào)傳輸?shù)竭_(dá)光纖終端產(chǎn)生了時(shí)間差。通常來說，一些光線會(huì)直接穿過纖芯（軸向模式），而其他光線會(huì)在包層/纖芯邊界之間來回反射，沿著波導(dǎo)之字形向前傳播，即下圖的階躍折射率多模光纖所示。事實(shí)是，一旦光線發(fā)生了折射，模間色散/模式色散隨即產(chǎn)生。其中，模間色散與傳輸路徑成正相關(guān)，即高階模式下（光線以較大角度射入時(shí)路程較長(zhǎng)）造成的模間色散高于低階模式（光線以較小角度射入路程較短）。
　　
　　多模光纖最多可同時(shí)容納17種光線傳播模式，其模間色散遠(yuǎn)高于單模光纖。這是由于單模光纖具有單一的傳播模式，即光線沿著纖芯傳播（軸向模式）而不反射到包層邊界，因此沒有模間色散發(fā)生。
　　
　　然而，如果使用漸變折射率多模光纖，情況就不同了。雖然光線也以不同的模式傳播，但由于纖芯的折射率不均勻，光線路徑不再是直線而是曲線，光線的傳播速度也發(fā)生變化，因此可通過選擇合適的折射率分布大大降低模間色散。
　　
　　色度色散
　　
　　色度色散指光源中不同波長(zhǎng)分量在光纖中的群速不同所引起的光脈沖展寬現(xiàn)象，包括材料色散和波導(dǎo)色散。
　　
　　材料色散是由折射率對(duì)纖芯材料的波長(zhǎng)依賴性造成的，而波導(dǎo)色散則是由模態(tài)傳播常數(shù)對(duì)光纖參數(shù)(纖芯半徑、纖芯和包層的折射率差)和信號(hào)波長(zhǎng)的依賴性造成的。在某些特定頻率下，材料色散和波導(dǎo)色散可以相互抵消，從而得到一種近似于0色度色散的波長(zhǎng)。
　　
　　實(shí)際上，色度色散并不總是不利的。光線在不同波長(zhǎng)或材料中以不同速度傳播，導(dǎo)致光脈沖在光纖中展寬或壓縮，這使得定制折射率剖面以生產(chǎn)不同用途的光纖成為可能。G.652光纖就是其中一個(gè)例子。
　　
　　偏振模色散
　　
　　偏振模色散（PMD）反映了光波在光纖中傳播特性的偏振依賴性。實(shí)際的光纖中基模存在兩個(gè)相互垂直的偏振模，理想情況下，兩種偏振模式應(yīng)當(dāng)具有相同的光波傳播特性，但通常來說，不同偏振模式下會(huì)有細(xì)微差別。這是由于在傳播過程中溫度和壓力等因素變化或擾動(dòng)，導(dǎo)致兩種偏振模式具有不同的傳輸速度，產(chǎn)生時(shí)延，形成偏振模色散。
　　
　　偏振模色散對(duì)鏈路速度低于2.5Gbps的網(wǎng)絡(luò)影響較小，即便其傳輸距離大于1000公里。然而，隨著傳輸速度的增加，尤其是當(dāng)速率超過10Gbps時(shí)，偏振模色散的影響劇增，成為一個(gè)不容忽視的光纖參數(shù)。偏振模色散主要在玻璃制造過程中產(chǎn)生的，除此之外，光纖布線、安裝和使用環(huán)境等因素都會(huì)對(duì)其造成影響。
　　
　　如何進(jìn)行色散補(bǔ)償？
　　
　　雖然光纖色散不至于減弱信號(hào)，但它縮短了信號(hào)在光纖內(nèi)部的傳播距離，同時(shí)造成信號(hào)失真。例如，發(fā)射端1納秒的光脈沖在接收端會(huì)展寬到10納秒，導(dǎo)致信號(hào)無法正常接收和解碼。因此，在密集波分復(fù)用（DWDM）等長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，減少光纖色散或進(jìn)行色散補(bǔ)償至關(guān)重要。下面將介紹三種常用的色散補(bǔ)償策略和方法。
　　
　　色散補(bǔ)償光纖
　　
　　利用色散補(bǔ)償光纖（DCF）技術(shù)，可在常規(guī)光纖中加接具有負(fù)色散的光纖。常規(guī)光纖與色散補(bǔ)償光纖相比，色散值極大，且色散為正，使得此類光纖中的光分布減少甚至消失。通過對(duì)其加接負(fù)色散補(bǔ)償光纖，可保證整條光纖線路的總色散近似為零，從而實(shí)現(xiàn)高速度、大容量、長(zhǎng)距離的通信。色散補(bǔ)償光纖主要有三種補(bǔ)償機(jī)制，包括前置補(bǔ)償、后置補(bǔ)償和對(duì)稱補(bǔ)償。色散補(bǔ)償光纖廣泛應(yīng)用于已安裝1310納米的光纖鏈路升級(jí)，使其在1550納米下運(yùn)行。
　　
　　光纖布拉格光柵
　　
　　光纖布拉格光柵（FBG）是一種由光纖組成的反射裝置，可對(duì)其核心折射率在一定距離范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)制。在100公里等長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)中，使用該裝置可以顯著降低色散效應(yīng)。當(dāng)光束經(jīng)過光纖光柵時(shí)，滿足其調(diào)制條件的波長(zhǎng)將產(chǎn)生反射，其余的波長(zhǎng)透過光纖光柵繼續(xù)沿光纖傳輸。利用光纖布拉格光柵進(jìn)行色散補(bǔ)償具有極大的優(yōu)越性，因?yàn)楣饫w光柵可與其他無源光纖器件融為一體，插入損耗低，成本低廉。此外，光纖光柵不僅可以用作色散補(bǔ)償?shù)臑V波器，還可以作為傳感器、泵浦激光器的波長(zhǎng)穩(wěn)定器、用于窄帶波分復(fù)用加/減濾波器等。
　　
　　電子色散補(bǔ)償
　　
　　電子色散補(bǔ)償（EDC）是一種利用電子濾波（也稱均衡）實(shí)現(xiàn)光通信鏈路中色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，即在通信信道中進(jìn)行濾波，以補(bǔ)償由傳輸介質(zhì)引起的信號(hào)衰減。電子色散補(bǔ)償通常由橫向?yàn)V波器來實(shí)現(xiàn)，其輸出是一系列延時(shí)輸入的加權(quán)和，它可根據(jù)接收信號(hào)的特性自動(dòng)調(diào)整濾波器權(quán)值，即自適應(yīng)。電子色散補(bǔ)償可用于單模光纖系統(tǒng)和多模光纖系統(tǒng)，此外，還可與其他功能結(jié)合用于10Gbit/s接收器集成電路上。它可以顯著降低單模光纖系統(tǒng)中的發(fā)射器成本，也可以在較小的接收器成本損失下增加多模光纖系統(tǒng)的傳輸距離。