色散是影響光纖通信系統性能的一個重要因素，它是一個主題和性能特征，對于在操作和/或設計基于光纖的網絡的設備時，理解和解釋這些色散非常重要。
光纖中的(de)色散是什么？
將白光束照射到棱鏡中時(shi)，您會看到該光由彩虹帶或光譜(pu)組成(cheng)。這種(zhong)現象(xiang)是色散的(de)一個例子。波長(chang)為700nm的(de)紅(hong)光和波長(chang)為400nm的(de)紫光在(zai)可見光譜(pu)的(de)兩端。但是，是什么導致不同波長(chang)的(de)光彼此分離呢？是(shi)玻璃！
無論是(shi)玻璃(li)制成(cheng)的(de)棱鏡還(huan)是(shi)帶有熔融(rong)石英玻璃(li)芯的(de)光(guang)纖，由(you)于玻璃(li)是(shi)一種色散介(jie)質，它們都具有將不同波長的(de)光(guang)彎曲到不同角度的(de)能(neng)力。
為了(le)表征(zheng)光(guang)(guang)可以(yi)傳(chuan)播(bo)的(de)(de)玻璃或(huo)其他類型(xing)的(de)(de)介(jie)質(zhi)，使用了(le)一個(ge)參(can)數(shu)，稱(cheng)為折射率 （或(huo)也 稱(cheng)為折射率）。該數(shu)字是(shi)(shi)指光(guang)(guang)通過(guo)介(jie)質(zhi)傳(chuan)播(bo)的(de)(de)速度。單(dan)模光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)典型(xing)折射率約為1.46 1，這(zhe)意味著光(guang)(guang)在(zai)真空中的(de)(de)傳(chuan)播(bo)速度是(shi)(shi)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)中的(de)(de)1.46倍。但是(shi)(shi)，該值在(zai)不(bu)同的(de)(de)波(bo)長(chang)下會略有變化(hua)。通常在(zai)光(guang)(guang)學器(qi)件中，波(bo)長(chang)越長(chang)，折射率越低（請參(can)見下面的(de)(de)圖(tu)1）。
圖1：折射率與波長
光速的定義(yi)是(shi)： 速度(du)=光速/折射(she)率
結(jie)果，由于(yu)折射率的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)，不(bu)同(tong)(tong)顏色(se)(se)的(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)以不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)速度傳(chuan)播(bo)，在(zai)上圖中，紅(hong)色(se)(se)的(de)(de)(de)光(guang)由于(yu)折射率較低而(er)傳(chuan)播(bo)得比藍(lan)色(se)(se)的(de)(de)(de)快。在(zai)遠處(chu)，紅(hong)色(se)(se)和藍(lan)色(se)(se)將進一步分開，因(yin)此信號將變寬(kuan)：
圖2：脈沖展寬效果
圖2：脈沖展寬效果
在更長的(de)距離上(shang)，這種(zhong)小(xiao)的(de)“色散”最終加在一起，使得(de)當脈沖開(kai)始重疊時，接收端無法正確區分兩個連續(xu)的(de)信號：
如果不加以管(guan)理，這會在網絡通信系(xi)統中引起(qi)嚴重(zhong)的麻煩(fan)，尤其是(shi)在快速比特率應用中。40G系(xi)統比10G系(xi)統更容易發生色散(san)，因(yin)為(wei)信號脈(mo)沖在信號源處更密集。10G系(xi)統可以無故障運行長達100公里，而40G系(xi)統則不需要(yao)色散(san)補償解決(jue)方案就可以運行數(shu)百公里。
應(ying)該注意的是(shi)，光纖的規格通常 會(hui)(hui)根據組速度(du)而不是(shi)相速度(du)來(lai)聲(sheng)明 組折(zhe)(zhe)射率值。結果，折(zhe)(zhe)射率值會(hui)(hui)隨(sui)著(zhu)波長(chang)的增加而增加。
色散補償光模塊如何減少色散
色散(san)(san)(san)補(bu)償模(mo)塊（或DCM）用(yong)于補(bu)償單(dan)模(mo)光纖中的(de)(de)累積色散(san)(san)(san)，色散(san)(san)(san)系(xi)數(shu)用(yong)于表征色散(san)(san)(san)值。常(chang)規SMF在1550nm時約為(wei)+ 16?17 ps /（nm * km）。為(wei)了(le)適當地進行管理，DCM使用(yong)模(mo)塊內部的(de)(de)一種特殊類型的(de)(de)色散(san)(san)(san)補(bu)償光纖構建，該色散(san)(san)(san)補(bu)償光纖的(de)(de)色散(san)(san)(san)系(xi)數(shu)值為(wei)負(fu)，范圍為(wei)-30到-300 ps /（nm * km）。
例如，對于10公里(li)長的光纖(xian)，累積色(se)(se)散將(jiang)為(wei)+ 160?170 ps / nm，因此，為(wei)了補償該色(se)(se)散量，將(jiang)在鏈路中添加DCM，以特定的和(he)經過(guo)計算的光纖(xian)長度來減少(shao)總色(se)(se)散接近0 ps /（nm * km）。
