材料色散是由折射率对纤芯材料的波长依赖性造成的，而波导色散则是由模态传播常数对光纤参数(纤芯半径、纤芯和包层的折射率差)和信号波长的依赖性造成的。在某些特定频率下，材料色散和波导色散可以相互抵消，从而得到一种近似于0色度色散的波长。

实际上，色度色散并不总是不利的。光线在不同波长或材料中以不同速度传播，导致光脉冲在光纤中展宽或压缩，这使得定制折射率剖面以生产不同用途的光纤成为可能。G.652光纤就是其中一个例子。

偏振模色散

偏振模色散（PMD）反映了光波在光纤中传播特性的偏振依赖性。实际的光纤中基模存在两个相互垂直的偏振模，理想情况下，两种偏振模式应当具有相同的光波传播特性，但通常来说，不同偏振模式下会有细微差别。这是由于在传播过程中温度和压力等因素变化或扰动，导致两种偏振模式具有不同的传输速度，产生时延，形成偏振模色散。

图3：偏振模色散形成情况

偏振模色散对链路速度低于2.5Gbps的网络影响较小，即便其传输距离大于1000公里。然而，随着传输速度的增加，尤其是当速率超过10Gbps时，偏振模色散的影响剧增，成为一个不容忽视的光纤参数。偏振模色散主要在玻璃制造过程中产生的，除此之外，光纤布线、安装和使用环境等因素都会对其造成影响。

如何进行色散补偿？

虽然光纤色散不至于减弱信号，但它缩短了信号在光纤内部的传播距离，同时造成信号失真。例如，发射端1纳秒的光脉冲在接收端会展宽到10纳秒，导致信号无法正常接收和解码。因此，在密集波分复用（DWDM）等长距离传输系统中，减少光纤色散或进行色散补偿至关重要。下面将介绍三种常用的色散补偿策略和方法。

色散补偿光纤

利用色散补偿光纤（DCF）技术，可在常规光纤中加接具有负色散的光纤。常规光纤与色散补偿光纤相比，色散值极大，且色散为正，使得此类光纤中的光分布减少甚至消失。通过对其加接负色散补偿光纤，可保证整条光纤线路的总色散近似为零，从而实现高速度、大容量、长距离的通信。色散补偿光纤主要有三种补偿机制，包括前置补偿、后置补偿和对称补偿。色散补偿光纤广泛应用于已安装1310纳米的光纤链路升级，使其在1550纳米下运行。

图4：三种色散补偿机制

光纤布拉格光栅

光纤布拉格光栅（FBG）是一种由光纤组成的反射装置，可对其核心折射率在一定距离范围内进行调制。在100公里等长距离传输系统中，使用该装置可以显著降低色散效应。当光束经过光纤光栅时，满足其调制条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续沿光纤传输。利用光纤布拉格光栅进行色散补偿具有极大的优越性，因为光纤光栅可与其他无源光纤器件融为一体，插入损耗低，成本低廉。此外，光纤光栅不仅可以用作色散补偿的滤波器，还可以作为传感器、泵浦激光器的波长稳定器、用于窄带波分复用加/减滤波器等。

电子色散补偿

电子色散补偿（EDC）是一种利用电子滤波（也称均衡）实现光通信链路中色散补偿的方法，即在通信信道中进行滤波，以补偿由传输介质引起的信号衰减。电子色散补偿通常由横向滤波器来实现，其输出是一系列延时输入的加权和，它可根据接收信号的特性自动调整滤波器权值，即自适应。电子色散补偿可用于单模光纤系统和多模光纤系统，此外，还可与其他功能结合用于10Gbit/s接收器集成电路上。它可以显著降低单模光纤系统中的发射器成本，也可以在较小的接收器成本损失下增加多模光纤系统的传输距离。

结语

虽然光纤色散能以多种方式影响信号传播，甚至造成信号失真，但总的来说，其对光纤链路的信号传输并不完全是不利的。事实上，当采用波分复用时，一定的光纤色散可用来减轻非线性效应。而当光纤色散过大时，则可选择上述的色散补偿光纤、光纤布拉格光栅、电子色散补偿等方法进行色散补偿。返回搜狐，查看更多