对多模光纤而言,由于其模式色散比较严重,而且其数值也较大,所以其材料色散不占主导地位。但对单模光纤而言,由于其模式色散为零,所以其材料色散占主要地位。
m(λ)为石英光纤的材料色散系数(s/km·nm)。对石英光纤而言在光波长λ=0.85μm 处;m(λ)=85ps/km·nm;在光波长λ=1.31μm 处,m(λ)=0.15ps/km·nm。
波导色散Δτw
所谓波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。对多模光纤而言,其波导色散的影响甚小。
多模光纤的总色散所引起的脉冲展宽可由下式计算
带宽系数Bc
通过实验我们发现,如果保证光纤的输入光功率信号大小不变,随着调制光功率信号的调制频率的增加,光纤的输出光功率信号也会逐渐下降。这说明光纤也存在着象电缆一样的带宽系数,即对调制光功率信号的调制频率有一定的响应特性。
带宽系数的定义为:一公里长的光纤,其输出光功率信号下降到其最大值(直流光输入时的输出光功率值)的一半时,此时光功率信号的调制频率就叫做光纤的带宽系数。如图2.11 所示。
需要注意的是,由于光信号是以光功率来度量的,所以其带宽又称为3dB光带宽。即光功率信号衰减3dB 时意味着输出光功率信号减少一半。而一般的电缆之带宽称为6dB电带宽,因为输出电信号是以电压或电流来度量的。
对于多模光纤而言,因为其模式色散占统治地位(材料色散与波导色散的大小可以忽略不计),所以其带宽又称模式色散带宽,或称模时变带宽。对单模光纤而言,由于其模式色散为零,所以材料色散与波导色散占主要地位。注意,单模光纤没有带宽系数的概念,仅有色散系数的概念。
引起光纤带宽变窄的主要原因是光纤的色散。
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