上海交通大学：《光通信系统与网络》课程教学课件（PPT讲稿）第02章 光纤传输理论

色散限制传输容量Time=t1Time=t2Time=t3Time=t4脉冲展宽导致接收端无法将相邻的脉冲分开，从而导致误码。因此，色散特性限制了光纤的传输容量

脉冲展宽导致接收端无法将相邻的脉冲分开，从而导致误码。 因此，色散特性限制了光纤的传输容量。 Time=t1 Time=t2 Time=t3 Time=t4 色散限制传输容量

色散描述方式相速与群速群速度（包络）：g=do/dβ·相速（等相面）：=の/7dLC=βL(o·群延迟：do2dβdt2元C光脉冲展宽：ATLAo=β,LAo=β,L=DLAO22da?do群速度色散（ps2/km)Bdo2元C色散（ps/nm.km):单位长度群延迟差β,△の，△2--光谱宽

色散描述方式 相速与群速 •相速（等相面）： vp =  群速度（包络）： vg = d d ( ) L L d d v L g 1     = = = •群延迟： 光脉冲展宽：               =  =   =  = − L = DL c L L d d d d T 2 2 2 2 2 2 2 2 2    d d = 2 2 2   c D = − 群速度色散（ps2 /km) 色散（ps/nm.km):单位长度群延迟差 ，-光谱宽

2.2模式色散多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过程中，不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称模式色散。所谓模式色散，用光的射线理论来说，就是由于轨迹不同的各光线沿轴向的平均速度不同所造成的时延差

多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过 程中，不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称模 式色散。 所谓模式色散，用光的射线理论来说，就是由于轨迹不 同的各光线沿轴向的平均速度不同所造成的时延差。 2.2 模式色散

A阶跃型光纤中的模式色散在阶跃型光纤中，传播最快的和最慢的两条光线分别是沿轴线方向传播的光线1①和以临界角0.入射的光线②。因此，在阶跃型光纤中最大色散是光线①和光线2到达终端的时延差。n12ni1ec2AT1n1nLsinoCcn2

在阶跃型光纤中，传播最快的和最慢的两条光线分 别是沿轴线方向传播的光线①和以临界角θc入射的光线 ②。因此，在阶跃型光纤中最大色散是光线①和光线 ②到达终端的时延差。 =          = −  2 2 1 1 1 1 sin 1 n n c c n L T  c A. 阶跃型光纤中的模式色散

B.渐变型光纤中的模式色散在渐变型光纤中合理地设计光纤折射率分布，使光线在光纤中传播时速度得到补偿，从而模式色散引起的光脉冲展宽将很小AT/L=n,△?/80

在渐变型光纤中合理地设计光纤折射率分布，使光线 在光纤中传播时速度得到补偿，从而模式色散引起的光脉 冲展宽将很小。 T L n /8c 2  = 1  B. 渐变型光纤中的模式色散