当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤存在色散。这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，导致脉冲变宽。光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因，光纤带宽变窄会限制光纤的传输容量，同时，也限制了光信号的传输距离。G.652光纤是1310nm窗口零色散，在1550nm窗口存在色散，在传输10G信号时需加色散补偿光纤，进行色散补偿；G.653光纤是色散位移光纤，在1550nm窗口零色散，可传输10G的光信号，但传输WDM波分光信号时，因零色散，会产生四波混频等非线性效应，不能用于WDM波分的传输。G.655光纤在1550nm窗口有很小的色散，可用于SDH光信号和WDM信号的传输。光纤的色散可以分为三部分，即模式色散、材料色散和波导色散。模式色散：主要对多模光纤而言，对单模光纤来说，因只有一个模式传播，不存在模式色散的问题。定义：多模光在多模光纤中传输时会存在许多种传输模式，而每种传输模式具有不同的传播速度和相位，因此虽然在输入端同时输入光脉冲信号，但到达接收端时的时间却不一致，于是产生了脉冲展宽的现象，叫模式色散。材料色散：是指组成光纤的材料二氧化硅本身所产生的色散。波导色散：波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。对于多模光纤而言，由于其模式色散比较严重，而且其数值也比较大，其材料色散较小，不占主导地位，波导色散对多模光纤的影响甚小，所以，多模光纤主要考虑其模式色散。而单模光纤传输的是一个单模，不存在模式色散，模式色散为零，考虑的是其材料色散和波导色散。光纤的总色散所引起的脉冲展宽为三种色散各自平方的和后开平方。色散主要用色散系数D(λ)表示。色散系数一般只对单模光纤来说，包括材料色散和波导色散，统称色散系数。色散系数的定义：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值，与长度呈线性关系。其计算公式为：σ=δλ*D*L其中：δλ为光源的均方根谱宽，D(λ)为色散系数，L为长度，现在的单模光纤色散系数一般为20ps/km.nm，光纤长度越长，则引起的色散总值就越大。色散系数越小越好，，因色散系数越小，根据上式可知，光纤的带宽越大，传输容量也就越大。所以，传输2.5G以上光信号时，要考虑光纤色散对传输距离的影响，最好采用零色散的G.653光纤传输，但光纤色散为零时，传输WDM波分光信号会产生四波混频等非线性效应，所以色散要小，但不能为零，最终采用的光纤为G.655光纤来传输10G的光信号和WDM波分复用信号。对于单模光纤，其带宽系数在25GHz.km以上，但多模光纤的带宽系数一般在1GHz.km以下。所以，多模光纤一般用于622M以下短距离的通信，而单模光纤可用于多种速率的通信。ITU-TG.652建议规定零色散波长范围为：1300nm~1324nm，最大色散斜率为0.093ps/（nm2.km），在1525~1575nm波长范围内的色散系数约为20ps/（nm.km）。ITU-TG.653建议规定零色散波长为：1550nm，在1525~1575nm区的色散斜率为0.085ps/（nm2.km）。在1525~1575nm波长范围内的最大色散系数为3.5ps/（nm.km）。G.655光纤在1530~1565nm范围内的色散系数在绝对值应处于0.1~6.0ps/（nm2.km）。二、单模光纤的偏振模色散产生机理随着单模光纤在测试中应用技术的不断发展，特别是集成光学、光纤放大器以及超高带宽的非零色散位移单模光纤即ITU-TG655光纤的广泛应用，光纤衰减和色散特性已不是制约长距离传输的主要因素，偏振模色散特性越来越受到人们重视。偏振是与光的振动方向有关的光性能，我们知道光在单模光纤中只有基模HE11传输，由于HE11模由相互垂直的两个极化模HE11x和HE11y简并构成，在传输过程中极化模的轴向传播常数βx和βy往往不等,从而造成光脉冲在输出端展宽现象。如下图所示：图1：PMD极化模传输图因此两极化模经过光纤传输后到达时间就会不一致，这个时间差称为偏振模色散PMD（PolarizationModeDispersion）。PMD的度量单位为匹秒（ps）。光纤是各向异性的晶体，光一束光入射到光纤中被分解为两束折射光。这种现象就是光的双折射，如果光纤为理想的情况，是指其横截面无畸变，为完整的真正圆，并且纤芯内无应力存...
