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(shi)什么？
將白光(guang)束照射(she)到棱(leng)鏡(jing)中時(shi)，您(nin)會看到該(gai)光(guang)由(you)彩虹帶或光(guang)譜組成。這種現象是(shi)(shi)色散的一個例子。波長(chang)為(wei)(wei)700nm的紅光(guang)和波長(chang)為(wei)(wei)400nm的紫光(guang)在可見光(guang)譜的兩端。但(dan)是(shi)(shi)，是(shi)(shi)什么導致不(bu)同波長(chang)的光(guang)彼此分離(li)呢？是玻璃(li)！
無論(lun)是(shi)玻(bo)璃(li)制成的(de)棱(leng)鏡(jing)還(huan)是(shi)帶(dai)有熔(rong)融(rong)石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)芯的(de)光(guang)纖，由于玻(bo)璃(li)是(shi)一(yi)種色(se)散(san)介質(zhi)，它(ta)們都具有將不同波長的(de)光(guang)彎曲(qu)到不同角度的(de)能力。
為了表征光(guang)(guang)可(ke)以傳(chuan)(chuan)播的(de)(de)(de)玻璃或其(qi)他類型(xing)的(de)(de)(de)介質，使用了一個參數(shu)(shu)，稱(cheng)為折射(she)(she)(she)率(lv)(lv) （或也 稱(cheng)為折射(she)(she)(she)率(lv)(lv)）。該數(shu)(shu)字是(shi)指光(guang)(guang)通(tong)過(guo)介質傳(chuan)(chuan)播的(de)(de)(de)速度。單(dan)模光(guang)(guang)纖的(de)(de)(de)典型(xing)折射(she)(she)(she)率(lv)(lv)約為1.46 1，這意味著光(guang)(guang)在真空(kong)中的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播速度是(shi)光(guang)(guang)纖中的(de)(de)(de)1.46倍。但是(shi)，該值在不同的(de)(de)(de)波(bo)長(chang)下會略有變化。通(tong)常在光(guang)(guang)學器件中，波(bo)長(chang)越(yue)長(chang)，折射(she)(she)(she)率(lv)(lv)越(yue)低(di)（請參見下面的(de)(de)(de)圖1）。
圖1：折射率與波長
光(guang)速(su)的定義(yi)是： 速(su)度=光(guang)速(su)/折(zhe)射率
結果，由于折(zhe)射率的不同，不同顏(yan)色(se)(se)的光(guang)譜以不同的速度傳播，在上圖中，紅色(se)(se)的光(guang)由于折(zhe)射率較低而傳播得比藍色(se)(se)的快。在遠處，紅色(se)(se)和藍色(se)(se)將進(jin)一步分開，因此(ci)信號(hao)將變(bian)寬：
圖2：脈沖展寬效果
圖2：脈沖展寬效果
在更長的距離上，這種小(xiao)的“色散”最終加在一起，使得當脈沖開(kai)始重(zhong)疊時，接收端無法正確(que)區分(fen)兩個連續的信號：
如(ru)果不(bu)加以管理(li)，這(zhe)會(hui)在(zai)網絡通信系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中引起嚴重的麻(ma)煩(fan)，尤其(qi)是在(zai)快速比(bi)特率(lv)應用中。40G系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)比(bi)10G系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)更容(rong)易發生色散(san)，因(yin)為信號(hao)脈沖在(zai)信號(hao)源(yuan)處更密集。10G系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)可以無(wu)故障(zhang)運行長達100公(gong)里，而(er)40G系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)則不(bu)需要色散(san)補(bu)償解(jie)決方(fang)案就可以運行數百公(gong)里。
應該注意的(de)(de)是，光纖的(de)(de)規格通常(chang) 會(hui)根據組速度而(er)不是相速度來聲明 組折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)值。結(jie)果，折(zhe)(zhe)射率(lv)(lv)值會(hui)隨著波長的(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)加。
色散補償光模塊如何減少色散
色散(san)(san)(san)補償模塊(kuai)（或DCM）用于(yu)補償單模光(guang)纖(xian)中的累積(ji)色散(san)(san)(san)，色散(san)(san)(san)系(xi)(xi)數用于(yu)表(biao)征色散(san)(san)(san)值。常規SMF在(zai)1550nm時約為(wei)(wei)(wei)+ 16?17 ps /（nm * km）。為(wei)(wei)(wei)了適當地進行管理，DCM使用模塊(kuai)內(nei)部的一種特(te)殊類型的色散(san)(san)(san)補償光(guang)纖(xian)構建，該色散(san)(san)(san)補償光(guang)纖(xian)的色散(san)(san)(san)系(xi)(xi)數值為(wei)(wei)(wei)負，范圍為(wei)(wei)(wei)-30到-300 ps /（nm * km）。
例(li)如，對(dui)于10公里長的(de)光(guang)(guang)纖，累積(ji)色(se)散(san)將(jiang)(jiang)為+ 160?170 ps / nm，因此，為了補償(chang)該色(se)散(san)量，將(jiang)(jiang)在鏈路(lu)中添加DCM，以(yi)特定的(de)和(he)經過計算的(de)光(guang)(guang)纖長度(du)來減少總(zong)色(se)散(san)接(jie)近0 ps /（nm * km）。
