1、光纖傳輸原理及傳輸特性,光纖通信技術(shù)第二章,光 纖,光纖通信系統(tǒng)的基本要求是能將任何信息無(wú)失真地從發(fā)送端傳送到用戶端，這首先要求作為傳輸媒質(zhì)的光纖應(yīng)具有均勻、透明的理想傳輸特性，任何信號(hào)均能以相同速度無(wú)損無(wú)畸變地傳輸。 但實(shí)際光纖通信系統(tǒng)中所用的光纖都存在損耗和色散，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度較高時(shí)還存在非線性。 ？在實(shí)際系統(tǒng)中，光信號(hào)到底如何傳輸？其傳輸特性、傳輸能力究竟如何？本章討論的要點(diǎn)。,引言,1 光纖與光纜的結(jié)構(gòu)和類型 2 光纖的傳輸原理 3 光纖傳輸特性,第二章 光纖傳輸理論及傳輸特性,1 光纖與光纜的結(jié)構(gòu)和類型,60年代，光纖損耗超過1000dB/km 1970年出現(xiàn)突破，光纖損耗降低到約20d

2、B/km (1m附近波長(zhǎng)區(qū)) 1979年，光纖損耗又降到0.2dB/km (在1.55 m處) 低損耗光纖的問世導(dǎo)致了光波技術(shù)領(lǐng)域的革命，開創(chuàng)了光纖通信的時(shí)代。,1.1 光纖的結(jié)構(gòu),光纖是一種高度透明的玻璃絲，由純石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫伞?光纖中心部分(芯Core)同心圓狀包裹層(包層Clad)涂覆層 特點(diǎn)：ncorenclad 光在芯和包層之間的界面上反復(fù)進(jìn)行全反射，并在光纖中傳遞下去。,近四十年的努力 尋找合適的光纖，實(shí)用化的光損耗為20dB/km (99.5%/m)；60年代研究，70年代突破，2000年0.2dB/km (99.995%/m);新的實(shí)用化光纖不斷涌現(xiàn),1.2 光纖型號(hào)

3、,ITU-T規(guī)定的光纖型號(hào)： G.651 多模光纖 G.652 常規(guī)單模光纖 G.653 色散位移光纖 G.654 波長(zhǎng)1550nm處損耗最低光纖 G.655 非零色散位移光纖,1.2 光纖類型 光纖種類很多，這里只討論作為信息傳輸波導(dǎo)用的由高純度石英（SiO2）制成的光纖。 實(shí)用光纖主要有三種基本類型， 突變型多模光纖（Step-Index Fiber, SIF） 漸變型多模光纖（Graded-Index Fiber, GIF） 單模光纖（Single-Mode Fiber, SMF） 相對(duì)于單模光纖而言，突變型光纖和漸變型光纖的纖芯直徑都很大，可以容納數(shù)百個(gè)模式，所以稱為多模光纖,圖 2.

4、2三種基本類型的光纖 (a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （c） 單模光纖,圖 2.3典型特種單模光纖 (a) 雙包層； (b) 三角芯； (c) 橢圓芯,特種單模光纖 最有用的若干典型特種單模光纖的橫截面結(jié)構(gòu)和折射率分布示于圖2.3，這些光纖的特征如下。 雙包層光纖 色散平坦光纖（DispersionFlattened Fiber, DFF） 色散移位光纖（DispersionShifted Fiber, DSF） 三角芯光纖 橢圓芯光纖 雙折射光纖或偏振保持光纖。,主要用途： 突變型多模光纖只能用于小容量短距離系統(tǒng)。 漸變型多模光纖適用于中等容量中等距離系統(tǒng)。 單模光纖用在

5、大容量長(zhǎng)距離的系統(tǒng)。 特種單模光纖大幅度提高光纖通信系統(tǒng)的水平 1.55m色散移位光纖實(shí)現(xiàn)了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超長(zhǎng)距離系統(tǒng)。 色散平坦光纖適用于波分復(fù)用系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以把傳輸容量提高幾倍到幾十倍。 三角芯光纖有效面積較大，有利于提高輸入光纖的光功率，增加傳輸距離。 偏振保持光纖用在外差接收方式的相干光系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是提高接收靈敏度，增加傳輸距離。 ,突破色散限制,傳輸光纖的改進(jìn)（1） ：G.653色散位移光纖,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,衰減 (dB/km),1600,1700,1400,1300,1200,1500,1100,波長(zhǎng)(nm

6、),傳輸光纖的改進(jìn)（2） ： G.655非零色散位移光纖,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,衰減 (dB/km),1600,1700,1400,1300,1200,1500,1100,波長(zhǎng)(nm),1.3 光纜的制作,用氣相沉積法制作具有所需折射率分布的預(yù)制棒（典型預(yù)制棒長(zhǎng)1m,直徑2cm） 使用精密饋送機(jī)構(gòu)將預(yù)制棒以合適的速度送入爐中加熱 成纜-光纜 預(yù)制棒制作技術(shù) 改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法（MCVD）、等離子體化學(xué)氣相沉積法（PCVD）、棒外氣相沉積法（OVD）和軸向氣相沉積法（VAD）,制造光纖預(yù)制棒 的MCVD流程示意圖,光纖拉絲裝置示意圖,1 光纜基本要求 保護(hù)光纖固有機(jī)械

7、強(qiáng)度的方法，通常是采用塑料被覆和應(yīng)力篩選。 光纖從高溫拉制出來后，要立即用軟塑料進(jìn)行一次被覆和應(yīng)力篩選，除去斷裂光纖，并對(duì)成品光纖用硬塑料進(jìn)行二次被覆。 二次被覆光纖有緊套、松套、大套管和帶狀線光纖四種，見圖 應(yīng)力篩選條件直接影響光纖的使用壽命。,二次被覆光纖(芯線)簡(jiǎn)圖 (a) 緊套； (b) 松套； (c) 大套管； (d) 帶狀線,光纜結(jié)構(gòu)和類型 光纜一般由纜芯和護(hù)套兩部分組成，有時(shí)在護(hù)套外面加有鎧裝。 1. 纜芯 纜芯通常包括被覆光纖(或稱芯線)和加強(qiáng)件兩部分。 被覆光纖是光纜的核心，決定著光纜的傳輸特性。 加強(qiáng)件起著承受光纜拉力的作用，通常處在纜芯中心，有時(shí)配置在護(hù)套中。 ,光纜 的

8、基本型式 層絞式 把松套光纖繞在中心加強(qiáng)件周圍絞合而構(gòu)成。 骨架式 把緊套光纖或一次被覆光纖放入中心加強(qiáng)件周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成。 中心束管式 把一次被覆光纖或光纖束放入大套管中， 加強(qiáng)件配置在套管周圍而構(gòu)成。 帶狀式 把帶狀光纖單元放入大套管內(nèi)， 形成中心束管式結(jié)構(gòu)，也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內(nèi)或松套管內(nèi)， 形成骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)。,2. 護(hù)套 護(hù)套起著對(duì)纜芯的機(jī)械保護(hù)和環(huán)境保護(hù)作用，要求具有良好的抗側(cè)壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。 護(hù)套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和鋁帶或鋼帶構(gòu)成。 根據(jù)使用條件光纜可以分為： 室內(nèi)光纜、架空光纜、埋地光纜和管道光纜等。 特種光

9、纜常見的有：電力網(wǎng)使用的架空地線復(fù)合光纜(OPGW)， 跨越海洋的海底光纜，易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。,光纜特性 拉力特性 壓力特性 彎曲特性 溫度特性,1.4 其他光纖,聚合物(塑料)光纖(POF)：用于用戶接入。 盡管塑料光纖與玻璃光纖相比有更大的信號(hào)衰減，但 韌性好，更為耐用 直徑大1020倍，連接時(shí)允許一定的差錯(cuò)，而不致犧牲耦合效率 廉價(jià)的塑料注入成形技術(shù)，可用于制造光連接器、光分路器和收發(fā)設(shè)備。,2.光纖傳輸原理,2.1 光纖的射線光學(xué)傳輸理論,光纖是一種高度透明的玻璃絲，由純石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫伞?光纖中心部分(芯Core)同心圓狀包裹層(包

10、層Clad)涂覆層 特點(diǎn)：ncorenclad 光在芯和包層之間的界面上反復(fù)進(jìn)行全反射，并在光纖中傳遞下去。,根據(jù)芯區(qū)折射率徑向分布的不同，可分為：,不同的折射率分布，傳輸特性完全不同,-數(shù)值孔徑(NA),相對(duì)折射率差,n0、n1、n2-分別是空氣、纖芯、包層折射率，c-芯包界面全反射臨界角,代表光纖接收光的本領(lǐng),（示意圖，比例不符）,(n1略大于n2),1.階躍光纖,1.,以不同入射角進(jìn)入光纖的光線將經(jīng)歷不同的途徑，雖然在輸入端同時(shí)入射并以相同的速度傳播，但到達(dá)光纖輸出端的時(shí)間卻不同，出現(xiàn)了時(shí)間上的分散，導(dǎo)致脈沖嚴(yán)重展寬。,模間色散,所有大于臨界角C的光線都被限制在纖芯內(nèi)。,1. 階躍光纖,

11、core,cladding,1. 階躍光纖,經(jīng)歷最短和最長(zhǎng)路徑的兩束光線間的時(shí)差:,-傳輸容量限制:,B-信號(hào)比特率,（最大時(shí)延要小于比特脈沖間隔）,1. 階躍光纖,-傳輸容量限制:,下降，BL上升。 對(duì)于無(wú)包層的特殊光纖，n1=1.5，n2=1.0(空氣)，=0.33很大，BL0.4(Mb/s).km 減小值，BL能提高很多。一般0.01。 當(dāng)=0.002時(shí)，BL100(Mb/s).km，10Mb/s的速率傳輸10km，適用于一些局域網(wǎng)。,2. 漸變光纖,漸變光纖的芯區(qū)折射率不是一個(gè)常數(shù)，從芯區(qū)中心的最大值逐漸降低到包層的最小值。光線以正弦振蕩形式向前傳播。 入射角大的光線路徑長(zhǎng),由于折射率

12、的變化,光速在沿路徑變化,雖然沿光纖軸線傳輸路徑最短,但軸線上折射率最大,光傳播最慢.通過合理設(shè)計(jì)折射率分布, 使光線同時(shí)到達(dá)輸出端，降低模間色散。這是光的自聚焦現(xiàn)象帶來的好處。,Multimode Graded-Index Optical Fiber,2. 漸變光纖,優(yōu)化設(shè)計(jì)的漸變光纖，其BL積達(dá)約10(Gb/s).km，比階躍光纖提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)。 第一代光波系統(tǒng)就是使用的漸變光纖。 單模光纖能進(jìn)一步提高BL積，需要采用電磁導(dǎo)波和模式理論來討論。,2.2 光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論 光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論的兩個(gè)出發(fā)點(diǎn) 波動(dòng)方程和電磁場(chǎng)表達(dá)式 特征方程和傳輸模式 光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論的兩個(gè)角度 單模光纖的

13、模式特性 多模光纖的模式特性,求解思路,suited for a , wave theory,式中，E和H分別為電場(chǎng)和磁場(chǎng)在直角坐標(biāo)中的任一分量， c為光速。選用圓柱坐標(biāo)(r，z)，使z軸與光纖中心軸線一致， 如圖所示。 將式(2.18)在圓柱坐標(biāo)中展開，得到電場(chǎng)的z分量Ez 的波動(dòng)方程為,(2.30),(2.31),(2.42),1. 波動(dòng)方程和電磁場(chǎng)表達(dá)式 設(shè)光纖沒有損耗，折射率n變化很小，在光纖中傳播的是角頻率為的單色光，電磁場(chǎng)與時(shí)間t的關(guān)系為exp(jt)，則標(biāo)量波動(dòng)方程為,光纖中的圓柱坐標(biāo),磁場(chǎng)分量Hz的方程和式(2.42)完全相同，不再列出。 解方程(2.42)，求出Ez 和Hz，

14、再通過麥克斯韋方程組求出其他電磁場(chǎng)分量，就得到任意位置的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。 把Ez(r, , z)分解為Ez(r)、Ez()和Ez(z)。設(shè)光沿光纖軸向(z軸)傳輸，其傳輸常數(shù)為，則Ez(z)應(yīng)為exp(-jz)。 由于光纖的圓對(duì)稱性，Ez()應(yīng)為方位角的周期函數(shù)， 設(shè)為exp( jm)，m為整數(shù)。 現(xiàn)在Ez(r)為未知函數(shù)，利用這些表達(dá)式， 電場(chǎng)z分量可以寫成 Ez(r, z)=Ez(r)ej(m-z) 把上式代入式(2.42)得到,式中，k=2/=2f /c=/c，和f為光的波長(zhǎng)和頻率。 這樣就把分析光纖中的電磁場(chǎng)分布，歸結(jié)為求解貝塞爾(Bessel)方程(2.49)。 設(shè)纖芯(0ra)折射率n

15、(r)=n1，包層(ra)折射率n(r)=n2，實(shí)際上突變型多模光纖和常規(guī)單模光纖都滿足這個(gè)條件。 為求解方程(2.49)，引入無(wú)量綱參數(shù)u, w和V。,(2.49),因?yàn)楣饽芰恳诶w芯(0ra)中傳輸， 在r=0處，電磁場(chǎng)應(yīng)為有限實(shí)數(shù)；在包層(ra)，光能量沿徑向r迅速衰減，當(dāng)r時(shí)， 電磁場(chǎng)應(yīng)消逝為零。 根據(jù)這些特點(diǎn)，式(2.55a)的解應(yīng)取m階貝塞爾函數(shù)Jm(ur/a)，而式(2.55b)的解則應(yīng)取m階修正的貝塞爾函數(shù)Km(wr/a)。,式中，腳標(biāo)1和2分別表示纖芯和包層的電磁場(chǎng)分量，A和B為待定常數(shù)，由激勵(lì)條件確定。Jm(u)和Km(w)如圖2.7所示，Jm(u)類似振幅衰減的正弦曲線，

16、Km(w)類似衰減的指數(shù)曲線。 式(2.56)表明，光纖傳輸模式的電磁場(chǎng)分布和性質(zhì)取決于特征參數(shù)u、w和的值。 u和w決定纖芯和包層橫向(r)電磁場(chǎng)的分布，稱為橫向傳輸常數(shù)；決定縱向(z)電磁場(chǎng)分布和傳輸性質(zhì)，所以稱為(縱向)傳輸常數(shù)。,圖2.7 （a)貝賽爾函數(shù)；（b)修正的貝賽爾函數(shù),Jm(u),1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6,4 3 2 1 0,2 4 6 8 10 u,m=1,v=0,m=2,(a),(b),m=1,1 2 3 4 5 w,km(w),m=0,當(dāng)m=0時(shí)，電磁場(chǎng)可分為兩類。一類只有Ez、Er和H分量，Hz=Hr=0，E=0， 這

17、類在傳輸方向無(wú)磁場(chǎng)的模式稱為橫磁模(波)，記為TM0。 另一類只有Hz、Hr和E分量，Ez=Er=0，H=0，這類在傳輸方向無(wú)電場(chǎng)的模式稱為橫電模(波)，記為TE0。 當(dāng)m0時(shí)，電磁場(chǎng)六個(gè)分量都存在，這些模式稱為混合模(波)。 混合模也有兩類， 一類EzHz，記為HEm，另一類Hz0。,如果w0， 電磁場(chǎng)將在包層振蕩， 傳輸模式將轉(zhuǎn)換為輻射模式，使能量從包層輻射出去。 w=0(=n2k)介于傳輸模式和輻射模式的臨界狀態(tài)， 這個(gè)狀態(tài)稱為模式截止。 其u、 w和值記為uc、wc和c，此時(shí)V=Vc=uc。 對(duì)于每個(gè)確定的v值，可以從特征方程(2.58)求出一系列uc值，每個(gè)uc值對(duì)應(yīng)一定的模式，決定

18、其值和電磁場(chǎng)分布。,當(dāng)m=0時(shí)，電磁場(chǎng)可分為兩類。一類只有Ez、Er和H分量，Hz=Hr=0，E=0， 這類在傳輸方向無(wú)磁場(chǎng)的模式稱為橫磁模(波)，記為TM0。 另一類只有Hz、Hr和E分量，Ez=Er=0，H=0，這類在傳輸方向無(wú)電場(chǎng)的模式稱為橫電模(波)，記為TE0。 當(dāng)m0時(shí)，電磁場(chǎng)六個(gè)分量都存在，這些模式稱為混合模(波)。 混合模也有兩類， 一類EzHz，記為HEm，另一類HzEz，記為EHm。下標(biāo)m和都是整數(shù)。 第一個(gè)下標(biāo)m是貝塞爾函數(shù)的階數(shù)，稱為方位角模數(shù)，它表示在纖芯沿方位角繞一圈電場(chǎng)變化的周期數(shù)。 第二個(gè)下標(biāo)是貝塞爾函數(shù)的根按從小到大排列的序數(shù)， 稱為徑向模數(shù)，它表示從纖芯中心

19、(r=0)到纖芯與包層交界面(r=a)電場(chǎng)變化的半周期數(shù)。 ,模式遠(yuǎn)離截止 當(dāng)V時(shí)， w增加很快，當(dāng)w時(shí)，u只能增加到一個(gè)有限值，這個(gè)狀態(tài)稱為模式遠(yuǎn)離截止，其u值記為u。 波動(dòng)方程和特征方程的精確求解都非常繁雜，一般要進(jìn)行簡(jiǎn)化。 大多數(shù)通信光纖的纖芯與包層相對(duì)折射率差都很小(例如1)由HEm+1n和EHm-1n組成，包含4重簡(jiǎn)并。 若干低階模式和相應(yīng)的u值范圍列于表2.2，圖2.9示出四個(gè)低階模式的電磁場(chǎng)矢量結(jié)構(gòu)圖。,四個(gè)低階模式的電磁場(chǎng)矢量結(jié)構(gòu)圖,3. 單模光纖的模式特性 單模條件和截止波長(zhǎng) 從圖2.8和表2.2可以看到，傳輸模式數(shù)目隨V值的增加而增多。 當(dāng)V值減小時(shí)，不斷發(fā)生模式截止， 模

20、式數(shù)目逐漸減少。 特別值得注意的是當(dāng)V Vc ，V大于某一模式的歸一化頻率Vc，則該模式便在光纖中導(dǎo)行； 截止條件：V Vc ，V小于某一模式的歸一化頻率Vc，則該模式不在光纖中導(dǎo)行； 臨界條件： V Vc,3、單模傳輸?shù)臈l件,在各模式的截止頻率中，LP01模的Vc=0，最低，稱該模為“基?！?，或“最低次模”； LP11模的Vc=2.405，為第二低的截止頻率，稱該模為“次低階?！?，或“二階模”； 其它Vc更高，稱高階模。 若在光纖中選取合適的a、n0、，可使V 2.405，從而抑制LP11模及所有高階模的傳輸。 由于Vc01=0，即基模永不截止。 所以，單模傳輸?shù)臈l件為: V Vc11 =

21、2.405,不同折射率分布光纖的單模傳輸Vc值: 對(duì)階躍型光纖，g，Vc=2.405; 對(duì)拋物型光纖，g2，Vc=3.533; 對(duì)三角型光纖，g1，Vc=4.739;,例:若想在目前的多模光纖中實(shí)現(xiàn)單模傳輸，應(yīng)選用怎樣的光波長(zhǎng)？,也就是說，如果有波長(zhǎng)為14m或更長(zhǎng)的實(shí)用光源，且光纖在此波長(zhǎng)下?lián)p耗低，則目前通用的多模光纖就可以作為單模光纖使用。,4、單模光纖的模場(chǎng)直徑(MFD),由于多模光纖傳輸?shù)墓饽懿⒉皇峭耆杏诶w芯之中，而是有相當(dāng)部分在包層中傳輸，所以很難用纖芯的幾何參數(shù)進(jìn)行描述。為了便于研究，在單模光纖中引入了模場(chǎng)直徑這一參數(shù)來表征導(dǎo)光區(qū)域的大小。它是取代光纖芯徑的參數(shù)，其近似計(jì)算見教材

22、P36頁(yè) （2-108）式。,3 光纖傳輸特性,產(chǎn)生信號(hào)畸變的主要原因是光纖中存在色散，損耗和色散是光纖最重要的傳輸特性： 損耗限制系統(tǒng)的傳輸距離 色散則限制系統(tǒng)的傳輸容量,損耗定義:,POUT-出纖光功率 Pin-入纖光功率,3.1 光纖的損耗特性,光纖損耗是通信距離的固有限制，在很大程度上決定著傳輸系統(tǒng)的中繼距離，損耗的降低依賴于工藝的提高和對(duì)石英材料的研究。,若P0是入射光纖的功率，則傳輸功率PT為：,這里代表光纖損耗，L是光纖長(zhǎng)度，習(xí)慣上光纖的損耗通過下式用dB/km來表示：,示例,對(duì)于理想的光纖，不會(huì)有任何的損耗，對(duì)應(yīng)的損耗系數(shù)為0dB/km，但在實(shí)際中這是不可能的。實(shí)際的低損耗光纖

23、在900nm波長(zhǎng)處的損耗為3dB/km，這表示傳輸1km后信號(hào)光功率將損失50，2km后損失達(dá)75(損失了6dB)。之所以可以這樣進(jìn)行運(yùn)算，是因?yàn)橛梅重惐硎镜膿p耗具有可加性。,1300,1550,850,紫外吸收,紅外吸收,瑞利散射,0.2,2.5,損 耗 (dB/km),波 長(zhǎng) (nm),OH離子吸收峰,光纖損耗譜特性,損耗主要機(jī)理：材料吸收、瑞利散射和輻射損耗,AllWave 光纖,范崇澄 FS-89,光纖的損耗機(jī)理1(吸收損耗),材料吸收 紫外、紅外、OH離子、金屬離子吸收等，是材料本身所固有的-本征吸收損耗 OH離子吸收：O-H鍵的基本諧振波長(zhǎng)為2.73 m，與Si-O鍵的諧振波長(zhǎng)相互

24、影響，在光纖通信波段內(nèi)產(chǎn)生一系列的吸收峰，影響較大的是在1.39、1.24、0.95 m，峰之間的低損耗區(qū)構(gòu)成了光纖通信的三個(gè)窗口。 減低OH離子濃度，減低這些吸收峰-全波光纖（AllWave 康寧）,光纖的損耗機(jī)理2(散射損耗),瑞利散射是一種基本損耗機(jī)理。 由于制造過程中沉積到熔石英中的隨機(jī)密度變化引起的，導(dǎo)致折射率本身的起伏，使光向各個(gè)方向散射。 大小與4成反比， RC/ 4（dB/km）因而主要作用在短波長(zhǎng)區(qū)。 瑞利散射損耗對(duì)光纖來說是其本身固有的，因而它確定了光纖損耗的最終極限。 在1.55 m波段，瑞利散射引起的損耗仍達(dá)0.120.16 dB/km ，是該段損耗的主要原因。,光纖的

25、損耗機(jī)理3(輻射損耗),輻射損耗又稱彎曲損耗，包括兩類：一是彎曲半徑遠(yuǎn)大于光纖直徑，二是光纖成纜時(shí)軸向產(chǎn)生的隨機(jī)性微彎。 定性解釋：導(dǎo)模的部分能量在光纖包層中（消失場(chǎng)拖尾）于纖芯中的場(chǎng)一起傳輸。當(dāng)發(fā)生彎曲時(shí)，離中心較遠(yuǎn)的消失場(chǎng)尾部須以較大的速度行進(jìn)，以便與纖芯中的場(chǎng)一同前進(jìn)。這有可能要求離纖芯遠(yuǎn)的消失場(chǎng)尾部以大于光速的速度前進(jìn)，由于這是不可能的，因此這部分場(chǎng)將輻射出去而損耗掉。,3.2 光纖的色散特性,光纖色散：信號(hào)能量中的各種分量由于在光纖中傳輸速度不同，而引起的信號(hào)畸變。將引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，最終影響通信距離和容量。,色散類型 模式間色散：不同模式對(duì)應(yīng)有不同的模折射率，導(dǎo)致群速度不同和脈沖展寬（僅多模光纖有，為模間色散） 波導(dǎo)色散 ()：傳播常數(shù)隨頻率變化 材料色散 n()：折射率隨頻率變化 偏振模色散PMD（為模間色散）,模內(nèi)色散 （色度色散）,單模傳輸時(shí)的模內(nèi)色散,由光源發(fā)射進(jìn)入光纖的光脈沖能量包含許多不同的頻率分量，脈沖的不同頻率分量將以不同的群速度傳播，因而在傳輸過程中