光纤的带宽

 　　光纤的带宽是重要参数之一，带宽越宽，光纤所能传输的信息就越快。因此，对于光纤的频率特性或者说带宽特性，应该作进一步地讨论。

　　光纤的频率特性是指调制的光通过光纤的频率特性，不是指光纤对于光源的特性。

　　各种光沿光纤的传输是不尽相同的。例如，对于阶跃折射率光纤(step--index fiber),一些光是沿着光纤的中心传播的，而另一些光则从纤芯覆盖的边界上反射出去了，从而减少了光纤的带宽。

　　光纤有色散，其带宽主要受色散的影响，光纤的色散越小，它的带宽就越宽。

　　把一个用频率为f的正弦波光强调制的信号注入光纤，在其输出端测量光功率的交流分量，改变调制频率f，当频率达到某个值时，由于光纤的色散影响，光功率的交流分量将下降。

　　在实验室里，可以用两种方法来测量高频信号在传输过程中的模式色散效应。一种是采用频域测量方法，将扫频的正弦波信号加于光纤的发射器，然后在接收端测量光的输出。信号的幅度较峰值下降3dB的频率点即为系统的带宽。第二种是采用时域测量方法，测出脉冲通过光纤后被展宽的程度来确定系统的带宽。

　　模式色散带宽的测量有许多无法确定的因素。它与所使用的光源类型，光源与光纤之间的耦合方式以及待测光纤的长度等因素有关系。但重要的是要清楚地了解光纤中的模式状态，并要在测试过程中保持这种状态不变。

　　在大多数的多模系统中，都采用IED作为光源，光源本身也会影响带宽。这是因为这些LED光源的频谱分布很宽，其中长波长的光比短波长的光传播速度要快。这种光传播速度的差别就是色散(chromatic dispersion)，它会使光脉冲在传输后被展宽。

　　在单模光纤中，纤芯很细，有利于消除模式色散效应对带宽的影响。但长距离传输时，即使是采用谱线非常窄的激光源，色散也会使脉冲展宽，从而限制了单模光纤的可用带宽。

　　测量色散效应还可以用下述方法，用一高频信号调制一个波长精密可调的激光器，在接收端解调出该信号，并与参考信号进行相应比较，这里的参考信号可以是经过了一段短光纤传输后的光信号。比较了相位后，画出相位差(也称群时延)与激光频率之间的关系图。用非常小的波长增量调谐激光器，并画出每个波长下的群时延。这样就可以得到群时延与光波长之间完整的关系曲线，曲线的斜率即表示色散。

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