Page 117 - 计算机技术与人工智能

第四章 计算机网络通信技术

衰减系数是在工程上设计光纤通信系统时，必须用到的一个重要参数。它是
指沿光纤传播方向光信号的损耗，它是决定光纤中继段长度的重要因素。衰减量

的大小通常用衰减系数a来表示，单位是dB/km，其定义为

其中，P i 为输入光纤的光功率；P o 为光纤输出的光功率；L为光纤的长度（单
位为km）。
（2）色散特性

光纤的色散（Dispersion）是由于光纤所传信号的不同频率成分或不同模式
成分的速度不同，而引起信号畸变的现象。
光纤的色散会使光波信号传输后出现畸变。在传输数字信号时就表现为光
波脉冲时间上展宽，即光脉冲的上升和下降时间拉长。严重时将使前后码元相
互重叠，形成码间干扰。色散也随着传输距离的增加而愈发严重，从而限制了

光纤传输的距离和码率。也就限制了信息传输容量。从脉冲展宽可折算频带宽
度（MHz-km），这是表示码速限制和信息容量的另一侧面。所以说，色散、
脉冲展宽和频带宽度表征的都是光纤的同一特性。色散对光纤传输系统的影

响，在时域和频域的表示方法不同。如果信号是模拟调制的，色散限制带宽
（Bandwith）；如果信号是数字脉冲，色散产生脉冲展宽（Pulse broadening）。
所以，色散通常用3dB光带宽f 3db 或脉冲展宽 表示。用脉冲展宽表示时，光纤
色散可以写成：

其中， 分别为模式色散、材料色散和波导色散所引起的
脉冲展宽的均方根值。
光纤色散主要包括模间色散和模内色散两类。

模间色散——在多模光纤中，不同的模式群速率不同，在传输相同距离时，
产生时延差或脉冲展宽。这就是模间色散（又称模式色散）。
模内色散又称多色色散，是指每一个模式本身对多种波长的色散，主要是光
纤的材料色散和波导结构引起的色散。

材料色散——由于光源有一定的波谱宽度，光纤材料的折射率会随传输光波长
而变化，对应不同的光频，折射率不同，传输速度也不同，从而产生材料色散。

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