在光通信领域,尤其光传输专业,色散是一个较为关注的问题。其中,色度色散和偏振膜色散尤为值得关注,因为它们对光通信系统的性能有着重要影响。
什么是色度色散?
色度色散(Chromatic dispersion,CD),主要指光信号在光纤中传输时,由于不同频率(或波长)的光成分传播速度不一样,导致光信号在传输过程中发生了展宽的现象。

什么是偏振膜色散?
偏振膜色散(Polarization Mode Dispersion,PMD),主要是因为单模光纤中基模实际上是包含了两个相互垂直的偏振模,而这两个相互垂直的偏振膜在沿光纤传播过程中,由于受到温度和压力等因素的变化或扰动,使得两模式发生耦合,并且它们的传播速度也不尽相同,从而导致光脉冲展宽的现象。
简单的说就是,因不同相位状态的光传播速度不同导致的光脉冲展宽现象,我们就称之为PMD。

CD和PMD对光通信有何影响?
在光通信系统中,理想状态下,我们期望接收端收到的信号与发送端发出的信号完全一致。
然而,任何学过通信原理的人都清楚,这几乎是不可能实现的。因为在信号传输过程中,通信系统不可避免地会引入噪声和干扰。而色度色散和偏振模色散就是这类干扰因素的典型代表。
具体如何影响呢?
在光通信中,CD色散和PMD色散造成时域上的光脉冲展宽,会引起信号失真,码间串扰,导致误码。

而且,这种信号失真的影响会随着传输距离的增加而累积,对系统的影响也随之加剧,进而反过来限制了光通信的传输距离。

随着传输速率提高,脉冲宽度变窄,色散对系统的影响更加严重,系统对色散的容忍度降低。因此对于100G及以上传输速率系统,需要采用相干技术与数字信号处理技术降低色散对系统的影响,提升设备的色散容限。
CD与PMD的对比
从色度色散和偏振膜色散的定义来看,两者还是存在明显的差异的,下面是从产生原因、影响因素、传播特性、影响范围、影响的光纤及典型应用场景来进行了对比分析。
