1、光纤传输中的传导模

    光纤传输中的传导模，用几何光学理论解释是：既满足全反射条件又满足相位一致条件的光线束。从电磁波理论认为的“模式”是电磁波所设定的波导结构及工作频率下进行传播时，可以存在的电磁场的形式。光纤有一个重要的参数----归一化频率用V表示。V="2π*n1*α*2Δ的开平方/λ" 式中λ为光波长，n1为纤心的折射率，α为纤心半径，Δ为相对折射率差。光纤的模数是由V参数确定的，V值小于2.4083的范围内是单模光纤，大于此值的是多模光纤。单模光纤中的所谓截止波长是指光纤中的次低阶模被截止时的归一化波长。

    按波动理论有：一个传播常数决定一种电磁场分布形式，称为一种模式，在规定波长下仅能传导一个模式的光纤，称为单模光纤。 除基模外，其他模式在V参数小于某一值时便不能传导的最短波长称为截止波长。在有线电视光纤网络中，都是使用单模光纤，所以下面我就只对单模光纤进行讨论。

2、光纤的带宽与色散

    光在光纤中传播时，由于其频率不是单一频率所以工作模式不是单一工作模式，故传播速度略有差别，这种速度的差别称之谓色散。若调制波是数字式脉冲，解调后信号的宽度会扩展，这样会产生误码，制约了传输速率的提高。当调制波形是模拟信号，则检波后电平随信号频率的增高而降低，表现为非线性失真，使基波的谐波分量增加，CATV信号在光纤网中传输造成CSO和CTB指标的劣化，这些现象称为光纤的色散特征，对于后者的色散特性也称带宽特性（或称频率特性）。

    光纤产生色散有三大成因：模间色散、材料色散、结构色散。

    模间色散是由各传导模式的传播常数不一样而引起的是多模光纤中产生光纤色散最大的成因。材料色散也称为折射率色散，光纤中光的传播速度与纤心折射率有关，而纤心的折射又随波长而变化。另外，光纤中的光源发出的光都不是单一的波长，都具有一定的谱宽，在这个宽度范围内，折射率不同导致不同波长的光信号的群速度参差不齐而产生群时延差，形成材料色散。 结构色散也称波导色散，由于光纤的各个模式的群速度随着波长而变化，形成在信号波长范围内的群时延差而产生的结构色散。结构取决于波导结构（光纤的直径），波长、折射率、相对折射率差等。

       可以说色散是脉冲展宽在时域的反映，带宽是模拟信号传输在频域上的反映。我们常用一个称为色散系数D来描述光纤的色散指标。它是这样定义的：1nm波长范围（指光源的谱宽小于1nm）的光通过1KM光纤所出现的时延差异，单位为ps/nm.km ,D越小，则光纤带宽越大，单模关纤带宽与色散系数D的关系为：Bf="132.5/(D.L)GHZ。式中L为光纤长度（KM）。例如，1.30um波长的光源，其谱宽小于1nm，其D值是小于3.5ps/nm.km。则1KM单模光纤的频宽为Bf>37.86GHZ,10KM单模光纤的频带则为3.78GHZ，可见在光纤网络中，传输的距离越长，色散就越严重。

3、光纤色散特性产生的非线性失真

    经上面的讨论我们知道，光纤的色散特性，其实质是因传输波长的不同使光的群速度（调制信号的传输速度）产生变化的现象。现以单一波长的调制为例加以简单说明，如图ss-1所示的单一正弦波进行简单调制时，在光强度最低与最高两端之间。波长在这期间连续变化，而各种不同波长在光纤中的群速度也各不相同，传输时间随波长而异。若以平均强度基准时最高点与最低点的到达时间就会或迟或早，因此接收信号的波长就会在时间方向上产生非线性失真。从图ss-1失真波形可知，其失真成分为二阶失真，它表示正弦波的失真成分叠加了一具有某种相位的二次谐波后的波形，这就意味着多频道传输时产生了CSO，传输距离越长这种失真就越大。