Dispersion

Was ist Dispersion?

Dispersion beschreibt die Verbreiterung eines Lichtimpulses auf seinem Weg durch die Glasfaser. Die Impulsverbreiterung führt dazu, dass aufeinanderfolgende Pulse ineinander übergehen und der Empfänger sie nicht mehr unterscheiden kann, was die maximale Bitrate und die erreichbare Distanz begrenzt. Dispersion ist neben der Dämpfung der zweite große übertragungstechnische Störfaktor in Lichtwellenleitern.

Arten der Dispersion

Die chromatische Dispersion entsteht, weil unterschiedliche Wellenlängen im Glas verschieden schnell laufen. Sie ist dominant in Singlemode-Fasern und wird durch dispersionskompensierende Fasern oder elektronische Signalverarbeitung ausgeglichen. Die Modendispersion betrifft ausschließlich Multimode-Fasern und rührt von den unterschiedlichen Laufzeiten der parallel geführten Moden her. Die Polarisationsmodendispersion (PMD) ist eine schwächere Form in Singlemode-Fasern, verursacht durch leichte, spannungsbedingte Asymmetrien im Kern.

Dispersion in verschiedenen Faserklassen

Gradientenindex-Multimode-Fasern reduzieren die Modendispersion drastisch durch das parabolische Indexprofil. Singlemode-Fasern sind per Definition frei von Modendispersion. Die chromatische Dispersion ist im O-Band (1310 nm) minimal und steigt zum C-Band (1550 nm) hin an. Dispersionsverschobene Fasern (ITU-T G.653) verschieben das Dispersionsminimum in das 1550-nm-Fenster, werden jedoch wegen der dort auftretenden nichtlinearen Effekte nicht für WDM genutzt.