Modendispersion

Die Modendispersion ist eine Impulsverbreiterung in Lichtwellenleitern. Licht unterschiedlicher Moden breitet sich im Kernglas eines Lichtwellenleiters unterschiedlich aus. Bei hinreichend großem Kernglasquerschnitt, wie bei der Stufenindex-Profilfaser, läuft das Licht nicht parallel zur Kernachse, sondern wird zwischen Kernglas und Mantelglas reflektiert. Es läuft eher im Zickzack (hoher Mode).

Da die Lichtgeschwindigkeit in einem Festkörper bei den üblichen Bedingungen eine Konstante ist, kommt Licht, das im Zickzack läuft, später am anderen Ende des Lichtwellenleiters an als das Licht, das entlang der optischen Achse verläuft. Wenn man nun einen elektrischen Impuls durch eine Lichtmodulation darstellt, kann man keine Aussage darüber treffen, in welcher Weise der LwL den Impuls überträgt und inwiefern der Impuls durch die Laufzeitunterschiede auseinander gezogen wird.

Durch Dispersion verschliffenes 10-Gigabit-Signal

Diesen Einfluss, den man Modendispersion nennt, wird in einer Zeiteinheit pro Längeneinheit angegeben. Bei Stufenindex-Profilfasern mit hoher Modendispersion (z.B. 50 ns/km) reduziert die Modendispersion die übertragbare maximale Datenrate beträchtlich. Bei diesem Beispiel beträgt die maximal übertragbare Datenrate nur 20 MHz über 1 km. Man versucht die Modendispersion durch konstruktive Maßnahmen zu verringern, so z.B. durch andere Kern-Mantel-Profile wie bei der Gradientenindex-Profilfaser oder der Monomodefaser. Bei diesen Lichtwellenleitern werden typische Werte von <1 ns/km (Gradientenfaser) und 0,1 ns/km (Monomodefaser) erreicht.