Podręcznik

Również i przy przesyłaniu światła pojawia się dyspersja. Są trzy rodzaje dyspersji;

• chromatyczna,
• modowa,
• polaryzacyjna. 

W wyniku występowania dyspersji impuls światła po stronie nadawczej jest krótszy niż impuls na końcu włókna.  Może to być spowodowane różnymi prędkościami z jakimi poruszają się składowe impulsu o różnych długościach fali – dyspersja chromatyczna lub zróżnicowaniem dróg jakimi wędrują promienie światła będące elementami składowymi impulsu – dyspersja modowa lub polaryzacyjna. Oczywiście wszystkie typy dyspersji mogą występować równocześnie. Dyspersja modowa jest efektem wprowadzania impulsów światła do rdzenia pod różnymi kątami. Światło jest falą elektromagnetyczną o dwóch składowych wzajemnie prostopadłych. Jeżeli kabel w procesie jego układania jest zginany to droga dla jednej składowej wydłuża się, a dla drugiej skraca. W efekcie składowe te nie docierają do odbiornika jednocześnie. Ten rodzaj rozmycia impulsu nazywa się dyspersją polaryzacyjną. Oczywiście im mocniejsze zagięcie kabla tym dyspersja polaryzacyjna może być większa. Na ten rodzaj dyspersji nie mamy wpływu poza przestrzeganiem zasad prawidłowego układania kabli. Dlatego dalej zajmiemy się tylko dyspersją chromatyczną i modową.  Wielkość dyspersji zależy od współczynników załamania światła dla rdzenia i płaszcza (tak zwanego profilu), grubości rdzenia, kąta pod jakim promienie światła są wprowadzane do rdzenia i wreszcie od widma impulsu. 
Na rysunku 2.16 pokazano trzy typowe profile współczynnika załamania światła – światłowód wielomodowy, profil skokowy  (a), światłowód wielomodowy, profil gradientowy (b), światłowód jednomodowy, profil skokowy (c).  Podane średnice rdzenia i płaszcza są jednymi z możliwych. Należy zwrócić uwagę, że średnica rdzenia w światłowodzie jednomodowym jest dużo mniejsza niż w światłowodzie wielomodowym i może wynosić typowo od 2 do 10 μm, w wielomodowym typowo od 50 do 85 μm.    
Wysyłany w linię impuls światła nie jest monochromatyczny, a to oznacza, że zawsze pojawia się dyspersja chromatyczna, niezależnie od tego, czy mamy do czynienia ze światłowodem jedno- czy wielomodowym. . W zależności od rodzaju źródła światła szerokość impulsu wynosi od ułamka nm (lasery) do nawet stu nm (diody LED). Oznacza to, że szerokość impulsu, który składa się z wielu fal o różnych długościach po przejściu impulsu przez linię zwiększy się, tym bardziej im szersze jest widmo impulsu i im większe są różnice w szybkości propagacji fal. Zjawisko rozmycia szerokości impulsu tym spowodowane jest nazywane dyspersją chromatyczną. Na rysunku 2.18 pokazano typową zależność  spółczynnika dyspersji chromatycznej światłowodu jednomodowego od długości fali. W zależności od długości fali dyspersja może być dodatnia, ujemna bądź zerowa. Dyspersję tm [ps] w rdzeniu o długości l można wyrazić następującą zależnością:

gdzie c_m jest współczynnikiem dyspersji wyrażonym w [ps/(nm·km), Δλ różnicą długości fal w [nm], a l długością w [km].
Dyspersję chromatyczną można kształtować poprzez odpowiedni profil współczynnika załamania światła w przekroju poprzecznym rdzenia i płaszcza. Profil współczynnika załamania światła rdzenia może nie być skokowy, lecz trójkątny albo trapezoidalny. Również i profil płaszcza  nie musi być jednakowy. Dzięki temu można kształtować dyspersję chromatyczną. Krzywa dyspersji pokazana na rysunku 18 ma wartość zerową dla fali o długości około 1310 nm (drugie okno). W trzecim oknie dyspersja wynosi około 20 ps/(nm·km) i jest zbyt duża. Wskazane byłoby zminimalizować dyspersję chromatyczną w trzecim oknie i jak powiedziano można to osiągnąć poprzez odpowiednie ukształtowanie profilu współczynnika załamania światła w rdzeniu i płaszczu. Można „przesunąć” krzywą dyspersji tak, by zerowa dyspersja chromatyczna wypadała w trzecim oknie. Są to tak zwane światłowody z przesuniętą dyspersją. Warto pamiętać, że zerowa dyspersja nie jest wcale rozwiązaniem idealnym, a to dlatego, że wówczas daje o sobie znać zjawisko mieszania czterofalowego. Dlatego konstruuje się światłowody z przesuniętą, ale niezerową dyspersją. 
Dyspersja, niezależnie od jej rodzaju, jest podstawową przyczyną ograniczenia szybkości transmisji.

Rys.2.18. Dyspersja w światłowodach