Khi truyền dẫn tớn hiệu số dọc theo sợi quang xuất hiện hiện tượng dón xung ở đầu thu. Thậm chớ trong một số trường hợp cỏc xung lõn cận đố lờn nhau. Khi đú khụng phõn biệt được cỏc xung với nhau nữa, gõy mộo tớn hiệu khi tỏi sinh.
Sở dĩ cú hiện tượng mộo này là do tỏn xạ ở bờn trong mode và hiệu ứng giữa cỏc mode gõy ra. Cỏc hiện tượng tỏn xạ ở đõy được giải thớch nhờ việc khảo sỏt trạng thỏi cỏc vận tốc nhúm của cỏc mode truyền dẫn, tức là tốc độ mà năng lượng ở trong mode riờng biệt lan truyền dọc theo sợi.
Tỏn xạ bờn trong là sự dón xung ỏnh sỏng xảy ra ngay trong mỗi mode. Hiện tượng này khiến cho cỏc xung lõn cận giao thoa với nhau làm cho khả năng phõn biệt giữa cỏc xung với nhau rất khú khăn, gõy ảnh hưởng lớn đến chất lượng tớn hiệu thu được. Vỡ tỏn xạ bờn trong mode phụ thuộc vào bước súng cho nờn ảnh hưởng của nú tới mộo dạng tớn hiệu tăng lờn theo độ tăng của độ rộng phổ nguồn phỏt. Độ rộng phổ là dải cỏc bước súng mà nguồn quang phỏt tớn hiệu ỏnh sỏng trờn nú. Cú thể mụ tả dón xung bằng cụng thức[31], [44]:
(2-46)
Trong đú L: chiều dài của sợi dẫn quang.
τg: sự trễ nhúm đối với một đơn vị độ dài λs: bước súng trung tõm
σλ: độ rộng hiệu dụng (rms) của nguồn phỏt
Như vậy, tỏn xạ tổng cộng trờn sợi dẫn quang gồm hai thành phần chớnh là tỏn xạ giữa cỏc mode và tỏn xạ bờn trong mode. Tỏn xạ bờn trong mode bao gồm tỏn xạ vật liệu và tỏn xạ dẫn súng.
Tỏn xạ vật liệu do chỉ số chiết suất của vật liệu lừi phụ thuộc vào bước súng tạo nờn. Nú gõy ra sự phụ thuộc của bước súng vào vận tốc nhúm của bất kỡ mode nào.
Tỏn xạ dẫn súng phụ thuộc vào thiết kế sợi vỡ hằng số lan truyền mode β phụ thuộc vào tỉ số . Nó thường được bỏ qua trong sợi đa mode, nhưng lại cần được quan tõm ở sợi đơn mode. Gọi là tỏn xạ dẫn súng vỡ hiện tượng này thường xảy ra trong cỏc ống dẫn súng kể cả ở súng cao tần và siờu cao tần. Chớnh hiện tượng tỏn xạ sẽ sinh ra trễ nhúm.
Thời gian trễ nhúm là thời gian trễ của đường bao tớn hiệu điều chế và cũng gần như thời gian trễ của một xung khi truyền qua sợi quang ứng với một mode nào đú.
Tớn hiệu quang được điều chế sẽ kớch thớch tất cả cỏc mode ngang nhau tại đầu vào của sợi, mỗi mode mang một năng lượng tương đương thụng suốt dọc sợi. Hơn nữa, từng mode chứa toàn bộ cỏc thành phần của phổ trong dải bước súng mà nguồn quang phỏt đi. Tớn hiệu ở đõy cú thể được xem như quỏ trỡnh điều khiển từng thành phần phổ theo cựng một cỏch. Vỡ tớn hiệu lan truyền dọc theo sợi cho nờn mỗi thành phần được giả định là độc lập khi truyền dẫn và chịu trễ nhúm trờn một đơn vị chiều dài theo hướng truyền dẫn như sau:
(2-47)
với L là cự ly mà xung truyền đi, β là hằng số lan truyền dọc theo trục của sợi, và υg là vận tốc nhúm được tớnh:
(2-48) (2-48)
Đõy là vận tốc truyền năng lượng của xung dọc theo sợi. Vận tốc nhúm phụ thuộc vào bước súng cho nờn từng thành phần Mode của bất kỡ mode riờng biệt nào cũng cần một khoảng thời gian khỏc nhau để truyền một cự li nào đú trong sợi. Như vậy, do trễ nhúm mà xung quang sẽ trải rộng ra. Vấn đề mà ta quan tõm ở đõy là độ gión xung khi cú trễ nhúm.
Nếu độ rộng phổ của nguồn phỏt khụng quỏ lớn thỡ sự lệch trễ trờn một đơn vị bước súng dọc theo phần lan truyền sẽ xấp xỉ bằng . Đối với cỏc thành phần phổ σλ tỏch riờng và cú σλ/2 nằm trờn và dưới bước súng trung tõm λs thỡ độ lệch στ trờn một cự li dài L là:
(2-49)
Nếu độ rộng phổ của nguồn quang được đặc trưng bởi giỏ trị hiệu dụng (rms) là σλ thỡ độ gión xung gần bằng độ rộng xung hiệu dụng[13], [44]:
(2-50)
và gọi D là hệ số tỏn xạ:
(2-50b) (2-50b)
Như vậy hệ số tỏn xạ xỏc định sự gión xung theo một hàm của bước súng và cú đơn vị là [ps/nm.km]. Đối với sợi quang đơn mode nú là tổng tỏn xạ dẫn súng và tỏn xạ vật liệu, cũn đối với sợi quang đa mode thỡ phải bao gồm cả tỏn xạ mode.