В данной работе в канонической постановке изучается эффект стохастизации передаваемого сигнала из-за неоднородности волоконно-оптической линия связи. Рассматривается нелинейная стадия модуляционной неустойчивости волны накачки в трехволновом приближении. В результате анализа полученных в работе уравнений для амплитуд волн в гамильтоновой форме можно показать, что даже при достаточно слабой неоднородности световода в фазовом пространстве изучаемой динамической системы образуется «стохастический слой», то ость область, в которой поведение фазовых траекторий носит хаотический характер. Приведенные оценки позволяют сделать вывод, что рассматриваемое явление может реализовываться в реальном эксперименте.