什么是光纤损耗？如何计算光纤损耗？

光纤损耗，顾名思义，是指光信号在光纤中传播时因各种原因导致能量逐渐衰减的现象。用更专业的语言来说，光纤损耗是单位长度内光功率的衰减程度，常以分贝每公里（dB/km）为单位。

光纤本质上是一种波导器件，虽然材料透明，但在传输过程中，光依然不可避免地会因为吸收、散射、不完美的结构等因素而衰减。

一个最常见的比喻是：想象你在深夜开车，打开远光灯，光束在空气中会因尘埃、水汽等衰减而变得模糊。同理，光在光纤中也并非无损传播。

光纤损耗的主要类型

本征损耗（Intrinsic Loss）

这类损耗与光纤材料本身有关，不可避免，主要包括：

（1）材料吸收（Material Absorption）

光纤由二氧化硅（SiO₂）制成，其分子结构会对特定波长的光产生吸收。例如，红外波段的OH⁻根离子吸收，是光纤早期的主要问题之一。现代低水峰光纤通过工艺改进大幅降低了这种吸收。

（2）瑞利散射（Rayleigh Scattering）

这是光纤中最主要的损耗来源之一，占比可达 90%。由于光纤玻璃中存在微观密度波动，光在传播过程中会发生随机散射，特别是在短波长（如 850 nm）时更为严重。

弯曲损耗（Bending Loss）

光纤弯曲时，会破坏全反射条件，导致部分光逸出纤芯。

（1）微弯损耗（Microbending）

由制造缺陷、包层不均匀、挤压应力引起，通常是细小不可见的弯曲。

（2）宏弯损耗（Macrobending）

由于人为铺设弯折、盘绕过紧等原因导致明显的曲率过小，是网络部署常见问题之一。

接续损耗（Splicing Loss）

光纤与光纤之间熔接或连接不当时，会因轴心偏差、端面不垂直、气泡杂质等造成功率损耗。

插入损耗（Insertion Loss）

指光模块、连接器、跳线等器件在链路中引入的额外损耗。虽然每个组件损耗都很小（约 0.1~0.5 dB），但在大型网络中积少成多，不容忽视。

光纤损耗的影响因素

光纤损耗并非固定不变，它受到以下多个因素影响：

如何计算光纤损耗？

在实际工程中，我们通常会遇到两类计算需求：理论计算与实际测量。下面逐一讲解。

理论计算公式

最常见的公式是：

其中：

• ：单位损耗（dB/km），由光纤型号决定，例如普通 G.652D 单模光纤在 1550nm 波段的典型值为 0.2 dB/km；
• ：光纤长度（km）。

举例：如果光纤总长度为 50 km，单位损耗为 0.2 dB/km：

这个值只是理想计算，尚未包含接头、连接器等附加损耗。

实际链路预算计算

真实网络链路中需考虑：

示例计算：

• 光纤长度：40 km（单位损耗 0.25 dB/km）
• 熔接点：10 个（0.08 dB/个）
• 连接器：2 对（0.4 dB/对）

如何测量光纤损耗？

1. OTDR（光时域反射仪）

类似雷达，OTDR 发出光脉冲，并根据返回信号的强度与延迟分析损耗。

优点：

• 可定位熔接点、故障点
• 可绘制完整链路损耗图谱

注意事项：

• 死区（Dead Zone）问题会掩盖近端损耗
• 不适合短距离或近端测量

光功率计 + 稳定光源

精准测量两个端口之间的总插入损耗

步骤：

1. 在 A 端连接稳定光源（常用波长：1310nm 或 1550nm）
2. 在 B 端连接功率计，记录光功率
3. 将读数与参考值对比，计算损耗

降低光纤损耗的工程实践建议

1. 选择低损耗光纤型号：如 G.657A 系列，具有更好的弯曲性能。
2. 规范布线：避免打死结、强弯，遵守最小弯曲半径。
3. 清洁端面：使用专用清洁笔或湿巾定期清理连接器端面。
4. 减少接头数量：能熔接就不连接，能整段就不分段。
5. 使用优质器件：劣质耦合器、跳线往往是高损耗源头。

光纤损耗虽然以 dB 计量，看似微小，但在万公里传输、百万连接的系统中，其影响被放大到足以决定通信质量与系统稳定性的程度。掌握光纤损耗的本质、类型、计算和测量方法，是构建高质量通信网络的基础能力。

在 5G 回传、FTTH、大型 IDC、海底光缆等场景下，如何控制每一分贝损耗，是光通信工程师最为在意的细节之一。就像修建高速公路不能容忍哪怕 1 毫米的倾斜，布设一条光链路，也不能忽视这“看不见的敌人”。