爱尚往装维俱乐部
装维技术经验分享

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:

因素 描述
波长 不同波长对应不同的损耗曲线,通常 1310 nm 与 1550 nm 是最常用的低损耗窗口。
温度 高温可能影响光纤材料的密度和折射率,造成轻微损耗变化。
压力应力 光缆被挤压、拉伸等会引起微弯损耗。
铺设质量 不规范的光缆铺设、过度弯曲都会导致损耗急剧上升。
污染与老化 接头端面污染、腐蚀、氧化都会造成高插入损耗。

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:

项目 损耗值(典型)
熔接点 0.05~0.1 dB/点
连接器 0.2~0.5 dB/对
WDM/分路器等器件 1~3 dB(取决于分光比)

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”。

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:爱尚往 » 什么是光纤损耗?如何计算光纤损耗?

评论 抢沙发

评论前必须登录!

 

福建装维驿站,电信宽带就是快

联系我们

觉得文章有用就打赏一下文章作者

非常感谢你的打赏,我们将继续提供更多优质内容,让我们一起创建更加美好的网络世界!

支付宝扫一扫

微信扫一扫

登录

找回密码

注册