您對光纖損耗了解多少？知道如何計算嗎？

發佈於 2021年11月12日 by

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光纖中的光在傳輸時會因吸收和散射而損失掉部分，造成光纖損耗，從而影響光傳輸網絡的可靠性。正因如此，在光纖安裝中對光纖鏈路損耗值進行準確的測量和計算是驗證網絡完整性和確保網絡性能非常重要的步驟。接下來，本文將教您如何計算光纖損耗以及如何判斷光纖鏈路的性能。

光纖損耗的類型

光纖損耗也被成為光的衰減，是指光纖發射端和接收端之間的光損耗量。造成光纖損耗的原因有多種，如光纖材料對光能的吸收/散射、彎曲損耗、連接器損耗等。

總而言之，造成光纖損耗主要有兩大原因：內部因素（即光纖固有的特性）和外部因素（即光纖操作不當引起的），由此光纖損耗可分為本徵光纖損耗和非本徵光纖損耗。本徵光纖損耗是光纖材料固有的一種損耗，主要包含了因結構缺陷引起的吸收損耗、色散損耗和散射損耗；而非本徵光纖損耗主要包含了熔接損耗、連接器損耗和彎曲損耗。

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光纖損耗的標準

電信工業聯盟（TIA）和電子工業聯盟（EIA）攜手制定了EIA/TIA標準，該標準規定了光纜、連接器的性能和傳輸要求，如今在光纖行業中被廣泛接受和使用。EIA/TIA標準明確了最大衰減是光纖損耗測量時最重要的參數之一。實際上，最大衰減是光纜的衰減係數，以dB/km為單位。下圖顯示了在EIA/TIA-568規範標準中不同類型光纜的最大衰減。

光纜類型	波長（nm）	最大衰減（dB / km）	最小帶寬（Mhz * km）
50/125μm多模	850	3.5	500
50/125μm多模	1300	1.5	500
62.5/125μm多模	850	3.5	160
62.5/125μm多模	1300	1.5	500
室內單模光纜	1310	1.0	——
室內單模光纜	1550	1.0	——
室外單模光纜	1310	0.5	——
室外單模光纜	1550	0.5	——

光纖損耗如何計算？

在光纖布線中，經常需要在一條確定長度的線路上計算最大損耗。光纖損耗計算公式：

總鏈路損耗（LL）=光纜衰減+連接器衰減+熔接衰減【註：如果還有其他組件（如衰減器），可將其衰減值疊加】

光纜衰減（dB）=最大光纖衰減係數（dB / km）×長度（km）
連接器衰減（dB）=連接器對數×連接器損耗（dB）
熔接衰減（dB）=熔接個數×熔接損耗（dB）

如上述公式所示，總鏈路損耗是一段光纖內最壞變量的最大總和。需要注意的是，以該種方式計算出的總鏈路損耗只是一種假設值，因為它假定了組件損耗的可能值，也就是說光纖實際的損耗取決於各種因素，損耗值可能會更高或更低。

下面以實際案例為例演示如何計算光纖損耗。如下圖，兩棟建築之間安裝了單模光纖，傳輸距離為10km，波長為1310nm。同時，該光纖擁有2個ST連接器和1個熔接頭。

光纖損耗如何計算

光纜衰減——根據上述的標準表格，波長為1310nm的室外單模光纜的最大衰減值為0.5dB / km，因此光纜衰減值為0.5dB / km×10km=5dB。
連接器衰減——因為使用了2個ST連接器，而每個ST連接器的最大損耗為0.75dB，因此連接器衰減為0.75dB×2=1.5dB。在實際計算中，連接器的插損可參考供應商提供的規格值。
熔接衰減——在TIA/EIA標準中規範了，熔接的最大損耗為0.3dB，因此熔接衰減為0.3dBx1=0.3dB。

由此可得出，該光纖鏈路的總損耗為5dB+1.5dB+0.3dB=6.8dB。請注意，上述計算方法只是一個假設值，若想獲得最準確的損耗值，可使用OTDR光時域反射儀進行測量，欲知有關OTDR時光域反射儀更多詳情，可訪問《光時域反射儀(OTDR)的工作原理以及使用方法、注意事項》一文。

想要檢測光纖鏈路是否能正常運行，除了計算光纖損耗值以外，功率預算和功率裕度值的計算也同樣重要，兩者的計算方式如下：

功率預算的計算

上述提及的鏈路損耗值對整個鏈路的傳輸有何影響？這裡就不得不得提到與之密切相關的另外一個參數——功率預算。該參數值主要用於對比計算出的鏈路損耗值，以確保正確安裝設備，只有當鏈路損耗值在功率預算之內時，鏈路才能正常運行。功率預算（PB）是接收器的靈敏度（PR）與發射器耦合進光纖的功率（PT）的差值，也就是說PB=PT-PR。假設發射器的平均光功率為-15dBm，接收器的靈敏度為-28dBm，則功率預算為-15dB-（-28dB）= 13dB。