光纖損耗了解多少？知道如何計(jì)算嗎？
光纖中的光在傳輸時(shí)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(wǎng)絡(luò)的可靠性。正因如此，在光纖安裝中對光纖鏈路損耗值進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和計(jì)算是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)完整性和確保網(wǎng)絡(luò)性能非常重要的步驟。接下來，本文將教您如何計(jì)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(fā)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(nèi)部因素（即光纖固有的特性）和外部因素（即光纖操作不當(dāng)引起的），由此光纖損耗可分為本征光纖損耗和非本征光纖損耗。本征光纖損耗是光纖材料固有的一種損耗，主要包含了因結(jié)構(gòu)缺陷引起的吸收損耗、色散損耗和散射損耗；而非本征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(biāo)準(zhǔn)
電信工業(yè)聯(lián)盟（TIA）和電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）攜手制定了EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光纜、連接器的性能和傳輸要求，如今在光纖行業(yè)中被廣泛接受和使用。EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)明確了最大衰減是光纖損耗測量時(shí)最重要的參數(shù)之一。實(shí)際上，最大衰減是光纜的衰減系數(shù)，以dB/km為單位。下圖顯示了在EIA/TIA-568規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)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 |
| 1300 | 1.5 | 500 | |
| 62.5/125μm多模 | 850 | 3.5 | 160 |
| 1300 | 1.5 | 500 | |
| 室內(nèi)單模光纜 | 1310 | 1.0 | —— |
| 1550 | 1.0 | —— | |
| 室外單模光纜 | 1310 | 0.5 | —— |
| 1550 | 0.5 | —— |
光纖損耗如何計(jì)算？
在光纖布線中，經(jīng)常需要在一條確定長度的線路上計(jì)算最大損耗。光纖損耗計(jì)算公式：
總鏈路損耗（LL）=光纜衰減+連接器衰減+熔接衰減【注：如果還有其他組件（如衰減器），可將其衰減值疊加】
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光纜衰減（dB）=最大光纖衰減系數(shù)（dB / km）×長度（km）
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連接器衰減（dB）=連接器對數(shù)×連接器損耗（dB）
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熔接衰減（dB）=熔接個數(shù)×熔接損耗（dB）
如上述公式所示，總鏈路損耗是一段光纖內(nèi)最壞變量的最大總和。需要注意的是，以該種方式計(jì)算出的總鏈路損耗只是一種假設(shè)值，因?yàn)樗俣私M件損耗的可能值，也就是說光纖實(shí)際的損耗取決于各種因素，損耗值可能會更高或更低。
下面以實(shí)際案例為例演示如何計(jì)算光纖損耗。如下圖，兩棟建筑之間安裝了單模光纖，傳輸距離為10km，波長為1310nm。同時(shí)，該光纖擁有2個ST連接器和1個熔接頭。
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光纜衰減——根據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)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。
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連接器衰減——因?yàn)槭褂昧?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(shí)際計(jì)算中，連接器的插損可參考供應(yīng)商提供的規(guī)格值。
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熔接衰減——在TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范了，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(jì)算方法只是一個假設(shè)值，若想獲得最準(zhǔn)確的損耗值，可使用OTDR光時(shí)域反射儀進(jìn)行測量，欲知有關(guān)OTDR時(shí)光域反射儀更多詳情，可訪問《光時(shí)域反射儀(OTDR)的工作原理以及使用方法、注意事項(xiàng)》一文。
想要檢測光纖鏈路是否能正常運(yùn)行，除了計(jì)算光纖損耗值以外，功率預(yù)算和功率裕度值的計(jì)算也同樣重要，兩者的計(jì)算方式如下：
功率預(yù)算的計(jì)算
上述提及的鏈路損耗值對整個鏈路的傳輸有何影響？這里就不得不得提到與之密切相關(guān)的另外一個參數(shù)——功率預(yù)算。該參數(shù)值主要用于對比計(jì)算出的鏈路損耗值，以確保正確安裝設(shè)備，只有當(dāng)鏈路損耗值在功率預(yù)算之內(nèi)時(shí)，鏈路才能正常運(yùn)行。功率預(yù)算（PB）是接收器的靈敏度（PR）與發(fā)射器耦合進(jìn)光纖的功率（PT）的差值，也就是說PB=PT-PR。假設(shè)發(fā)射器的平均光功率為-15dBm，接收器的靈敏度為-28dBm，則功率預(yù)算為-15dB-（-28dB）= 13dB。
功率裕度的計(jì)算
計(jì)算完鏈路損耗和功率預(yù)算后，就需要計(jì)算功率裕度（PM），它是指從功率預(yù)算中除去鏈路損耗之后的可用功率，即PM=PB-LL。
同樣以10km的室內(nèi)單模光纜為例，由上述計(jì)算所得，它的功率預(yù)算為13dB，鏈路損耗為6.8dB，因此功率裕度為13dB-6.8dB=6.2dB。該計(jì)算所得值大于零，表示鏈路還有足夠的傳輸功率。
總結(jié)
通過上文介紹，相信您應(yīng)該清楚如何計(jì)算光纖損耗以及衡量光纖鏈路的性能，但若想知道精確的光纖損耗值則需使用OTDR光時(shí)域反射儀進(jìn)行測量，你學(xué)會了嗎？
