光纤损耗的标准与计算方法

在光纤安装中，对光纤链路进行准确的测量和计算是验证网络完整性和确保网络性能非常重要的步骤。光纤内会因光吸收和散射等造成明显的信号损失（即光纤损耗），从而影响光传输网络的可靠性。那么如何才能知道光纤链路上的损耗值呢？本文将教您如何计算光纤链路中的损耗以及如何判断光纤链路的性能。

光纤损耗的类型

光纤损耗也被成为光的衰减，是指光纤发射端和接收端之间的光损耗量。造成光纤损耗的原因有多种，如光纤材料对光能的吸收/散射、弯曲损耗、连接器损耗等。

总而言之，造成光纤损耗主要有两大原因：内部因素（即光纤固有的特性）和外部因素（即光纤操作不当引起的），由此光纤损耗可分为本征光纤损耗和非本征光纤损耗。本征光纤损耗是光纤材料固有的一种损耗，主要包含了因结构缺陷引起的吸收损耗、色散损耗和散射损耗；而非本征光纤损耗主要包含了熔接损耗、连接器损耗和弯曲损耗。

光纤损耗的标准

电信工业联盟（TIA）和电子工业联盟（EIA）携手制定了EIA/TIA标准，该标准规定了光缆、连接器的性能和传输要求，如今在光纤行业中被广泛接受和使用。EIA/TIA标准明确了最大衰减是光纤损耗测量时最重要的参数之一。实际上，最大衰减是光缆的衰减系数，以dB/km为单位。下图显示了在EIA/TIA-568规范标准中不同类型光缆的最大衰减。

如何计算光纤损耗？

若想检测光纤链路是否能正常运行，那么就需要计算光纤损耗、功率预算以及功率裕度，计算方式如下。

光纤损耗的计算

在光纤布线中，经常需要在一条确定长度的线路上计算最大损耗。光纤损耗计算公式：

总链路损耗（LL）=光缆衰减+连接器衰减+熔接衰减【注：如果还有其他组件（如衰减器），可将其衰减值叠加】

光缆衰减（dB）=最大光纤衰减系数（dB/km）×长度（km）

连接器衰减（dB）=连接器对数×连接器损耗（dB）

熔接衰减（dB）=熔接个数×熔接损耗（dB）

如上述公式所示，总链路损耗是一段光纤内最坏变量的最大总和。需要注意的是，以该种方式计算出的总链路损耗只是一种假设值，因为它假定了组件损耗的可能值，也就是说光纤实际的损耗取决于各种因素，损耗值可能会更高或更低。

下面以实际案例为例演示如何计算光纤损耗。如下图，两栋建筑之间安装了单模光纤，传输距离为10km，波长为1310nm。同时，该光纤拥有2个ST连接器和1个熔接头。

光缆衰减——根据上述的标准表格，波长为1310nm的室外单模光缆的最大衰减值为0.5dB/km，因此光缆衰减值为0.5dB/km×10km=5dB。

连接器衰减——因为使用了2个ST连接器，而每个ST连接器的最大损耗为0.75dB，因此连接器衰减为0.75dB×2=1.5dB。在实际计算中，连接器的插损可参考供应商提供的规格值。

熔接衰减——在TIA/EIA标准中规范了，熔接的最大损耗为0.3dB，因此熔接衰减为0.3dBx1=0.3dB。

由此可得出，该光纤链路的总损耗为5dB+1.5dB+0.3dB=6.8dB。请注意，上述计算方法只是一个假设值，若想获得最准确的损耗值，可使用光时域反射仪OTDR进行测量。

功率预算的计算

上述提及的链路损耗值对整个链路的传输有何影响？这里就不得不得提到与之密切相关的另外一个参数——功率预算。该参数值主要用于对比计算出的链路损耗值，以确保正确安装设备，只有当链路损耗值在功率预算之内时，链路才能正常运行。功率预算（PB）是接收器的灵敏度（PR）与发射器耦合进光纤的功率（PT）的差值，也就是说PB=PT-PR。假设发射器的平均光功率为-15dBm，接收器的灵敏度为-28dBm，则功率预算为-15dB-（-28dB）=13dB。

功率裕度的计算

计算完链路损耗和功率预算后，就需要计算功率裕度（PM），它是指从功率预算中除去链路损耗之后的可用功率，即PM=PB-LL。

同样以10km的室内单模光缆为例，由上述计算所得，它的功率预算为13dB，链路损耗为6.8dB，因此功率裕度为13dB-6.8dB=6.2dB。该计算所得值大于零，表示链路还有足够的传输功率。