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衰耗，G.652 光纤在1550nm 窗口的衰耗系数一般为0.25dB/km 左右，考虑到光接头、光纤冗余度等因素，综合的光纤衰耗系数一般小于0.275dB/km[10]。
3.2光纤中信号衰减的类型和原因
3.2.1光纤中信号衰减的类型
光纤中信号衰减的类型：包括本征损耗，制造损耗和附加损耗。 引起光纤的衰减的原因很多，主要可以从光纤本身的材料结构和成纤后的使用性能两方面考虑，现归纳于表3-1中，下文中具体介绍了这些衰减的具体过程。
表3-1光纤衰减的原因
吸
材料杂质吸收 收 损 耗
材料固有的吸收 (基本材料本征吸收)
波导结构散射 (制作不完善造成)
过渡金属正离子吸收(Cu2+、Fe2+、Cr2、Co2、Ni2+) 在可见光与近红外段吸收； 紫外区吸收(电荷转移波段) 近红外区段吸收(分子振动波段) 折射率不均匀引起的散射 光纤芯径不均匀引起的散射 纤芯与包层截面不平引起的散射 晶体中气泡及杂物引起的散射
材料固有散射
瑞利散射 受激拉曼散射 受激布里渊散射
固有因素：芯径适配、折射率分布失配、同心度不良等
光纤本身的传输损耗散 射 损 耗
的传输损耗光纤使用时引起持续损耗
外部因素：纤芯位置偏差、光纤角度偏差等
弯曲损耗 微弯曲损耗
光纤弯曲半径小于容许弯曲半径所产生的损耗 光纤轴产生微米级弯曲引起的损耗
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3.2.2光纤中信号衰减的原因
光纤在传输的过程之中，其传输强度是随着距离的变化而发生改变的，传输的距离越长光纤的强度越弱，我们将光纤的这种特性称之为光纤损耗[11]。光纤在传输的过程中出现损耗的主要原因包括两个方面：其—是在传输的过程中光纤自身产生了一定的损耗，如：吸收损耗、散射损耗等等；另一方面的原因是：作为系统传输线引起的弯曲损耗等。
(1)吸收损耗。吸收损耗主要是指：在光波传输的过程中，有一部分光能会转发成为热能。光纤的吸收损耗主要由两个因素引起：其—是光纤玻璃材料本身的固有吸收损耗；其二是指因杂质引起的吸收损耗。光纤材料的固有吸收又叫本征吸收，在不含任何杂质的纯净材料中也存在这种吸收。固有吸收有两个吸收带，—个吸收带在红外区，吸收峰在波长8-12mm范围，它的尾部拖到光通信所要用的波段范围，但影响不大拐—个吸收带在紫外区，吸收峰在0.1mm附近，吸收很强时，它的尾巴会拖到0.7-1.1mm波段里去。对物质固有吸收来说，在远离峰值区域的1.0-1.6mm波段范围内，固有吸收损耗为低谷区域。杂质吸收损耗是由光纤材料中铁、钴、镍、铬、铜、钒、镁等随遇金属离子以及水的氢氧根离子的存在造成的附加吸收损耗。
随着近年来我国经济的发展和科学技术的进步，对金属离子杂质的提纯技术有了较大程度的提高，已经不再是光纤通讯的阻碍；但是，氢氧根对光纤通讯的影响还是不容小觑的，因为在光纤通讯的光纤材质中，光纤本身的水含量较高，因此在对其进行提纯的过程中很难清除干净，导致其残存在光纤中，而残留于光纤内的氢氧根离子，使得在波长在0.94mm、1.24mm和1.38mm附近出现吸收谐振峰，峰值大小与氢氧根离子浓度密切相关。为减小氢氧根离子的影响，工作波长必须避开吸收峰谐振区域，为此将工作波长选择在0.85mm、1.3mm和1.55mm附近，提纯又称它们为第一窗口、第二窗口和第三窗口。
(2)瑞利散射损耗。光波在传输的过程中会遇到各种微小的颗粒，当两者发生碰撞时，光波就会向四周散射，物理学上将这一现象称之为瑞利散射。
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而在光纤通信中，我们将这种光纤耗损现象命名为瑞利散射耗损[12]。要想最大限度的降低瑞利散射耗损现象的发生，我们必须要对产生这一现象的原因进行全面系统的把握：在光纤的制造过程中，因冷凝条件不均匀造成材料密度不均匀，以及掺杂时因材料组分中浓度涨落造成浓度的不均匀，以上两种不均匀微粒大小在与光波长可相比拟的范围内，结果都产生折射率分布不均匀，从而引起瑞利散射损耗。散射现象是任何固体都不能避免出现的物理现象，无论采用如何高端的技术手段和措施都不可能将其消除。但是，瑞利散射损耗有—个非常重要的特性，那就是其损耗系数与光纤通信传播的光波长成反比。根据瑞利散射损耗的这一特性，在对光纤通信进行设计时，我们可以选择长段波长。
(3)色散。光纤的色散是指光纤昕传输信号的不同模式或不同频率成分，由于其传输速度的不同，从而引起传输信号发生畸变的一种物理现象。对于光通信来说，大多数光纤通信系统采用数字通信方式，在这种通信系统中，用数字脉冲信号去调制光载频，因而，在光纤中所传输的是—个个的光脉冲信号，由于信号的各频率成分或各模式成分的传输速度不同，当它在光纤中传输一段距离后，将互相散开，于是光脉冲被展宽，严重时前后脉冲将互相重叠。这将形成码间干扰，增加误码率，使通信质量下降。为保证通信质量，必须加大码间距离，这就降低了通信容量。另—方面，传输距离越长，脉冲展宽越严重，因而色散也就限制了光纤的一次传输距离。由此看来，制造优质的、色散小的光纤，对增加通信系统容量和加大传输距离是至关重要的。光纤的色散值是光纤的—个重要指标。
(4)由于结构不均匀而引起的散射损耗。这种散射损耗是由于光纤结构的缺陷产生的。结构缺陷包括光纤芯子与包层交界面的不完整，存在微小的凹凸缺陷，以及芯径与包层直径的微小变化和沿纵轴方向形状的改变等，他们将引起光的散射，产生光纤传输模式散射性的损失。不断提高光纤的制造工艺，采用现代化监测控制技术，可以使结构不完善引起的散射损耗越来越小。
(5)弯曲损耗。弯曲损耗是一种辐射损耗。它是由于光纤的弯曲所产生的损耗，当光纤在集束成缆或在光纤、光缆的敷设、施工、接续中造成光纤的
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弯曲，其弯曲的曲率半径小到一定程度时，芯子内光射线不满足全反射条件，使部分光功率由传输模式转为辐射模式而造成的损耗。弯曲的曲率半径越小，造成的损耗越大。—般认为，当光纤弯曲的曲率半径超过10cm时，弯曲所造成的损耗可以忽略。因此，在工程中必须要保证光缆和光纤在静态和动态时的弯曲曲率半径限值要求，通常动态时的曲率半径限值要大于静态时的曲率半径限值，这是为了确保在施工过程中不会发生光纤断裂损伤。
4光衰减器
4.1光衰减器简介
在光通信系统中，许多场合需要减少光信号的功率。比如，光接收机对光功率的过载非常灵敏，必须将输入功率控制在接收机的输入范围内，防止其饱和。或者，光放大器前的不同信道输入功率间的平衡可防止某个或某些信道的输入功率过大，引起光放大器增益饱和等。在通常情况下，我们都希望传输线的损耗越小越好，但在有些情况下，由于信号源及传输距离的不确定，线路中的信号强度可能过大，这就需要采取某种措施减小信号[13]。光衰减器就是这样一种用于消除线路中过大信号的器件。光衰减器的主要作用是可按照用户的要求将光信号进行预期地衰减。如下图所示是几种光衰减器：
(a) (b)
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(c)
图4-1(a)市场上的光衰减器(b)插座式光衰减器(c)法兰式光衰减器
4.2光衰减器的特性和原理
4.2.1光纤衰减的制作原理
根据以上光在线路中传输的特性，可以通过多种原理，完成光衰减器的制作。
(1)空气隔离技术
光在光纤中传输受到全反射定律的制约，无法散射出来，保持强度的相对稳定。而一旦其脱离光纤，在光纤与光纤之间加入空气间隔，光就会散射出去，从而引起光的衰减。由于光从普通光纤中入射到空气中散射很强，为此要使衰减量控制一定的范围，就要确保隔离距离及保持两端光纤的对准。
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