衰减与传输窗口

光在玻璃中传播会逐渐减弱，减弱的程度取决于波长：这条曲线有两个峰、三个谷，决定了整个行业所使用的波长。本文说明损耗从何而来（散射、吸收、水峰），按光纤类型和窗口逐公里量化损耗，加上连接器和熔接点的离散损耗，并说明总损耗如何变成每份链路预算里的"dB"这一列。

损耗从何而来

机制	物理原理	波长依赖性	在 1550 nm 处的占比
瑞利散射	凝固在玻璃中的密度涨落使光向各个方向散射	∝ 1/λ⁴，在短波长处占主导	占 0.2 dB/km 中的约 0.15
红外吸收	石英晶格振动	在 1 600 nm 以上急剧上升	在 1550 nm 处很小，在 1 700 nm 以外关闭该窗口
OH⁻（水峰）吸收	制造过程引入的羟基离子	在 1 383 nm 达到峰值（另有 1 240、950 nm）	低水峰光纤中为 0；老式光纤中最高达 1–2 dB/km
金属离子吸收	Fe、Cu、Cr 杂质	—	现代光纤中可忽略
弯曲	宏弯和微弯	随波长增大	取决于设计（光在光纤中的传播）
紫外吸收	电子跃迁	远低于 800 nm	与电信应用无关

各项损耗之和的最小值出现在 ≈ 1 550 nm 处（最优光纤中为 0.17–0.20 dB/km），这正是长距离传输和 DWDM 都选在这个波长的原因。

窗口	波长	典型衰减（SMF）	典型衰减（MMF）	使用者
第 1 窗口，850 nm	770–910	—（仅多模）	2.5–3.5 dB/km	基于 VCSEL 的 SR 光模块，从 1000BASE-SX 到 800G-SR8；SWDM
第 2 窗口，1310 nm（O 波段）	1 260–1 360	0.32–0.40 dB/km	0.6–1.5（MMF，1300 nm 下）	LX/LR/DR/FR、CWDM 低波段、PON 上行、零色散点
E 波段	1 360–1 460	0.35（仅低水峰光纤）	—	CWDM 信道 1371–1451
S 波段	1 460–1 530	0.25	—	PON XG-PON 上行？不对，是 GPON 下行 1490、CWDM 1471–1511
第 3 窗口，1550 nm（C 波段）	1 530–1 565	0.18–0.22 dB/km	—	ER/ZR、DWDM、EDFA 增益窗口、PON 视频/1550
L 波段	1 565–1 625	0.20–0.25	—	DWDM 扩展、PON XG-PON 下行 1577、监测波长 1625
U 波段	1 625–1 675	0.3+	—	在用系统的 OTDR 监测

波段名称与信道规划：波长波段。

按光纤类型划分的衰减

光纤	850 nm	1310 nm	1383 nm	1550 nm	1625 nm	标准最大值
OM1（62.5 µm）	3.5	1.5（1300）	—	—	—	TIA-568
OM2–OM5（50 µm）	3.0（典型 2.3）	1.5（典型 0.7）	—	—	—	TIA-568
OS1（室内紧包）	—	1.0	—	1.0	—	ISO 11801
OS2 / G.652.D（低水峰）	—	0.35（最大 0.4）	≤ 0.4	0.20（最大 0.3）	0.23	ITU-T G.652.D
G.652.B（旧型，有水峰）	—	0.35	1–2	0.22	0.3	G.652.B
G.655 NZ-DSF	—	—	—	0.22	0.25	G.655
G.654.E 超低损耗	—	—	—	0.17	0.19	G.654
G.657 抗弯	—	0.35	—	0.20	0.23	G.657

现场经验：设计时使用光缆厂商标称的最大值（0.35/0.22），故障排查时使用实测值。

元件	典型值	设计允许值	说明
连接器对，单模 UPC，洁净	0.1–0.3 dB	0.5 dB（TIA）、0.75 dB（旧设计）	B 级连接器典型值 ≤ 0.25 dB
连接器对，APC	0.1–0.3 dB	0.5 dB	另需回波损耗 ≥ 60 dB
连接器对，多模	0.1–0.5 dB	0.75 dB	—
MPO-12/16 对	0.2–0.5 dB（低损耗型 ≤ 0.35）	0.5–0.75 dB	每对对接、所有光纤
熔接点，单模	0.02–0.1 dB	0.1–0.3 dB	用 OTDR 测量
熔接点，多模	0.05–0.2 dB	0.3 dB	—
机械熔接	0.2–0.5 dB	0.5 dB	临时抢修
连接器污染	0.5–3 dB	—	所有损耗中最常见的一种（线路故障）
1:2 分光器	3.5 dB	3.9 dB	每翻一倍增加 ≈ 3.2–3.5 dB
1:32 分光器	17 dB	17.5–18 dB	PON（ODN 等级）
CWDM 复用器（8 信道）	1.0–2.0 dB	2.5 dB	单程；复用+解复用需 ×2（CWDM 预算）
DWDM AWG（40 信道）	3–5 dB	5–7 dB	单程
固定衰减器	标称 1–20 dB	± 0.5 dB	用于防止接收机过载

总损耗 = Σ(光纤长度 × dB/km) + Σ(连接器对) + Σ(熔接点) + Σ(无源器件)。

与模块的预算对比：链路预算工程。

每公里损耗：1550 nm 的 ER 模块每公里损耗 0.2 dB，而 1310 nm 的 LR 模块为 0.35；在 40 km 上这就是 6 dB 的差距，这也是 ER 和 ZR 选在 1550 nm 的原因。
弯曲敏感性：弯曲造成的损耗随波长增大；在 1310 nm 下合格的线路，到 1550 或 1577 nm（XG-PON）下可能不合格，因此用 1625 nm 的测试波长来查找这类弯曲（检测）。

模块的 DDM 给出这个等式的两端：这里的 Tx 功率、那里的 Rx 功率；先在测试台上用已知良好的跳线读数，再到机架上读数，两者之差就是线路损耗；将其与上表对比，就能判断线路是否与设计假设相符（应用内的 DDM，Rx 功率与预算）。

没有继续前进而是被反射回来的光：菲涅尔反射、各元件与各技术的反射率和回波损耗：反射与回波损耗；衰减如何随光缆老化而增长：氢、水、辐射、微弯：可靠性与老化。

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