光纤弯曲的机理和解决方案

光纤弯曲有两种基本类型：宏弯和微弯。顾名思义，微弯是光纤中非常小的弯曲或变形，而宏弯是较大的弯曲。

宏弯：

光纤弯曲的半径会影响光纤网络的长期可靠性和性能。弯曲超过指定最小弯曲直径的光纤可能会断裂，从而导致服务故障并增加网络运营成本。一般制造商规定了光纤和光缆的最小弯曲半径。

最小弯曲半径将根据具体光纤结构不同。最小弯曲半径一般不应小于光缆外径（OD）的十倍。因此，3 毫米光缆的弯曲半径不应小于 30 毫米。Telcordia标准建议 3mm 的跳线最小弯曲半径为 38mm (Generic Requirements and Design Considerations for FiberDistributing Frames, GR-449-CORE, Issue 1, March 1995, Section 3.8.14.4)。该半径适用于未承受任何负载或张力的光缆。如果对光缆施加拉力载荷，例如长距离垂直延伸的光缆重量或在两点之间拉紧光缆，则由于增加的应力，最小弯曲半径会增加。

维持最小弯曲半径保护有两个原因：提高光纤的长期可靠性；并减少信号衰减。随着施加在光纤上的应力的增加，小于指定最小半径的弯曲将表现出更高的长期故障概率。随着弯曲半径变得更小，应力和失效概率也会增加。

违反最小弯曲半径的另一个影响更为直接。通过光纤弯曲的衰减量随着弯曲半径的减小而增加。由弯曲引起的衰减在 1550nm 处比在 1310nm 处更大，在 1625nm 处甚至更大。在半径为 16mm 的弯曲处可以高达 0.5dB 的衰减水平。光纤断裂和附加衰减都会对长期网络可靠性、网络运营成本产生巨大影响。

微弯：

当对光纤表面施加压力时，会发生微弯曲（弯曲太小而无法用肉眼看到）。施加到表面的压力导致纤芯-包层界面处的纤芯变形。当表面压力导致光纤表面出现许多微小的接触点压痕时，即使光纤本身可能是笔直铺设的，也会发生微弯曲损耗。 光纤的微弯曲通常是由外部机械应力引起的，这些应力可能是由于温度变化、压力或安装不完善等因素引起的。如果光纤的包层和涂层设计或制造不当，也可能导致微弯曲。微弯曲会导致光从光纤芯部泄漏，导致信号损失。这是因为弯曲造成了芯部和包层折射率之间的不匹配，使得一部分光线逸出。

模拟微弯：可以通过将直光纤放置在平坦工作台上的两片砂纸之间并在上层加载重物来模拟微弯曲。微弯导致的衰减是在表面压力（例如挤压）条件下引起的。

微弯损耗通常发生在相当长的光纤上，而不是发生在光纤上的单个点上。因此，使用OTDR会观察到具有连续高损耗的反向散射迹，有时称为“尾部”（Tail off）。

有几种策略可以减少微弯曲损失：

1， 改进光纤设计

通过优化光纤的设计，可以最小化微弯损失。这包括选择适当的包层和涂层材料，以及优化光纤的几何形状。

2， 抗弯曲光纤

抗弯光纤被设计为即使在弯曲时也能保持信号完整性。它们通常具有深掺杂的纤芯、渐变折射率，这样可以实现更紧密的弯曲而不会有显著的光损失。

3， 保护涂层

在光纤上应用保护涂层可以帮助减少微弯曲。涂层材料的选择至关重要，以确保它提供足够的保护而不会导致微弯曲。

4， 安装技巧

安装光纤的技巧可以帮助防止微弯曲。这包括避免紧密的弯曲，并确保光纤不受过度压力或温度变化的影响。

审核编辑：汤梓红