光纤网络环境的光衰减种类和工作原理

光纤衰减器是一种无源光器件，主要用来降低光信号的光功率，防止到达光接收器的光功率超过其承载范围而造成信号失真；还有一种情况是，在多波长通道的光纤系统中，需要使各个通道的光信号功率大致相同，因此要利用光纤衰减器来均衡各个通道的光功率。本教程将对光纤衰减器的种类和工作原理进行详细介绍。

为什么要使用光纤衰减器？

光信号的功率过大会导致光接收器负载过重，从而造成信号失真，所以需要使用光纤衰减器来降低功率。还有一种情况是，在多波长通道的光纤系统中，需要使各个通道的光信号功率大致相同，因此要利用光纤衰减器来均衡各个通道的功率。

光纤衰减器一般用于两种情况：一种是永久安装在光纤通信链路中，用来均衡光发射器和光接收器之间光信号的功率；另一种情况是用来测试光信号的功率，即用光纤衰减器使光信号的功率减少一部分后，再来测试光信号在光纤链路中的功率余量。

光纤衰减器的种类

根据衰减方式的不同，光纤衰减器可以分为固定光纤衰减器、分级可变光纤衰减器和连续可变光纤衰减器。

固定光纤衰减器

固定光纤衰减器对光纤链路中光功率的衰减量是固定的，而且理论上该衰减量可以设置成任何数值。这种光纤衰减器有FC、SC、ST、LC等多种接头可选，安装方便，结构简单。

分级可变光纤衰减器

分级可变光纤衰减器对光纤链路中光功率的衰减量是不固定的，可以是0.1dB，也可以是0.5dB或1dB等等。这种光纤衰减器一般用在有多种光功率源的应用。例如，光接收器要接收来自三种不同光源的光信号，为了使每个光信号的功率都保持在光接收器可接受的范围之内，这里就需要使用分级可变光纤衰减器对各个光功率进行不同程度的衰减。

连续可变光纤衰减器

连续可变光纤衰减器对光功率的衰减量可以根据具体需要进行调节，通常用在输入光功率和输出光功率持续变化的应用中，用来快速准确地调整光纤链路中光功率。

光纤衰减器的工作原理

光纤衰减器可以采用不同的方法对光功率进行预定量衰减，其常见的工作原理有：位移损耗、吸收损耗和反射损耗。

位移损耗原理

位移损耗是指在光纤对接时有意使其发生一定的错位，从而损失掉一部分光功率，达到控制衰减量的目的。这种原理还可以细分为横向错位和纵向错位两种，横向错位是指两根光纤在水平方向上不在一条直线上，两者的纤芯发生了一定的错位；纵向错位是指两根光纤在水平方向上呈一条直线，但是中间有一定的间隔距离，具体如下图：

采用位移损耗原理的光纤衰减器对光发射器附近的模场分布十分敏感，实践证明，这种光纤衰减器距离光发射器越远，其衰减效果越差，因此我们要将位移型光纤衰减器用在光发射器之后，以保证获得预期的光衰减量。

吸收损耗原理

吸收损耗原理即通过吸收部分光信号来达到衰减光功率的目的。采用这种原理的光纤衰减器利用物质对光的吸收特性，将经过光学抛光的中性吸收玻璃片制成片状或条状的中性暗色玻璃放在光路中（如下图），从而降低光信号的光功率。单块片状光吸收玻璃可以制成固定衰减器，多块片状光吸收玻璃可以通过轮盘转换制成分级可变光纤衰减器，而条状光吸收玻璃通过连续位移可以制成连续可变光纤衰减器。

反射损耗原理

采用这种原理的光纤衰减器主要利用了光的反射特性。我们知道，光的反射和散射是光信号传输过程中损耗的主要来源之一，采用反射损耗原理的光纤衰减器在其内部的光纤上增加了一层反射膜的设计（如下图），从而有效地衰减了光功率。