光纤弯曲损耗原理：宏弯与微弯为何要分别识别

设备内的光纤有时绕过支架或沿着机柜转角走线。即使外观看起来走线平顺，内部光纤也可能受到周围材料挤压。两种几何变化都可能增加光纤弯曲损耗，但应该分别读。宏弯涉及能沿光纤路径辨认出的弯曲，微弯涉及光纤轴线上尺度小得多的局部扰动。把它们分开，有助于理解为何规格表会列出不同的试样状态、施加条件和损耗表达方式。

宏弯改变一段光纤的整体路径

在比较平直的光纤段，纤芯与包层的光学结构使光能够以受导的模式传播。AFL的技术资料说明，当光纤形成明显弯曲时，一部分原本受导的光功率可以因弯曲而泄出，表现为额外衰减。这里的形变可以用弯曲半径描述，例如一段纤维沿圆柱周围形成圆弧。曲率较大意味着路径弯得更急，而弯曲的总长度也关系到经历这一条件的传播距离。

ITU-T G.657第6.6节把未成缆光纤的宏弯损耗与波长、弯曲半径和在规定半径圆柱上的绕圈数联系起来。对照表格时，某个分贝数应与相应条件一起读。同一个半径可以在不同波长下对应不同上限。比较不同类别时，也要先确认列中规定的圈数是否相同。这样才能说明数字描述的是怎样一段受弯光纤，而不是把任意一列的结果当成一般性的损耗值。

微弯来自沿光纤轴向分布的细小形变

AFL将微弯与光纤轴上的微观扰动相联系。外部材料接触处的局部压力、表面不平和材料随温度变化产生的收缩，都可能沿长度方向造成细小的变形。这些扰动改变光纤中的传播条件，部分受导的光功率可以耦合到约束较弱的模式并损失。观察一段电缆整体外形，可能仍然看到一条接近直线的路径，因为局部形变发生在光纤和相邻材料接触的尺度上。

区分宏弯和微弯时，关键是知道哪一处几何发生了变化。宏弯描述沿一段连续路径形成的可辨认弯曲，微弯描述路径上许多小尺度形变及其施力环境。两者可以在同一段成缆光纤里同时出现。例如，外部走线绕过一个转角，内部接触压力也可能因结构受力而改变。外部转弯半径主要说明整体路径；涂层、护套和相邻光纤如何分配局部压力，需要从另一组结构资料理解。

两层涂层在抵抗局部压力时分工不同

AFL白皮书介绍了双层涂层。靠近玻璃的内层采用较柔软的材料，用于缓冲邻近部件施加的局部机械应力。较硬的外层提供支撑并在制造和布放过程中保护光纤。两层合起来，决定外部接触有多少会传成玻璃中的小尺度形变。成缆以后，还要考虑材料的热膨胀差异和内部空间。温度变化可能让某些部件收缩得比玻璃光纤更多，从而改变接触压力和传输损耗。

这也说明了纤芯直径、涂层外径和缆线外径各自代表不同位置。规格表里的外径需要和部件名称对应，才能判断它在描述光纤自身、涂层保护还是整根缆线。成缆结构还可能限制内部光纤达到的曲率，所以G.657明确区分未成缆光纤的宏弯基线与成缆后的表现。

测试条件说明希望突出哪一种效应

G.657的宏弯表把圆柱半径、圈数与波长放在一起。AFL所介绍的微弯比较则用较大直径的鼓轮，目的是尽量降低宏弯的影响，同时通过粗糙接触面和规定张力引入微小局部扰动。将受力状态与放松状态下的测量相比较，可以得到该装置和条件下微弯带来的衰减增量。两种资料都涉及光纤绕过圆柱，但圆柱和接触面在测量中的作用不同。整理光学组件资料时，保留测试对象、波长和受力状态，就能说明额外衰减是在什么条件下获得的。更多元件基础见设备技术资料及技术文章目录。

资料来源

可对照ITU-T G.657（08/2024）第6.6节与第8节表格以及AFL单模光纤微弯损耗白皮书。