1、衰減系數的定義
光纖的傳輸衰耗用光纖的平均衰耗系數描述。光纖衰耗系數的物理定義由下式表述：
I(L)＝I 0 exp（-α · L）
光纖衰減系數α則為：
α = （1/L）ln [I 0 / I(L)] （1/m）
式中，L為光纖傳輸長度，I 0和I(L)分別為光纖的輸入口處的光強和傳輸L距離后的光強。工程上則普遍采用如下定義式：
α = （10/L）lg（Pi / Po） （dB/km）
式中，Pi和Po分別為光纖的輸入和輸出平均功率。工程量以分貝為單位的好處是可以使大多數的工程計算變成簡單的算術運算。
2、衰耗波譜曲線與瑞利散射損耗
自1970年美國康寧公司試制出世界上的第一根光纖以來，光纖的傳輸特性經歷了30多年的改進。目前光纖的衰耗特性已經接近其理論極限。圖2-1為常規單模光纖的衰耗波譜曲線。左上角為1979年以前的波譜曲線，當時的透明窗口在850nm附近。1979年通過原料提純和熔煉工藝的改進，顯露出了1310 nm和1550 nm兩個新的透明窗口，光纖的衰耗系數出現了一次大幅度的改善。此后，光纖的衰耗系數雖然仍有所改進，但已貼近了由瑞利散射損耗限定的理論極限。瑞利散射來源于光纖纖芯中的線度小于工作波長的微小顆粒。宏觀上，纖芯被看成是折射率處處均勻一致的透明體。微觀上觀察，它是由折射率存在差異而邊界又不規則的短序多晶結構（稱為玻璃體結構）組成的。光在玻璃體邊界上的反射和折射，會隨機改變光線的傳播方向。如果將光矢量分解成沿光纖軸線和垂直軸線方向的兩個分量，其中的垂直分量由于在芯層-包層處的入射角為零度，它們將透過芯包界面，最終在包層外的涂復層處被吸收掉，這就是瑞利散射損耗的產生機理。瑞利散射是SiO2玻璃固有的，因此瑞利散射損耗就成了SiO2玻璃光纖衰耗特性改進的理論極限。圖2-2為石英玻璃光纖的衰減曲線。圖中石英玻璃光纖的衰減譜具有三個主要特征：衰減隨波長的增大而呈降低趨勢；衰減吸收峰與OH-離子有關；在波長大于1600nm時衰減增大的原因是由微（或宏）觀彎曲損耗和石英玻璃吸收損耗引起的。
圖2-1：常規單模光纖的衰耗波譜曲線
圖2-2：石英玻璃光纖的衰減
3、由光纖衰減所確定的工作波長范圍
目前高速光纖通信系統的實用工作波長在1310nm和1550nm附近，這兩個低衰耗波長附近光纖的衰耗系數隨波長變化的精細譜線詳見下圖3。它是ITU-T的G.957文件提供的光纖典型衰耗譜線圖。該圖包括了由于安裝接頭、維修接頭及工作溫度范圍引起的損耗。ITU-T G.652建議書說明在1310nm區域曾獲得過0.3~0.4dB/km 范圍及在1550nm區域曾獲得過0.15~0.25dB/km范圍的衰減值。
圖3：典型的光纖衰減譜
該圖是我們通常見到的光纖衰耗譜線的中間一段。圖中間的尖峰是1385 nm處的OH根吸收峰。圖3很直觀地說明了光纖通信系統因光纖的衰耗限制，可能選用的Α、B、C、D四個工作波長區。其中Α區和B區為低衰耗區，適合長距離系統選用。C區和D區為較高衰耗區，適合短距離系統選用。表3列出了這四個區間的工作波長范圍、宜選用的光纖種類和相應波長范圍內光纖衰減系數的最壞值。
表3：光纖衰減限定的工作波長范圍
ITU-T G.650.1建議中給出了光纖的衰減定義與衰減的測試方法。
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