4. 光纤类型与链路构成对损耗的影响
在QKD光纤链路中，光纤本身并不是“理想透明介质”。无论是单光子级别的量子态传输，还是用于同步、协商的经典光信号，都会在光纤中经历衰减。链路损耗预算的第一步，就是把“光纤类型”和“链路构成”这两个变量拆开看清楚：前者决定单位长度的固有损耗与弯曲特性，后者决定实际链路中额外叠加了多少连接点、多少段盘长、以及敷设环境带来的附加损耗。本节围绕单模与多模差异、超低损耗光纤、弯曲不敏感光纤、长度与盘长、敷设方式五个方面展开，并给出可落地的估算方法。
单模与多模：QKD链路几乎只选单模
单模光纤（SMF）在1550 nm窗口的典型衰减约为0.18～0.22 dB/km，多模光纤（MMF）在850 nm窗口的典型衰减约为2.5～3.5 dB/km，在1300 nm窗口约为0.5～1.0 dB/km。仅从数值看，多模光纤的损耗就比单模高一个数量级以上。更关键的是，多模光纤存在模式色散与模式耦合，不同模式经历的光程不同，脉冲展宽明显，这对需要精确时间同步和低噪声探测的QKD系统非常不利；同时多模链路的模式不稳定会引入额外的偏振与相位扰动，恶化干涉类QKD协议的性能。因此，工程上QKD链路基本统一采用单模光纤，多模光纤只在极短距离的实验演示或特定传感场景中出现。做损耗预算时，若链路中混入了多模段，应将其视为“高损耗异常段”单独核算，而不是简单按单模参数折算。
超低损耗光纤与弯曲不敏感光纤
超低损耗光纤通过降低纤芯掺杂浓度、优化预制棒工艺，把1550 nm衰减压到0.15～0.17 dB/km，部分产品可低至0.14 dB/km。对于100 km以上的长距离QKD链路，这一差异会被长度放大：以100 km计，0.22 dB/km与0.16 dB/km相差约6 dB，相当于多出约30 km的可用距离。因此长距离骨干链路优先选用超低损耗光纤，而城域短链路用普通单模即可，不必为每公里多花成本。
弯曲不敏感光纤则针对机房、楼道、入户等小弯曲半径场景。普通单模在弯曲半径小于10～15 mm时会出现明显的宏弯损耗，而弯曲不敏感光纤通过设计下陷包层，把弯曲半径5～7.5 mm下的附加损耗控制在0.1 dB以内。QKD设备机柜内跳线密集、盘纤半径小，若使用普通跳线，一个盘纤不当就可能引入0.5 dB以上的额外损耗。工程上建议设备侧跳线和机房内短跳线统一采用弯曲不敏感光纤，并在盘纤时保持半径不小于30 mm，双管齐下控制弯曲损耗。
光纤长度与盘长：连接点也是损耗源
链路总损耗不是简单的“衰减系数×长度”。实际光缆按盘长生产，常见盘长为2 km、4 km、6 km，长距离链路需要把多盘光纤熔接起来。每个熔接点典型损耗为0.02～0.05 dB，每个活动连接器（法兰盘对接）典型损耗为0.2～0.5 dB。一条100 km链路若按4 km盘长，需要约25个熔接点，仅熔接损耗就有0.5～1.25 dB；若中间还经过几个配线架，活动连接器损耗会迅速累积。因此预算时必须同时统计“光纤衰减”和“连接点损耗”两项，并区分熔接点与活动连接器，后者应尽量少用。
敷设方式带来的附加损耗
架空、管道、直埋三种敷设方式对损耗的影响路径不同。架空光缆受风振、温度伸缩影响，长期运行中熔接盒和固定点可能产生微弯，附加损耗通常按0.02～0.05 dB/km预留；管道光缆在穿管牵引时若拉力过大或管孔有毛刺，可能造成局部微弯，附加损耗约0.01～0.03 dB/km，但施工质量差时单点可达0.1 dB以上；直埋光缆受土壤压力和沉降影响，接头盒处易受力，附加损耗一般较小，但故障排查困难，预算中应留足余量。此外，三种方式都会在接头盒、人井、杆塔处引入额外的盘纤和固定，这些位置的弯曲半径控制比光纤本身更值得关注。
把参数落到预算表里
下面给出一份可直接套用的链路损耗估算表，字段按QKD工程实际需要设置。表中数值为示例假设，实际项目应以光缆出厂参数、熔接记录和OTDR测试结果替换。
| 项目 | 取值方式 | 示例值 |
|---|---|---|
| 光纤类型与衰减系数 | 查光缆出厂参数，1550 nm窗口 | 0.16 dB/km（超低损耗单模） |
| 链路长度 | 按实际路由长度，非直线距离 | 100 km |
| 熔接点数 × 单点损耗 | 按盘长推算，单点取0.03 dB | 5 × 0.03 = 0.15 dB |
| 活动连接器数 × 单点损耗 | 按配线架、设备接口统计，单点取0.3 dB | 2 × 0.3 = 0.6 dB |
| 敷设附加损耗 | 按敷设方式取系数 × 长度 | 0.003 × 100 = 0.3 dB |
| 设计余量 | 长距离取4～5 dB，短距离取3 dB | 4.0 dB |
| 链路总损耗 | 各项求和 | 21.05 dB |
| 设备允许最大损耗 | 查QKD设备规格书 | 24 dB |
| 判断 | 总损耗 < 允许值且余量≥2 dB | 可行，余量2.95 dB |
需要强调的是，上表中的“敷设附加损耗”不能与光纤衰减系数重复计算。正确做法是：光纤衰减系数只取光缆出厂标称值，敷设附加损耗单独作为一项，用于覆盖施工和运行环境带来的微弯、接头盒盘纤等影响。若链路跨越架空与管道两种方式，应分段计算后相加，而不是取一个笼统的平均值。
工程上的几个判断要点
第一，长距离链路优先选超低损耗光纤，但要把熔接质量同步提上去，否则光纤省下的几个dB会被劣质熔接点吃掉。第二，机房内跳线统一用弯曲不敏感光纤，盘纤半径不小于30 mm，这是成本最低的降损措施。第三，活动连接器数量应作为设计约束明确写进方案，每增加一个法兰盘就多0.2～0.5 dB，能熔接的场合尽量不做法兰对接。第四，链路建成后必须用OTDR逐段测试，把实测熔接损耗和光纤衰减回填到预算表，与估算值对比；若某段实测值明显高于估算，应检查该段是否存在过度弯曲、接头盒进水或施工牵引损伤。第五，预算余量不是越大越好，余量过大意味着对链路质量的判断过于保守，可能误导选型；一般长距离取4～5 dB、城域短链路取3 dB较为合理。
把光纤类型、盘长与连接点、敷设方式三者的损耗分开统计再汇总，链路预算才能既不过度保守、也不遗漏风险，为后续的设备选型和链路可用性判断提供可靠依据。