光纖的規格表上寫著「9/125、NA 0.14、MFD 10.4 μm、0.2 dB/km」，這些數字各指定一個不同的東西。選錯光纖——把多模當單模用、或把標準單模當低損單模用——鏈路在現場才暴露問題，換線的成本遠高於選型時多花幾分鐘對規格。
本文回答一個問題：光纖規格有哪些，怎麼讀？ 答案分三層：光纖結構（纖芯/包層/NA）、關鍵參數（MFD/衰減/色散/頻寬/截止/彎曲）、分類（單模/多模/特殊/大口徑）。
本文給出參數地圖與分類，示範怎麼讀規格表。單模、多模、特殊光纖的細節各有一篇專門文章（本系列）。
圖 1｜幾何直徑、MFD 與 NA 是不同的量。截面以標稱尺寸同比例繪製；MFD 用高斯強度近似；NA 用階躍型光線模型，入射遵守折射、反射發生在纖芯／包層界面。三個分圖各有自己的比例與假設，並非產品實測圖。點圖可看原尺寸。
1. 光纖結構：纖芯、包層、NA
光纖由內到外三層：纖芯（core）與折射率較低的包層（cladding）共同形成導光結構，外側塗層（coating）提供保護。通訊光纖常見包層直徑為 125 μm；「9/125」是纖芯約 9 μm、包層 125 μm 的標稱尺寸寫法，多模則常見 50/125 或 62.5/125。纖芯與塗層的實際尺寸仍須查型號，250 μm 並非所有塗層的固定直徑[3][5]。
階躍型光纖可用全反射的光線模型解釋受光範圍：NA（numerical aperture，數值開口）= n₀ sin θmax = √(ncore² − nclad²)。n₀ 是入射介質折射率；θmax 從光纖軸量起，是受光半角，受光錐全角為 2θmax。空氣中 n₀ ≈ 1，才可簡寫成 NA = sin θmax[6]。在相同模型與介質下，NA 越大，受光角越大；單模耦合還取決於 MFD、場形與對準，不能只憑受光角判斷。單模規格中的 NA 也可能採遠場功率門檻定義，應確認測試方法[5]。
塗層常用丙烯酸酯（acrylate），保護光纖免受機械損傷與環境影響。例如 SMF-28 Ultra 提供 242 μm 與 200 μm 塗層選項[5]。允許的彎曲半徑還與光纖設計、成纜結構、波長及受力條件有關；不能由塗層直徑單獨推算。
2. 關鍵參數
規格表上的關鍵參數：
圖 2｜六個參數各回答不同問題。波形與場寬為定性示意，衰減為純光纖的算例；彎曲圖不代表可施工半徑。MHz·km 不能直接當成 Gb/s，截止規格上限也不能當成每根光纖的實際截止值。
| 參數 | 含義 | 讀法與示例（非通用上限） |
|---|---|---|
| MFD（mode field diameter） | 光場直徑 | 9.2 μm @1310、10.4 μm @1550 |
| 衰減（attenuation） | 每公里損失 | 0.35 dB/km @1310、0.21 dB/km @1550 |
| 色散（dispersion） | 單位波長寬度、單位長度的群延遲差 | G.652 零色散波長在 1310 nm 附近；SMF-28 Ultra：≤18 ps/(nm·km) @1550 [5] |
| 頻寬（bandwidth） | 多模的 MHz·km | —（單模用色散） |
| 截止波長（cutoff） | 高階模截止條件 | 例：成纜截止 λcc ≤1260 nm；不是固定的實際截止值 [5] |
| 彎曲半徑（bend radius） | 最小彎曲 | 依型號 |
- MFD：模式光場的有效直徑，必須連同波長讀。圖 1 的高斯強度近似 I(r) = I₀ exp(−2r²/w²) 中，MFD = 2w，即兩個 1/e² 強度點的距離。光場可延伸到包層，因此 MFD 不等於纖芯的幾何直徑。圖中 9 μm 與 10.4 μm 是說明這個差別的示例，不能直接視為同一產品的實測尺寸。實際 MFD 應依規格的定義與公差判讀[1][5]。
- 衰減：光每走一公里的損失，單位 dB/km。純光纖損耗可用 αL 估算；0.20 dB/km × 10 km = 2 dB，整段鏈路還須加上接頭、熔接與彎曲等損耗。通訊單模常在 1550 nm 有較低衰減，但應以型號資料為準。OH 吸收的影響也依製程而異；低水峰產品不應一律排除 1383 nm[5][6]。
- 色散：不同波長有不同群延遲；對窄光譜、近似常數 D 的情況，可估算展寬 ΔT ≈ |D|LΔλ。G.652 的零色散波長在 1310 nm 附近，不能把約 17 ps/(nm·km) 寫成 1310 nm 的色散。以 SMF-28 Ultra 為例，零色散波長範圍為 1304–1324 nm，1550 nm 的色散規格則為 ≤18 ps/(nm·km)[5]。光源光譜、脈衝啁啾與補償方式也會影響實際傳輸。
- 頻寬：多模光纖常以 MHz·km 表示頻寬與長度的乘積，須連同波長、注光條件與 OM 等級讀；不能直接換算為 Gb/s 或通用可達距離。單模沒有高階空間模之間的模態色散，仍有色散與其他系統限制[2][6]。
- 截止波長：在階躍型模型中，高於相應截止波長時只導引基模；低於截止時可能導引高階模。裸纖截止與成纜截止採不同測試條件，不能混用；「λcc ≤1260 nm」是上限規格，不是每根光纖都恰好在 1260 nm 截止[5][6]。
- 彎曲半徑：R 是半徑，整個彎折直徑是 2R。核對光纖或纜線規格、安裝／使用狀態、受力、圈數與波長。繞棒測試的半徑和損耗條件，不等於成纜後可施工的最小半徑[5]。
3. 分類：單模、多模、特殊、大口徑
以下依導光方式與用途整理常見類型；「特殊」與「大口徑」是用途描述，可能與單模或多模重疊：
| 類型 | 纖芯 | 用途 | 專門文章 |
|---|---|---|---|
| 單模（SMF） | 9 μm | 長距通訊、高功率 | 單模光纖 |
| 多模（MMF） | 50/62.5 μm | 短距資料中心 | 多模光纖 |
| 特殊光纖 | 依類型 | 保偏、增益、特殊波段 | 特殊光纖 |
| 大口徑（LCF） | 20–100 μm | 高功率雷射傳輸 | 特殊光纖 |
- 單模：纖芯小（9 μm），只傳一個模式，無模態色散，能跑長距。
- 多模：纖芯大（50/62.5 μm），傳多個模式，有模態色散，限短距。
- 特殊光纖：保偏（PM）、摻雜增益（Yb/Er/Tm）、光子結晶（PCF）等，依用途特化。
- 大口徑：纖芯 20–100 μm，高功率雷射傳輸用（見特殊光纖篇）。
是否單模，須同時看纖芯尺寸、NA 與工作波長。弱導引階躍型模型中，V = 2πa·NA/λ，a 是纖芯半徑；V < 2.405 為單模條件[6]。不能只憑直徑判斷，也不能把這個門檻直接套到所有特殊光纖。選型時先確認系統與收發器支援的光纖類型，再核對具體型號。
4. 規格表怎麼讀
例子：「9/125、G.652.D、OS2、MFD 10.4 μm、0.2 dB/km @1550」：
- 9/125：纖芯 9 μm / 包層 125 μm（單模）
- G.652.D：ITU 標準（標準單模）
- OS2：低損等級（0.4 dB/km 上限）[4]
- MFD 10.4 μm：1550 nm 的光場直徑
- 0.2 dB/km @1550：1550 nm 的衰減
每個數字指定一個不同的東西，選型時要逐項對照。規格表還會標明工作溫度範圍、最大拉力、最小彎曲半徑等機械規格，這些在佈線與安裝時要確認。若規格表只標「單模」沒標 G.652/OS2，要問清楚——不同標準的衰減與色散不同。
5. 選型決策
選光纖先看四個問題：
- 距離：依收發器、傳輸標準、工作波長與損耗／色散預算選型；長距通常用單模，短距也可用單模。2 km 或 550 m 並非通用分界。
- 功率：高功率雷射 → 核對功率密度、損傷條件、模式品質與端面處理；大口徑是候選方案之一。
- 偏振：要保偏 → PM 光纖
- 增益：要做光纖雷射 → 摻雜增益光纖
距離與系統相容性共同決定選型，不能只看一個距離門檻。功率、模式品質與偏振需求則影響是否選用特殊光纖。
實際選型時，先定距離與功率縮小範圍，再依偏振與增益決定特殊光纖，最後確認波長與連接器。
除了這四個問題，還要確認波長（1310/1550 nm）、連接器（LC/SC/MPO）、與現有機房的相容性。選型時把這些寫進規格表逐項對照。
常見誤解
- 「纖芯越大越好」：纖芯大小只是選型因素之一，還須核對模式、工作波長與系統相容性。
- 「NA 越大越好」：受光角較大不代表所有耦合與傳輸性能都更好；單模還要確認光場重疊，多模還要確認折射率剖面與注光條件。
- 「所有單模光纖都一樣」：不同。G.652（標準）、G.655（非零色散）、G.654（大面積）各有用途；OS1/OS2 衰減也不同。
給讀者的自我檢查
- 你能說出光纖的三層結構與 NA 的含義嗎？
- MFD 和纖芯直徑是一樣的嗎？
- 單模與多模的分界是什麼？
回到開頭的問題：光纖規格有哪些，怎麼讀？答案是結構（纖芯/包層/NA）+ 關鍵參數（MFD/衰減/色散/頻寬/截止/彎曲）+ 分類（單模/多模/特殊/大口徑）。每個數字都應連同型號、波長與條件讀。本文的標稱尺寸、教學算例及特定產品規格各有其適用條件，不能合併成所有光纖的通用規格；各參數的詳細讀法見本系列的單模、多模、特殊光纖篇。