光時域反射儀

        光時域反射儀的英文全稱是Optical Time Domain Reflectometer，簡OTDR。     光時域反射儀是利用光線在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，它被廣泛應用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。
        光時域反射儀測試是通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi),然后在     光時域反射儀端口接收返回的信息來進行。當光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時，會由于光纖本身的性質(zhì)，連接器，接合點，彎曲或其它類似的事件而產(chǎn)生散射，反射。其中一部分的散射和反射就會返回到 光時域反射儀中。返回的有用信息由     光時域反射儀的探測器來測量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時間或曲線片斷。從發(fā)射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計算出距離。

         光時域反射儀會打入一連串的光突波進入光纖來檢驗。檢驗的方式是由打入突波的同一側(cè)接收光訊號，因為打入的訊號遇到不同折射率的介質(zhì)會散射及反射回來。反射回來的光訊號強度會被量測到，并且是時間的函數(shù)，因此可以將之轉(zhuǎn)算成光纖的長度。
　　從發(fā)射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計算出距離。以下的公式就說明了光時域反射是如何測量距離的。
　　d=(c×t)/2(IOR)
　　在這個公式里，c是光在真空中的速度，而t是信號發(fā)射后到接收到信號（雙程）的總時間（兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以為了精確地測量距離，被測的光纖必須要指明折射率（IOR）。IOR是由光纖生產(chǎn)商來標明。
　　 光時域反射儀使用瑞利散射和菲涅爾反射來表征光纖的特性。瑞利散射是由于光信號沿著光纖產(chǎn)生無規(guī)律的散射而形成。光時域反射儀就測量回到光時域反射儀端口的一部分散射光。這些背向散射信號就表明了由光纖而導致的衰減（損耗/距離）程度。形成的軌跡是一條向下的曲線，它說明了背向散射的功率不斷減小，這是由于經(jīng)過一段距離的傳輸后發(fā)射和背向散射的信號都有所損耗。
　　給定了光纖參數(shù)后，瑞利散射的功率就可以標明出來，如果波長已知，它就與信號的脈沖寬度成比例：脈沖寬度越長，背向散射功率就越強。瑞利散射的功率還與發(fā)射信號的波長有關，波長較短則功率較強。也就是說用1310nm信號產(chǎn)生的軌跡會比1550nm信號所產(chǎn)生的軌跡的瑞利背向散射要高。
　　在高波長區(qū)（超過1500nm），瑞利散射會持續(xù)減小，但另外一個叫紅外線衰減（或吸收）的現(xiàn)象會出現(xiàn)，增加并導致了全部衰減值的增大。因此，1550nm是最低的衰減波長；這也說明了為什么它是作為長距離通信的波長。很自然，這些現(xiàn)象也會影響到光時域反射儀。作為1550nm波長的光時域反射儀，它也具有低的衰減性能，因此可以進行長距離的測試。而作為高衰減的1310nm或1625nm波長，光時域反射儀的測試距離就必然受到限制，因為測試設備需要在OTDR軌跡中測出一個尖鋒，而且這個尖鋒的尾端會快速地落入到噪音中。
　　瑞利散射是由于光信號沿著光纖產(chǎn)生無規(guī)律的散射而形成。光時域反射儀就測量回到光時域反射儀端口的一部分散射光。這些背向散射信號就表明了由光纖而導致的衰減（損耗/距離）程度。
　　菲涅爾反射是離散的反射，它是由整條光纖中的個別點而引起的，這些點是由造成反向系數(shù)改變的因素組成，例如玻璃與空氣的間隙。在這些點上，會有很強的背向散射光被反射回來。因此，光時域反射儀就是利用菲涅爾反射的信息來定位連接點，光纖終端或斷點。
　　光時域反射儀的工作原理就類似于一個雷達。它先對光纖發(fā)出一個信號，然后觀察從某一點上返回來的是什么信息。這個過程會重復地進行，然后將這些結(jié)果進行平均并以軌跡的形式來顯示，這個軌跡就描繪了在整段光纖內(nèi)信號的強弱。