光時(shí)域反射儀

        光時(shí)域反射儀的英文全稱是Optical Time Domain Reflectometer，簡OTDR。     光時(shí)域反射儀是利用光線在光纖中傳輸時(shí)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(yīng)用于光纜線路的維護(hù)、施工之中，可進(jìn)行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測(cè)量。
        光時(shí)域反射儀測(cè)試是通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi),然后在     光時(shí)域反射儀端口接收返回的信息來進(jìn)行。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，會(huì)由于光纖本身的性質(zhì)，連接器，接合點(diǎn)，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(huì)返回到 光時(shí)域反射儀中。返回的有用信息由     光時(shí)域反射儀的探測(cè)器來測(cè)量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線片斷。從發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計(jì)算出距離。

         光時(shí)域反射儀會(huì)打入一連串的光突波進(jìn)入光纖來檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方式是由打入突波的同一側(cè)接收光訊號(hào)，因?yàn)榇蛉氲挠嵦?hào)遇到不同折射率的介質(zhì)會(huì)散射及反射回來。反射回來的光訊號(hào)強(qiáng)度會(huì)被量測(cè)到，并且是時(shí)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(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計(jì)算出距離。以下的公式就說明了光時(shí)域反射是如何測(cè)量距離的。
　　d=(c×t)/2(IOR)
　　在這個(gè)公式里，c是光在真空中的速度，而t是信號(hào)發(fā)射后到接收到信號(hào)（雙程）的總時(shí)間（兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因?yàn)楣庠诓Ａе幸仍谡婵罩械乃俣嚷?，所以為了精確地測(cè)量距離，被測(cè)的光纖必須要指明折射率（IOR）。IOR是由光纖生產(chǎn)商來標(biāo)明。
　　 光時(shí)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(hào)沿著光纖產(chǎn)生無規(guī)律的散射而形成。光時(shí)域反射儀就測(cè)量回到光時(shí)域反射儀端口的一部分散射光。這些背向散射信號(hào)就表明了由光纖而導(dǎo)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(hào)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(biāo)明出來，如果波長已知，它就與信號(hào)的脈沖寬度成比例：脈沖寬度越長，背向散射功率就越強(qiáng)。瑞利散射的功率還與發(fā)射信號(hào)的波長有關(guān)，波長較短則功率較強(qiáng)。也就是說用1310nm信號(hào)產(chǎn)生的軌跡會(huì)比1550nm信號(hào)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(huì)持續(xù)減小，但另外一個(gè)叫紅外線衰減（或吸收）的現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)，增加并導(dǎo)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(huì)影響到光時(shí)域反射儀。作為1550nm波長的光時(shí)域反射儀，它也具有低的衰減性能，因此可以進(jìn)行長距離的測(cè)試。而作為高衰減的1310nm或1625nm波長，光時(shí)域反射儀的測(cè)試距離就必然受到限制，因?yàn)闇y(cè)試設(shè)備需要在OTDR軌跡中測(cè)出一個(gè)尖鋒，而且這個(gè)尖鋒的尾端會(huì)快速地落入到噪音中。
　　瑞利散射是由于光信號(hào)沿著光纖產(chǎn)生無規(guī)律的散射而形成。光時(shí)域反射儀就測(cè)量回到光時(shí)域反射儀端口的一部分散射光。這些背向散射信號(hào)就表明了由光纖而導(dǎo)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(gè)別點(diǎn)而引起的，這些點(diǎn)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(diǎn)上，會(huì)有很強(qiáng)的背向散射光被反射回來。因此，光時(shí)域反射儀就是利用菲涅爾反射的信息來定位連接點(diǎn)，光纖終端或斷點(diǎn)。
　　光時(shí)域反射儀的工作原理就類似于一個(gè)雷達(dá)。它先對(duì)光纖發(fā)出一個(gè)信號(hào)，然后觀察從某一點(diǎn)上返回來的是什么信息。這個(gè)過程會(huì)重復(fù)地進(jìn)行，然后將這些結(jié)果進(jìn)行平均并以軌跡的形式來顯示，這個(gè)軌跡就描繪了在整段光纖內(nèi)信號(hào)的強(qiáng)弱。