什么是光時(shí)域反射儀？
光時(shí)域反射儀（OTDR）是通過(guò)對(duì)測(cè)量曲線(xiàn)的分析，了解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器。它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。
OTDR如何工作？
OTDR光纖檢測(cè)儀根據(jù)光纖內(nèi)部的獨(dú)特現(xiàn)象來(lái)計(jì)算損耗，不像光纖光源和光功率計(jì)是直接通過(guò)復(fù)制光纖傳輸鏈路的發(fā)射器和接收器來(lái)測(cè)量光纜設(shè)備的損耗。它的工作方式和雷達(dá)類(lèi)似。它首先在光纖內(nèi)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，然后觀察信號(hào)從某一點(diǎn)上返回的信息。這一過(guò)程會(huì)重復(fù)發(fā)生，然后將多個(gè)結(jié)果取平均值后以跡線(xiàn)圖顯示出來(lái)，這個(gè)跡線(xiàn)圖描繪了信號(hào)在整段光纖內(nèi)的強(qiáng)弱。
當(dāng)光在光纖內(nèi)部行進(jìn)時(shí)，其中的一小部分會(huì)因瑞利散射而損失掉。瑞利散射是由光纖內(nèi)的不規(guī)則散射信號(hào)造成的。通過(guò)光纖收發(fā)參數(shù)，瑞利散射就可以被計(jì)算出來(lái)。若波長(zhǎng)已知，那么它一定與信號(hào)的脈寬成正比，背向散射波長(zhǎng)越長(zhǎng)，功率越大。瑞利散射的功率與發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越短，功率越大。也就是說(shuō)，1310nm波長(zhǎng)的瑞利背向散射信號(hào)路徑比1550nm瑞利背向散射的路徑要高。
OTDR使用瑞利散射來(lái)呈現(xiàn)光纖的特性。OTDR測(cè)量散射光返回至OTDR端口的那部分回波。當(dāng)光進(jìn)行散射時(shí)，它的一部分恰好沿著光纖返回波源。這一回波被稱(chēng)為背向散射，如下圖所示。
背向散射功率是一個(gè)固定比例的輸入功率，當(dāng)輸入功率發(fā)生損耗時(shí)，如下圖所示，回波功率也會(huì)發(fā)生損耗。
OTDR通過(guò)背向散射光進(jìn)行測(cè)量。它發(fā)出高功率光脈沖，然后測(cè)量回波。它能夠連續(xù)測(cè)量回波的功率等級(jí)，以此來(lái)降低光纖中受到的損耗。
附加的損耗，如：連接器和熔接點(diǎn)損耗，都會(huì)對(duì)光纖中的發(fā)射功率起到突然削減的作用，并造成回波功率的變化。損耗發(fā)生的地點(diǎn)和程度信息都是可以獲取的。在任何時(shí)間點(diǎn)上，OTDR接收到的光都是脈沖經(jīng)過(guò)一段光纖區(qū)域時(shí)的散射光。
OTDR脈沖實(shí)際上就是用來(lái)檢測(cè)光纖和OTDR中間區(qū)域的虛光源。由于可調(diào)整脈沖在行進(jìn)過(guò)程中的速度，OTDR可以將它所見(jiàn)到的背向散射光與光纖中的實(shí)際發(fā)生點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。因此，它可以顯示出光纖任意位置上的背向散射量。
OTDR會(huì)進(jìn)行一些計(jì)算。需要記住的是，光脈沖肯定是先發(fā)出再返回，因此您必須在計(jì)算時(shí)間時(shí)將此考慮在內(nèi)，時(shí)間和損耗均應(yīng)減去一半的數(shù)值，因?yàn)楣饷}沖在兩個(gè)方向上都有損耗。功率損耗是一個(gè)對(duì)數(shù)函數(shù)，因此功率需要用dB表示。
返回OTDR的光量與光纖的背向散射光、OTDR測(cè)試脈沖的峰值功率和發(fā)出脈沖的長(zhǎng)度成正比。若您需要更多的背向散射光來(lái)獲取高質(zhì)量的測(cè)量數(shù)據(jù)，您可以增加脈沖的峰值功率或脈沖寬度，如下圖所示。
一些像連接器等的事件會(huì)在背向散射跡線(xiàn)上顯示出一個(gè)大的脈沖信號(hào)。這是來(lái)自連接器、熔接點(diǎn)或光纖末端的反射。它們可用來(lái)確定距離或計(jì)算連接器或熔接點(diǎn)的背向散射，和其他我們想在單模光纖系統(tǒng)中檢測(cè)的參數(shù)。
OTDR在檢測(cè)時(shí)通常會(huì)用到發(fā)射光纜，可能還會(huì)用到接收光纜。發(fā)射光纜可使OTDR發(fā)出檢測(cè)脈沖后無(wú)需進(jìn)行其他操作就可坐等測(cè)量結(jié)果，并且發(fā)射光纜也為光纜的第一個(gè)連接器提供了一個(gè)參照連接器，以確定它的損耗值。接收光纜可在遠(yuǎn)端進(jìn)行使用，允許在光纜的一端對(duì)連接器進(jìn)行檢測(cè)。
我們何時(shí)需要使用OTDR？
若我們正在構(gòu)建遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)（如：通過(guò)熔接光纜形成遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)或校內(nèi)局域網(wǎng)），我們則需要OTDR來(lái)檢查光纖內(nèi)部以及熔接點(diǎn)是否正常。OTDR能夠檢查和確定熔接點(diǎn)的性能。它也能夠找出由于安裝不當(dāng)造成的光纜應(yīng)力問(wèn)題。若我們正在修復(fù)光纜斷裂，那么OTDR將能夠幫助定位斷裂點(diǎn)，并且在修復(fù)后確定活動(dòng)式和固定式接續(xù)的質(zhì)量。單模光纖中，連接器的反射現(xiàn)象是一個(gè)需要注意的問(wèn)題，OTDR能夠輕易查明問(wèn)題連接器的所在。
OTDR不應(yīng)用于光纜設(shè)備損耗的測(cè)量，盡管它有這項(xiàng)功能。這是光源和光功率計(jì)的工作。不過(guò)兩者測(cè)量出的損耗沒(méi)有相關(guān)性，OTDR不能顯示系統(tǒng)能夠看到的實(shí)際光纜設(shè)備損耗。
另外，OTDR受限的距離分辨率使它不能被輕易地用于局域網(wǎng)或建筑環(huán)境，因?yàn)樵谶@些環(huán)境中光纜往往只有幾百英尺長(zhǎng)。OTDR在短距離局域網(wǎng)光纜中使用非常不便，無(wú)法檢測(cè)到相關(guān)特性，在這種情況下使用它往往會(huì)使用戶(hù)感到困惑。
選擇光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)需要考慮的因素
選擇一款合適的光時(shí)域反射儀（OTDR）不僅能提高光纖檢測(cè)的效率，而且保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。下面詳細(xì)介紹選擇光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)應(yīng)考慮到的幾個(gè)因素：
盲區(qū)
在選擇光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)，盲區(qū)是需要注意的重要參數(shù)之一。光時(shí)域反射儀（OTDR）的盲區(qū)是指光時(shí)域反射儀（OTDR）在檢測(cè)光纖鏈路時(shí)，由于連接器、機(jī)械接頭等產(chǎn)生的反射使得接收器飽和，從而導(dǎo)致光時(shí)域反射儀（OTDR）在一定距離（或時(shí)間）內(nèi)不能檢測(cè)或準(zhǔn)確定位光纖鏈路中的事件點(diǎn)和故障點(diǎn)，通常分為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)。事件盲區(qū)是指菲涅爾反射發(fā)生后光時(shí)域反射儀（OTDR）可檢測(cè)到另一個(gè)連續(xù)反射事件的最短距離，即兩個(gè)反射事件之間所需的最小光纖長(zhǎng)度；衰減盲區(qū)是指菲涅爾反射發(fā)生后光時(shí)域反射儀（OTDR）能精確測(cè)量連續(xù)非反射事件損耗的最小距離，即菲涅耳反射峰起始點(diǎn)到反射恢復(fù)到正常光纖反射水平的距離。
在測(cè)試光纖鏈路時(shí)，至少會(huì)產(chǎn)生一個(gè)盲區(qū)，即光時(shí)域反射儀（OTDR）與光纖的連接點(diǎn)。盲區(qū)是光時(shí)域反射儀（OTDR）的最大短板，在測(cè)試有大量光器件的短距離光纖鏈路時(shí)盲區(qū)的影響更加明顯。但是，盲區(qū)又是不可避免的，因此，在檢測(cè)光纖鏈路時(shí)，應(yīng)盡可能地減少盲區(qū)的負(fù)面影響。
機(jī)械設(shè)計(jì)
合格的光時(shí)域反射儀（OTDR）應(yīng)符合沖擊、振動(dòng)、跌落測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，而且堅(jiān)固耐用，方便操作和攜帶。
用戶(hù)友好
有的光時(shí)域反射儀（OTDR）上的按鈕小而多，使操作者難以辨認(rèn)和操作，是用戶(hù)體驗(yàn)較差的測(cè)試儀器，會(huì)極大地影響光纖檢測(cè)的效率。因此，在選擇光時(shí)域反射儀（OTDR）時(shí)，我們還要看設(shè)備是否好用。
