OTDR（光时域反射仪）测光缆断点距离
OTDR（光时域反射仪）测光缆断点距离
OTDR（光时域反射仪）是光纤通信领域的重要测试设备，通过分析光脉冲在光纤中的后向散射和反射信号，可以精确测量光纤的衰减、接头损耗以及故障点位置。本文将详细介绍OTDR的工作原理、设备分类以及如何通过分析OTDR曲线来判断光纤链路的状态。
原理
- 开始测量断点。
- 发射光脉冲：OTDR通过光纤发射一个光脉冲。
- 瑞利散射：光脉冲在光纤中传播时会遇到瑞利散射，即一部分光会被随机地向各个方向散射。向后散射的部分光线会返回到OTDR。
- 菲涅耳反射：当光脉冲遇到光纤中的不连续点（如断点、连接器或端面）时，会发生菲涅耳反射，部分光被反射回OTDR。
- 信号分析：OTDR接收并分析这些返回的散射光和反射光信号，根据信号强度的变化来判断光纤中的异常点。
- 时间延迟：由于光速（约3×10^8 m/S）是已知的，OTDR可以通过计算光脉冲从发出到返回的时间差来确定光纤中特征点的位置。
光纤的主要成分SiO2（二氧化硅）介质密度及组成不均匀，此外还存在杂质、气泡和微弯曲结构，类似空气中的灰尘和雾。当我们向光纤链路中注入一束光脉冲，此脉冲的光能量在向前传输的过程中遇到不均匀的沉积点时，就会有极微弱能量散射到各个方向，这种现象就称为瑞利散射，其中有一部分会沿来路的方向完全反射回去，这部分称为后向瑞利散射。
当我们站在湖边，低头看脚下的水时，看到的水是透明的，反射不是特别强烈。但当我们看远处的湖面时，看到的湖水并不是透明的，而是周围景观的倒影，反射非常强烈。这就是“菲涅尔效应”。简单的讲，就是视线垂直于表面时，反射较弱，而当视线非垂直表面时，夹角越小，反射越明显。
光纤中，菲涅尔反射是离散的反射，是由整条光纤中的个别点引起的，例如玻璃与空气的间隙，在这些个别点上，会有很强的背向散射光被反射回来，称为菲涅尔反射。反射能量最大可达前向传输光能量的4%。通常菲涅尔反射光比瑞利散射强很多，能非常方便的分辨出来。
OTDR设备分类（OTDR仪表和OTDR单板）
OTDR设备大概可以分为OTDR仪表和OTDR单板两类：
- OTDR仪表：OTDR仪表与波分设备不关联，需要维护人员携带仪表到站点手动扫描光纤来定位故障。OTDR仪表有台式和手持式两种类型。
- OTDR单板：集成在光通信设备中的OTDR单板结构和仪表类似，但无显示器，测量结果可通过网管呈现。把光纤/光缆监控功能集成到波分设备里。有如下3点好处，所以这种方式的应用越来越多。
分析
OTDR中的激光器发出的光波，经定向耦合器，耦合进被测光纤。光波在光纤中向前传输不断产生瑞利散射，也可能产生反射事件和非反射事件：
- 反射事件：如果光纤中存在活动连接器、机械固定接头和断裂点，则会导致光功率衰减，并且会引起菲涅尔反射，称为反射事件。
- 非反射事件：光纤中的熔接点和弯折点会导致光功率衰耗，但是在这些点没有反射现象，称为非反射事件。
菲涅尔反射和后向瑞利散射光经定向耦合器耦合后传入探测器，经过探测器的光电转换后送入信号处理器，最后显示器上呈现出待测光纤的测量曲线。
OTDR曲线与光纤链路的对应关系如下图所示，这些曲线反映了光纤链路的状态，通过曲线可以实现损耗、端面、断点、接头损耗等观察和测量，实现光纤监控，定位光纤故障位置。
正常曲线
一般为正常曲线图，A为盲区，B为测试末端反射峰。测试曲线为倾斜的，随着距离的曾长，总损耗会越来越大。用总损耗（dB）除以总距离（Km）就是该段纤芯的平均损耗（dB/Km）。
非反射事件
这种情况比较多见，曲线中间出现一个明显的台阶，多数为该纤芯打折，弯曲过小，受到外界损伤等因素。曲线中的这个台阶是比较大的一个损耗点，也可以称为事件点，曲线在该点向下掉，称为非反射事件，如果曲线在该点向上翘的话，那就是反射事件了，这时，该点的损耗点就成了负值，但并不是说他的损耗小了，这是一种伪增益现象，造成这种现象的原因是由于接头两侧光纤的背向散射系数不一样，接头后光纤背向散射系数大于前段光纤背向散射系数，而从另一端测则情况正好相反，折射率不同也有可能产生增益现象。所以要想避免这种情况，只要用双向测试法就可以了。
光纤存在断点
曲线在末端没有任何反射峰就掉下去了，如果知道纤芯原来的距离，在没有到达纤芯原来的距离，曲线就掉下去了，这说明光纤在曲线掉下去的地方断了，或者也有可能是光纤在那里打了个折。我们经常用这个原因，在线路上排障的时候，把不能确定的纤芯打折，然后测试人员利用OTDR打时实监测，按照图中的这种情况来判断纤芯。
总结：
- 损耗点：曲线图会以一个台阶的形式展现损耗点，类似于楼梯一样往下掉一点点。
- 连接点：连接点的类型很多，法兰头、连接分线箱等，这个都是做了成端的，所以会以反射峰的形式出现。
- 断点：测试过程中出现的直接掉下去，之后就没有曲线图的情况，那基本就是断点。
- 末端：只要是做了成端的情况下都会出现一个末端波峰，可以根据这个判断机器情况。（末端与断点有时不容易区分，有时断点断的比较平整就会出现反射峰，我们误认为是末端。末端没有做成端也有可能直接掉下去，所以还是需要结合整体线路情况来分析。）