光时域反射计

光时域反射计（英文名称：optical time-domain reflectometer;OTDR）是通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的仪器。它根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

光时域反射计（OTDR）根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

作用

测试光纤的全程光学连续性和光纤全程衰减－距离曲线、事件表.

1、全程总长度、总衰减.

2、任意两点间的距离和衰减.

3、单位公里损耗.

4、接头损耗.

5、故障点位置.

原理

后向散射和菲涅尔反射原理

后向散射

在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中入射时，会在分界面上产生散射，这种散射叫做表面散射。在表面散射中，散射面的粗糙度是非常重要的，所以在不是镜面的情况下必须使用能够计算的量来衡量。通常散射截面积是入射方向和散射方向的函数，而在合成孔径雷达及散射计等遥感器中，所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射。

菲涅尔反射

光源和接受屏或二者之一距离反射屏为有限远时，所观察到的反射为菲涅尔反射

测试方法

探测方法很多，常用的方法有光时域反射仪（OTDR）测试法、电压测试法、电容测试法、音频测试法、线路监控系统测试法。

OTDR测试法

光时域反射仪（OTDR）通过发送光脉冲进人输人光纤，由于受到散射粒子的散射，或遇到光纤断裂面产生菲涅尔反射，利用光束分离器将其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光送入接收器，再变成电信号并随时间的变化在示波器上显示，

探测故障时，利用OTDR中的定时装置可以测出从脉冲发出到脉冲返回的时间t，假设光纤纤芯的折射率为n，真空中的光速为c，则断点与测量点的距离L为：

这种方法虽然精度高，但只能测试从海缆岸端的终站或始站（以下简称海缆站）到第一个光中继器之间的海缆线路，或是无中继段的海缆段。

光时域反射仪电压测试法

光时域反射仪电压测试法是通过一个恒流供电电源，得到海缆站到故障点间的电位差，由电压与电流之比可得到从海缆站到故障点间的电阻，从而得到海缆站与故障点之间的距离L，即：

式中，Uo为故障发生时海缆供电设备（PFE）上的输出电压（V）；n为中继器的数量；UR为中继器的压降（V）；m为分支器的数量；U。为分支器的压降（V）；I为海缆的恒定供电电流（A）；R为海缆单位长度的电阻（Ω/km）。

在实际使用中，只需将已知的海缆系统故障时的电压、电流和电阻（其中中继器和分支器的电压可参考设备厂提供的产品技术参数）代人式（l），就可得到海缆故障点的大致距离。由于式（1）未考虑故障点的大地电阻值，而且每个故障点的电阻值也各不相同，因此这种测试方法的测试必然存在较大的误差。

光时域反射仪电容测试法

光时域反射仪电容测试法是通过测试海缆站到故障点之间的供电导体（铜导体）和接地体（海水、大地）电容，将测试的电容值与海底光缆出厂时的参数柑比较后，即可得到故障点与测试点之间距离L：

式中，n1为中继段的数量（无中继器时n1=0）；Lc为每个中继段的海底光缆长度（km）；Cx为电容的测试值（μF）；Cc为海底光缆单位长度的电容值（μF/km）。

光时域反射仪音频测试法

光时域反射仪 音频测试法是将一持续音频电脉冲从海缆一端的供电导体输入，维修船可用探测仪追踪此信号，沿海缆探测，在故障点处，由于供电导体与海水的接地，测试脉冲信号消失，从而得到故障点位置。这种方法更多地用于维修船在故障发生的水域寻找海缆。这种方法的测试范围一般小于300km。

光时域反射仪线路监控系统测试法

光时域反射仪线路监控系统测试法是利用线路监控设备周期性地对所有的中继器进行测试并与纪录进行比较，当一个中继段内的光缆发生故障使光纤受到轻微损伤或断裂时，线路监控设备会立刻显示中继器中相应的指标变化的状况，即可自动告警。这种方法的测试范围是一个中继段。