光纤是通讯传输的重要组成部分，它肩负着传输网络信号的重大使命。传输光纤的性能直接影响通信系统的可靠性，而传输光纤出现问题的概率比较高，如光缆弯曲，断裂等。
不管什么原因，都需要迅速定位故障地点，快速修复光纤，恢复正常通信。但是几十上百公里的光纤总不能靠人去现网一点点找吧，这时候就需要用到光纤界的“雷达”技术——OTDR啦，分分钟定位出故障点，省时省力又省心。
1、什么是OTDR?
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)技术是利用后向瑞利散射和菲涅尔反射现象而制成的精密的光电一体化设备，实现对光纤的长度、损耗、接头衰减和断点定位等测量功能。
OTDR仪表
先来说说瑞利散射，其实瑞利散射现象在生活中很常见。比如，晚上打开手电筒我们之所以会看到光束，是因为空气中的灰尘和雾导致光散射，一部分光进入我们的眼睛我们才能看到，所有的粒子散射就形成一束光。当雾较厚时光束会显得浓密，否则就会显得稀疏。如果在真空中，就看不到光束了。
说回光纤，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。
再来看下菲涅尔反射，不知大家是否有注意过，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。
2、OTDR设备分类
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。
3、OTDR工作原理
OTDR的工作原理类似光“雷达”，OTDR向待测光纤中发送一个光脉冲信号，然后观察、分析从待测光纤返回到OTDR的少量的光(返回光来自后向瑞利散射和菲涅尔反射)，从而获取被测光纤的故障点等信息。具体过程为：
(1) OTDR中的激光器发出的光波，经定向耦合器，耦合进被测光纤。
(2) 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。
(3) 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。
那显示出的曲线代表什么意思?怎么用这个曲线定位故障呢?
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。
如果觉得自己分析这个曲线图太麻烦，没关系，通过网管呈现的结果会给出可能的原因，便于参考定位。下图为两段25km长光纤对接后，使用OTDR功能得到的测量结果。可以看到对于曲线的变化点给出了熔接点、连接器等可能的原因，并给出了位置信息，是不是很直观了啊。
如果断开这两段25km光纤，从下图得到的OTDR测量结果中可以看到，只能测量25km的光纤信号，并报出是光纤末端事件，表示在25km处光纤断了。
好了，OTDR的介绍就到这里啦~总结下，通过本文我们了解到OTDR是利用瑞利散射和菲涅尔反射来定位光纤故障的一种设备，OTDR有仪表和单板两种类型，以及如何从OTDR曲线中获取光纤链路状态的方法。在这个信息交互越来越频繁的时代，OTDR作为光纤界中的“雷达”，在监测传输光纤工作状态、定位光纤故障和保障光网络平稳运行中发挥着至关重要的作用。
