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【系列技术课程】第三十讲:一文搞懂OTDR原理

时间: 2021-08-09
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【系列技术课程】第三十讲:一文搞懂OTDR原理

OTDR,中文名称是:光时域反射仪,是常用的光纤测试工具。这里的O代表 Optical,光学的意思,而TD代表Time Domain,即时域的意思,R代表Reflectometer, 即反射计的意思。我们知道,光纤多数是由高纯石英玻璃构成,而玻璃分子都是晶格结构,晶格结构实际上是不均匀的,当携带信号能量的光子遇到它们时会有少量发生方向的改变(散射)。另外,光纤中还存在着一些杂质、气泡与微弯结构,光子遇到它们时也会改变方向朝四面八方散射。其实,OTDR仪表正是利用这些特点,往光纤中发射非常短的光脉冲,然后使用光检测器件观测非常微弱的反射情况,通过分析后,可以识别损耗、反射及其他事件。

【系列技术课程】第三十讲:一文搞懂OTDR原理

OTDR就像光纤界的雷达,如果我们用一台光信号发生仪向光纤链路中注入一束持续时间很短的光脉冲,那么此脉冲的光能量在向前传输的过程中遇到不均匀的晶格结构和杂质微粒时,就会有极微弱能量散射到四面八方,此散射又称为瑞利散射,其中有一部分会沿来路的方向完全反射回去,这部分称为逆向散射。同时如果光脉冲向前传输时遇到连接器,光子在此处遇到了介质突变,突变界面就有不少光子会被反射回去,也称为菲涅尔反射,反射能量可达前向传输光能量的8%。所以我们可以在光纤的信号注入端口内同时设计一套接收返回来的光信号的装置,将逆向散射和反射光信号采样并记录下来,再进行分析。

【系列技术课程】第三十讲:一文搞懂OTDR原理


夜晚看到的电筒光束


接下来,我们进一步了解一下瑞利散射。日常生活中,晚上我们打开手电筒,会看光束,但是为什么会看到光束?是因为空气中的灰尘和雾气导致光发生的散射,部分光进入我们的眼睛,所以我们看到了它,所有微粒的散射,形成了一条光束。而且雾气浓时,光束会显得浓密,反之就稀疏。如果是在真空中,就看不到这样的光束了。


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