光時域反射儀(OTDR)利用激光光源向被測光纖注入一光脈沖，光脈沖將沿光纖傳輸，背向瑞利散射光和菲涅爾反射光將沿光纖不斷返回入射端，通過檢測背向光的大小和到達時間，就能測量出光纖的傳輸特性、長度及故障點位置等，這種測試方法又稱背向散射法。OTDR正是利用其接收到的背向散射光強度的變化來反映被測光纖上各事件損耗的大小及事件點的位置，其原理框圖下圖所示，各方框的作用如下所述。
OTDR原理框圖
�、偌す舛䴓O管：產生穩定的、符合測試要求的光信號。
�、诿}沖發生器：控制激光二極管的發送時間及頻率，以便與顯示電路同步。
�、酃�耦合器：將光源發出的光耦合到被測光纖，并將光纖沿線路反射回的光耦合到光電檢測器。
�、苎┍拦怆姍z測器(APD)：將被測光纖反射回的光信號轉換為電信號。
�、菽�/數轉換器(A/D)：將模擬信號轉換為數字信號。
�、尬⑻幚砥鳎喊l出指令控制脈沖發生器的工作狀態及脈沖的寬窄，計算發送脈沖與接收信號之間的時間間隔，控制數據分析和顯示電路與光源同步工作，并將所分析的信號正確顯示。
光時域反射儀的工作原理可歸納為：激光器在驅動電路調制下輸出光脈沖，經光耦合器和活動連接器注入被測光纖中;在光纖中傳輸的光脈沖沿途將產生瑞利散射光和菲涅爾反射光。當這些光的一部分返回0TDR后。便會被光耦合器導離原來的激光路徑，進入光電檢測器，并變換成電信號，再經A/D轉換器變為數字信號并傳送至微處理器，以執行分析和同步顯示，最終得到背向散射曲線。
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