一、光時域反射計的組成結構有哪些

光時域(yu)反射計(ji)簡稱(cheng)otdr，是(shi)通過對測量曲線的(de)(de)分析，了(le)解光纖的(de)(de)均勻(yun)性(xing)、缺(que)陷、斷(duan)裂、接頭耦合(he)等若干性(xing)能的(de)(de)儀(yi)器，它(ta)的(de)(de)結構一般由以下幾部分組成：

1、脈沖發生器：產(chan)生所需要的規(gui)則的電脈沖信號。

2、光源：將電信號(hao)轉(zhuan)換成(cheng)光(guang)信號(hao)，即(ji)將脈沖(chong)發生器產(chan)生的電脈沖(chong)轉(zhuan)換為光(guang)脈沖(chong)進行測試使用。

3、光定向耦合器：使光按照(zhao)規定的特(te)定方向輸出/輸入(ru)。

4、光纖連接器：將光時域(yu)反射(she)計與被測光纖相連接。

5、光電檢測器：將光(guang)信(xin)號轉換成(cheng)(cheng)電信(xin)號，即將經光(guang)定向(xiang)耦合器傳(chuan)來(lai)的(de)背向(xiang)散射光(guang)轉換成(cheng)(cheng)電信(xin)號。

6、放大器：將光電檢測器轉換的微(wei)弱電信號進行放大，以(yi)便處理。

7、信號處理器：對由背向散(san)射光轉換(huan)的含有光纖特性的電(dian)信號進行平(ping)均化處理(li)。

8、顯示器：將處(chu)理(li)后的結果顯示(shi)出(chu)來(lai)。

9、內部主時鐘：一方面是為(wei)脈(mo)(mo)沖產生(sheng)器(qi)(qi)提(ti)供時(shi)鐘，使(shi)其(qi)(qi)有頻率地產生(sheng)電脈(mo)(mo)沖信號；另一方面是為(wei)信號處(chu)理(li)器(qi)(qi)提(ti)供工作頻率，使(shi)其(qi)(qi)處(chu)理(li)頻率與脈(mo)(mo)沖頻率保持(chi)同步。

二、光時域反射儀工作原理是什么

光(guang)(guang)時(shi)域反(fan)射(she)儀是根據光(guang)(guang)的后(hou)向散(san)射(she)與菲(fei)涅耳反(fan)射(she)原理制作而成的：

1、后向散射原理

在兩(liang)個均勻介質的(de)分界面(mian)上，當(dang)電磁波從一個介質中(zhong)入射(she)時，會(hui)在分界面(mian)上產生(sheng)散(san)(san)(san)射(she)，這(zhe)種散(san)(san)(san)射(she)叫(jiao)做表面(mian)散(san)(san)(san)射(she)。在表面(mian)散(san)(san)(san)射(she)中(zhong)，散(san)(san)(san)射(she)面(mian)的(de)粗糙度是(shi)非常重要的(de)，所以在不是(shi)鏡面(mian)的(de)情況下必須使用能(neng)夠計(ji)算(suan)的(de)量來衡量。通常散(san)(san)(san)射(she)截面(mian)積是(shi)入射(she)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)和(he)散(san)(san)(san)射(she)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)函數，而在合成孔徑雷達(da)及散(san)(san)(san)射(she)計(ji)等遙感器中(zhong)，所觀測的(de)散(san)(san)(san)射(she)波的(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)是(shi)入射(she)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)，這(zhe)個方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上的(de)散(san)(san)(san)射(she)就稱作后向(xiang)(xiang)散(san)(san)(san)射(she)。

2、菲涅爾反射

光源和接受屏或(huo)二者之一距離反(fan)射(she)屏為(wei)有限遠時(shi)，所觀察到的反(fan)射(she)為(wei)菲涅(nie)爾反(fan)射(she)。

OTDR使用瑞(rui)利散(san)射(she)(she)和菲涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)來表征光(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性(xing)：OTDR測(ce)量回到OTDR端口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部分散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)，這(zhe)(zhe)些(xie)背(bei)(bei)向(xiang)散(san)射(she)(she)信號表明了由光(guang)(guang)纖(xian)而導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)衰減（損(sun)耗(hao)/距離(li)(li)）程度(du)，形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌跡是一(yi)條(tiao)向(xiang)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲線(xian)，它(ta)說明了背(bei)(bei)向(xiang)散(san)射(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功率不斷減小，這(zhe)(zhe)是由于(yu)經過一(yi)段距離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳輸后發射(she)(she)和背(bei)(bei)向(xiang)散(san)射(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號都是有(you)所損(sun)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。菲涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)是離(li)(li)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)，它(ta)是由整(zheng)條(tiao)光(guang)(guang)纖(xian)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)個別點(dian)而引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)些(xie)點(dian)是由造成反(fan)向(xiang)系數改變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)組成，如玻璃與空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)間隙。在這(zhe)(zhe)些(xie)點(dian)上，會(hui)有(you)很強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)背(bei)(bei)向(xiang)散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)被(bei)反(fan)射(she)(she)回來。因(yin)此(ci)，OTDR就(jiu)是利用菲涅(nie)耳反(fan)射(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息來定位連接點(dian)、光(guang)(guang)纖(xian)終端或(huo)斷點(dian)。

三、光時域反射儀的工作過程

OTDR工作過程如下：

機器(qi)(qi)內的(de)(de)(de)脈沖(chong)發生(sheng)器(qi)(qi)產生(sheng)脈沖(chong)，驅動半導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)發出(chu)光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)，入射(she)到被測(ce)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)，將返(fan)回(hui)來的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)信(xin)(xin)號(hao)利用光(guang)(guang)(guang)定向耦合器(qi)(qi)分離(li)取出(chu)后，在(zai)光(guang)(guang)(guang)接(jie)收裝置(zhi)中(zhong)（光(guang)(guang)(guang)電檢測(ce)器(qi)(qi)）變成(cheng)電信(xin)(xin)號(hao)，經(jing)過放大和(he)平均處(chu)理饋(kui)送到顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)，對波形進行(xing)顯(xian)示(shi)。當光(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內傳輸時，會由于(yu)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)本身的(de)(de)(de)性質，連接(jie)器(qi)(qi)結(jie)合點，彎曲(qu)或(huo)其他類似(si)的(de)(de)(de)事件而產生(sheng)散(san)射(she)、反射(she)，其中(zhong)一部分的(de)(de)(de)散(san)射(she)和(he)反射(she)就(jiu)會返(fan)回(hui)到 OTDR中(zhong)。返(fan)回(hui)的(de)(de)(de)有用信(xin)(xin)息由OTDR的(de)(de)(de)探測(ce)器(qi)(qi)來測(ce)量(liang)，它們就(jiu)作為光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)內不同(tong)位置(zhi)上的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)或(huo)曲(qu)線片斷。首先測(ce)量(liang)從(cong)發射(she)信(xin)(xin)號(hao)到返(fan)回(hui)信(xin)(xin)號(hao)所(suo)用的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)，再確定光(guang)(guang)(guang)在(zai)光(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)中(zhong)的(de)(de)(de)速(su)度，就(jiu)可以(yi)計算出(chu)距離(li)，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中(zhong) c——光在(zai)真空中(zhong)的速度；

t——信號(hao)發(fa)射后到接收(shou)到信號(hao)（雙程）的總時間（兩(liang)值相乘(cheng)除以(yi)2后就是單(dan)程的距(ju)離）；

IOR——折射率。