1 光纤的基本知识
1.1 光纤的结构
光纤由纤芯和包层组成。
纤芯的折射率高于包层的折射率(通过对光纤掺杂杂质，光纤的折射率改变了) 。
1.2 光纤的类型
1.3 玻璃的分子结构
纯净玻璃 = Si O2
不纯玻璃不完整的分子结构, 掺杂有杂质, 有氢氧根结合等.
1.4 光纤材料的纯度如何？
如果使光衰减50％，不同的玻璃对比如下：
1.5 发光功率、损耗及衰减对比
1.6 衰减增益
1.7 光纤耦合: 光纤连接及光纤熔接
1.8 光纤耦合: 连接损伤
2 OTDR基本原理
OTDR全称为光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer)，将窄的光脉冲注入光纤端面作为探测信号。在光脉冲沿着光纤传播时，各处瑞利散射的背向散射部分将不断返回光纤入射端，当光信号遇到裂纹时，就会产生菲涅尔反射，其背向反射光也会返回光纤入射端。
基本动态原理图如下：
光在光纤中传播时会发生瑞利散射（Rayleigh backscattering）以及菲涅尔反射（Fresnel reflection），OTDR就是利用了光这一特点，采集光脉冲的在通路中的背向散射及反射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。
OTDR工作原理框图：
通过合适的光耦合和高速响应的光电检测器检测到输入端的背向光的大小和到达时间，就能定量的测量出光纤的传输特性、长度及故障点等。
在OTDR光纤测试中经常用到的几个基本术语为背向散射、非反射事件、反射事件和光纤尾端。
（1）背向散射（Backscatter）
光纤中的光功率绝大部分为前向传播,但有很少部分朝发光器背向散射。
（2）非反射事件
光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗，但不会引起反射。由于它们的反射较小，我们称之为非反射事件。
（3）反射事件
活动连接器、机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗和反射，我们把这种反射幅度较大的事件称之为反射事件。
（4）光纤末端
第一种情况为一个反射幅度较高的菲涅尔反射。
第二种情况光纤末端显示的曲线从背向反射电平简单地降到OTDR噪声电平以下。
3 OTDR用途
●测试光纤曲线及损耗分布
●测试光纤长度
●测试光纤平均衰减
●测试接头损耗
●测试光纤故障点
OTDR测试方法
光纤长度测量
光纤衰减测量
衰减＝链路损耗/长度 dB/km
两种评价方法：
两点衰减：即为《两点损耗/长度》；（A－B）
两点LSA衰减：为降低曲线波动性影响，而采取的数学分析方法。在两点间取一条近似逼近直线。（A’－B’）
插入损耗测量
连接点的损耗值，对应熔接点即为熔接损耗。
连接器反射测量
评价连接器的连接质量
故障位置查找
4 OTDR参数设置
用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。
OTDR的性能参数一般包括：动态范围，盲区，距离精确度，回波损耗，反射损耗。
人工设置测量参数包括：
(1)波长选择(λ)：
因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。
(2)脉宽(Pulse Width)：
脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。
(3)测量范围(Range)：
OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。
(4)平均时间：
由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。
(5)光纤参数：
光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。
参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。
动态范围
① 定义：把初始背向散射电平与噪声电平的差值（dB）定义为动态范围。
② 动态范围的作用：动态范围可决定最大测量长度 。
③ 动态范围的表示方法：有峰-峰值（又称峰值动态范围）和信噪比（SNR＝1）两种表示方法。
④ 动态范围的应用
动态范围大小决定仪器可测量光纤的最大长度。
⑤ 测量范围与动态范围的关系
初始背向散射电平与一定测量精度下的可识别事件点电平的最大衰减差值被定义为测量范围 。
盲区
① 定义
由活动连接器和机械接头等特征点产生反射（菲涅尔反射）后，引起OTDR接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。
② 衰减盲区
衰减盲区是Fresnel反射之后，OTDR能在其中精确测量连续事件损耗的最小距离。所需的最小距离是从发生反射事件时开始，直到反射降低到光纤的背向散射级别的0.5dB
③ 事件盲区
事件盲区是Fresnel反射后OTDR可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而言之，是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。为了建立规格，最通用的业界方法是测量反射峰的每一侧-1.5dB处之间的距离
什么影响动态范围和盲区
动态范围取决于脉冲宽度和平均时间。
盲区取决于脉冲宽度和反射大小。
脉宽越大，动态范围越大，盲区也越大！
平均时间越长，动态范围越大，达到一定程度就无法再有改善。
反射越大，需要恢复的时间越长，因此盲区越大。
平均时间参数影响动态范围
脉宽怎样影响动态范围和盲区？
盲区和动态范围间的关系
盲区：决定OTDR横轴上事件的精确程度。
动态范围：决定OTDR纵轴上事件的损耗情况和可测光纤的最大距离。
影响动态范围和盲区的因素：
a．脉宽的影响
b．平均时间对动态范围的影响
c．反射对盲区的影响
距离精度
距离精度是指测试长度时仪表的准确度（又叫一点分辨率）。
OTDR的距离精度与仪表的采样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆的成缆因素和仪表的测试误差有关。
影响距离精度的因素
抽样间隔：间隔越大，影响越大。因此要求最小抽样间隔越小越好。
折射率：是工厂应该出具的固定参数。
绞缩率：光纤长度与光缆长度的比例。有助于实地勘查故障位置。经验为两者相差5％～10％左右。
5 经验与技巧
(1)光纤质量的简单判别：
正常情况下，OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。
(2)波长的选择和单双向测试：
1550波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感，1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。
(3)接头清洁：
光纤活接头接入OTDR前，必须认真清洗，包括OTDR的输出接头和被测活接头，否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使测量不能进行，它还可能损坏OTDR。避免用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液，因为它们可使光纤连接器内粘合剂溶解。
(4)折射率与散射系数的校正：
就光纤长度测量而言，折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差，对于较长的光线段，应采用光缆制造商提供的折射率值。
(5)鬼影的识别与处理：
在OTDR曲线上的尖峰有时是由于离入射端较近且强的反射引起的回音，这种尖峰被称之为鬼影。 识别鬼影：曲线上鬼影处未引起明显损耗；沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数，成对称状。消除鬼影：选择短脉冲宽度、在强反射前端(如OTDR输出端)中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结，可"打小弯"以衰减反射回始端的光。
(6)正增益现象处理：
在OTDR曲线上可能会产生正增益现象。正增益是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散光而形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是熔接损耗的。常出现在不同模场直径或不同后向散射系数的光纤的熔接过程中，因此，需要在两个方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。在实际的光缆维护中，也可采用≤0.08dB即为合格的简单原则。
(7)附加光纤的使用：
附加光纤是一段用于连接OTDR与待测光纤、长300～2000m的光纤，其主要作用为：前端盲区处理和终端连接器插入测量。
一般来说，OTDR与待测光纤间的连接器引起的盲区最大。在光纤实际测量中，在OTDR与待测光纤间加接一段过渡光纤，使前端盲区落在过渡光纤内，而待测光纤始端落在OTDR曲线的线性稳定区。光纤系统始端连接器插入损耗可通过OTDR加一段过渡光纤来测量。如要测量首、尾两端连接器的插入损耗，可在每端都加一过渡光纤。
6 事件与常见现象分析
事件：非反射事件
事件：反射事件
事件：光纤尾端
常见现象分析——伪增益
常见现象分析——鬼影现象
