OTDR的基本原理是什麼？

OTDR (optical time domain reflectometer)是一種常用的光纖測試工具，又稱： 光時域反射儀。這裡O代表光學的意思, TD代表時域，最後R代表的是反射計。我們知道大部分光纖是由高純度的石英玻璃組成，玻璃分子是晶格結構。晶格結構實際上是不均勻的。當攜帶訊號能量的光子遇到它們時，會有少量的方向改變(散射)。此外，光纖中還存在雜質、氣泡和微彎曲結構。當光子遇到它們時，它們也會改變方向，向各個方向散射。事實上，OTDR儀器就是利用這些特性向光纖中傳送非常短的光脈衝，然後利用光學探測裝置來觀察非常微弱的反射。經過分析，它可以識別損失、反射等事件。

OTDR就像光纖界的雷達，如果我們用一臺光訊號發生儀向光纖鏈路中注入一束持續時間很短的光脈衝，那麼此脈衝的光能量在向前傳輸的過程中遇到不均勻的晶格結構和雜質微粒時，就會有極微弱能量散射到四面八方，此散射又稱為瑞利散射，其中有一部分會沿來路的方向完全反射回去，這部分稱為逆向散射。同時如果光脈衝向前傳輸時遇到聯結器，光子在此處遇到了介質突變，突變介面就有不少光子會被反射回去，也稱為菲涅爾反射，反射能量最大可達前向傳輸光能量的8%。所以我們可以在光纖的訊號注入埠內同時設計一套接收返回來的光訊號的裝置，將逆向散射和反射光訊號取樣並記錄下來，再進行分析。

接下來，讓我們仔細看看瑞利散射。在我們的日常生活中，我們晚上開啟手電筒看光束，但是為什麼我們會看到光束呢?這是因為空氣中的灰塵和霧導致光散射，一部分光進入我們的眼睛，所以我們看到，所有的粒子散射，形成一束光。此外，當霧較厚時，光束會顯得濃密，否則就會顯得稀疏。如果你在真空中，你就看不到光束了。