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摘要：OTDR（光时域反射仪）作为光链路测量、故障排除的常用仪器被广泛使用。对仪表参数的正确设置和测试结果的正确解读是使用前提和基础。本文以OTDR测试曲线的分析为主线，浅显的向大家介绍了OTDR的基本测试原理以及测试曲线形成的相关理论知识，并结合自己在OTDR 使用过程中的一些经验，总结分析了光链路中的事件等与测试曲线的关系。希望本文能给大家在今后OTDR的使用中带来点滴帮助。
关键词：OTDR；反射事件；非反射事件
中图分类号：TN818 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 04-0000-02
Analysis of OTDR Test Curve
Li Teng
(Central Radio and TV Tower,Beijing100142,China)
Abstract:OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) as the optical link measurement,troubleshooting,common instruments are widely used.The instrument parameters are set correctly and the correct interpretation of test results is the use of the premise and foundation.In this paper,the curve of OTDR test main line,plain OTDR to introduce the basic test principle and test curve related to the formation of theoretical knowledge,combined with his use of the OTDR some experience in the process,summarizes and analyzes the optical link in Events such as the relationship between the test curve.I hope this will give everyone in the future,the use of OTDR to bring help.
Keywords:OTDR;Reflection events;Non-reflective event
OTDR（光时域反射仪）作为光链路测量、故障排除的常用仪器被广泛使用。对仪表参数的正确设置和测试结果的正确解读是使用前提和基础。本文以OTDR测试曲线的分析为主线，浅显的向大家介绍了OTDR的基本测试原理以及测试曲线形成的相关理论知识，并结合自己在OTDR 使用过程中的一些经验，总结分析了光链路中的事件等与测试曲线的关系。希望本文能给大家在今后OTDR的使用中带来点滴帮助。
一、OTDR测试曲线形成的相关理论知识
（一）OTDR测试原理
OTDR测试部分由激光光源和检测器组成。激光光源发射光短脉冲到光纤内，检测器接收由于光纤自身、连接器、接合点、弯曲或其它类似事件产生的散射和反射后，由精确时钟计算出脉冲传播的时间，形成时域上幅度变化的测试曲线，由于光脉冲传播时间与其经过的距离是函数关系，经函数计算可以将时间转换为距离，从而提供了一个光纤链路的内视图。我们使用的曲线图表纵坐标为光功率值，单位为dB。横坐标为距离，单位为Km 图-1为一个典型的OTDR测试曲线。
图-1中曲线线段大体可以分成两类，向上突起的尖峰状曲线和趋势向下的有一定斜率的直线或曲线。这是由于测试仪器接收的不同类型反射，Fresnel反射光和Rayleigh背向散射形成的。
（二）两种反射形成的机理和对测试曲线的影响
Rayleigh背向散射是由于光纤内部杂质固有的反射形成的。当光照射到杂质上时，一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。这种散射的特点是连续低级别，在测试曲线上留下的是趋势向下有一定斜率的直线或曲线，其反映的是光链路的长度和非反射事件。
造成Fresnel反射的原因为光到达折射率突变的位置（比如从玻璃到空气）时，会有很大一部分光被反射回去，Fresnel反射要比Rayleigh背向散射强上千倍。所以在OTDR测试曲线上留下了向上的尖峰形状曲线，其反映的是光路上的各种反射事件。但要注意Fresnel反射的大小，除与折射率等有关外，还与其端面的平整度有关。其它条件相同的情况下，如光纤出现端面，其平整度越高，Fresnel反射越强。
对于OTDR测试曲线的分析可以分成反射事件、非反射事件、盲区掩盖事件分别进行分析。
二、光纤链路事件与测试曲线的关系
（一）反射事件分析
由上文可知，测试曲线上的尖峰形状曲线反映的是各种反射事件。其形成原因是折射率的突变，让我们来看一下光路在什么情况下可以造成折射率的突变哪？一般会有三种情况，光纤远端、光纤连接器、光纤焊接点。图-1对三种情况形成的测试曲线进行了对比。图-1中标记1为光纤焊接点形成的测试曲线，标记2为光纤连接器形成的测试曲线，标记3为光纤远端形成的测试曲线。我们可以根据反射峰高低和在测试曲线中处的位置，结合已知实际情况，判断其反射事件的成因。图中可以看到光纤连接器由于其两根尾纤接头处有空气存在，其Fresnel反射要大于光纤焊接点，由于光纤远端的端面是平整光滑的，Fresnel反射最大。当测量曲线在远端出现一个较高的尖峰状曲线时，说明其是一条正常的测试曲线，光通路远端不是断裂等故障形成的。如没有尖峰状曲线，或尖峰较小时，说明光通路可能有断裂等故障点出现，这种情况将在非反射事件中继续讲述。
（二）非反射事件分析
图-2中测试曲线的台阶为非反射事件。其测试曲线表明该事件没有Fresnel反射出现，Rayleigh背向散射突然下降，造成这种现象的原因多为破坏了光纤的全反射，使原先封闭在光纤内的光由于某种原因一部分跑到了光纤外部，也就是跑光现象。一般会有两种情况造成跑光，光纤损坏或光纤打折弯曲
当测试曲线的最远端未出现如图-1较高的反射峰时，我们可以根据相同条件下端面平整度，对Fresnel反射大小的影响规律，来判断光纤远端的端面是否平整（正常光通路远端是个人为加工的平整端面，而断裂形成的远端不是），从而判断出光纤远端是否断裂。图-2的测试曲线远端是由断裂的的光纤形成的。测试曲线远端未出现反射峰，并且测试曲线直线下降，这是比较容易判断的非反射事件成因。
（三）盲区掩盖事件分析
当OTDR检测装置接收到Fresnel反射后，检测器由于受高强度反射光影响短时间失去功能，在这段时间内对因其它事件反射回的Fresnel反射和Rayleigh背向散射将识别不准确，直到恢复正常能够重新读取光信号为止。由于在OTDR接收的Fresnel反射和Rayleigh背向散射的返回时间与被测光纤事件的距离成函数关系。所以OTDR接收到Fresnel反射后可检测到另一个事件的最小时间可以换算成距离。这个距离称为盲区。测试仪器在实际测量中会将短距离中出现的几个事件反射回的Fresnel反射进行合并。测试曲线如图-3
一般认为如图-3测试曲线是由接连的几个反射事件的Fresnel反射叠加形成的。适当减小参数设置中的激光脉冲宽度，可以增加测试曲线的精度，减小盲区的影响。
三、两种非正常测试曲线分析
（一）未检测到Rayleigh背向散射形成的非正常测试曲线分
图-4光检测器未检测到正常的Rayleigh背向散射形成的测试曲线
形成图-4曲线的原因为OTDR的光检测器未检测到正常的Rayleigh背向散射。造成这种现象的原因可能由于：
1.被测光通路正在使用
光通路在使用OTDR测试时，必须停止使用。并与设备分离，避免OTDR的测试光造成设备损坏。但在实际测试过程中由于某种原因经常会遇到，光通路没有停止使用就进行测试的情况。由于光通路对端，发出的光干扰了OTDR接收正常的反射和散射光，形成了如图-4的测试曲线。遇到此种情况应立即停止测试，使用光功率计等设备测量光通路中是否有光。
2.测试设备连接不好
仪表的尾纤没有插好、尾纤损坏、接头不清洁、连接器损坏等原因造成激光脉冲未能进入被测光纤链路，这时需要逐一进行排除。
3.仪表自身盲区问题
光纤远端的位置离测试点过近，处在仪表测试的盲区内，看起来就像光没有打出去一样。出现这种情况， 要在测试仪器与光链路之间加入加长纤后再进行测试。
4.参数设置导致盲区扩大问题
光纤远端的位置离测试点比较近，仪表中的距离参数和脉冲参数设置过大认为造成仪表盲区过大。这种情况需要重新调整测试参数后再次进行测试。
（二）被测光纤链路长度大于OTDR测试范围时的非正常测试曲线分析
形成图-5中测试曲线的原因为，被测的光纤链路中的总损耗已经大于OTDR当前测试参数下的最大测试范围。当OTDR光脉冲参数设置为最大时，其所能识别的Rayleigh背向散射的最大范围叫做这台OTDR的动态范围。这种曲线的出现可能由于光链路距离超过了仪表的动态范围或参数设置不合理。
1.如果参数已经设置为最大，就应该选取动态范围更大的OTDR重新测试。
2.如果OTDR的激光脉冲宽度、测量范围、平均时间等参数设置过小，可将其参数做适当设置后再次进行测试。
四、结束语
OTDR作为一种先进的光纤故障定位测试仪表被广泛使用，但其测试结果的正确性，很大程度上依赖于测试参数的正确设置和测试曲线的正确解读。
参考文献：
[1]王晶,郝明.基于分布式光纤传感器的光缆监测系统改进方案[J].光通信技术,2008,31(1):43-45
[2]阳华,张湘英,李苏.光缆线路的安全监测[J].光通信技术,2008,32(12):40-42
[3]李凤祥.利用OTDR精确定位光缆故障点[J].电气化铁道,2008,(2):48-50
[4]C.Hentschel.Taking the guesswork out of OTDR measurement.OPTP91,(Pari),1991:465-474
[作者简介]
李腾（1976.12-），男，河北省固安县人，单位：中央广播电视塔，职称：工程师，研究方向：主要从事光通信方面的研究与应用。
关键词：OTDR；反射事件；非反射事件
中图分类号：TN818 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 04-0000-02
Analysis of OTDR Test Curve
Li Teng
(Central Radio and TV Tower,Beijing100142,China)
Abstract:OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) as the optical link measurement,troubleshooting,common instruments are widely used.The instrument parameters are set correctly and the correct interpretation of test results is the use of the premise and foundation.In this paper,the curve of OTDR test main line,plain OTDR to introduce the basic test principle and test curve related to the formation of theoretical knowledge,combined with his use of the OTDR some experience in the process,summarizes and analyzes the optical link in Events such as the relationship between the test curve.I hope this will give everyone in the future,the use of OTDR to bring help.
Keywords:OTDR;Reflection events;Non-reflective event
OTDR（光时域反射仪）作为光链路测量、故障排除的常用仪器被广泛使用。对仪表参数的正确设置和测试结果的正确解读是使用前提和基础。本文以OTDR测试曲线的分析为主线，浅显的向大家介绍了OTDR的基本测试原理以及测试曲线形成的相关理论知识，并结合自己在OTDR 使用过程中的一些经验，总结分析了光链路中的事件等与测试曲线的关系。希望本文能给大家在今后OTDR的使用中带来点滴帮助。
一、OTDR测试曲线形成的相关理论知识
（一）OTDR测试原理
OTDR测试部分由激光光源和检测器组成。激光光源发射光短脉冲到光纤内，检测器接收由于光纤自身、连接器、接合点、弯曲或其它类似事件产生的散射和反射后，由精确时钟计算出脉冲传播的时间，形成时域上幅度变化的测试曲线，由于光脉冲传播时间与其经过的距离是函数关系，经函数计算可以将时间转换为距离，从而提供了一个光纤链路的内视图。我们使用的曲线图表纵坐标为光功率值，单位为dB。横坐标为距离，单位为Km 图-1为一个典型的OTDR测试曲线。
图-1中曲线线段大体可以分成两类，向上突起的尖峰状曲线和趋势向下的有一定斜率的直线或曲线。这是由于测试仪器接收的不同类型反射，Fresnel反射光和Rayleigh背向散射形成的。
（二）两种反射形成的机理和对测试曲线的影响
Rayleigh背向散射是由于光纤内部杂质固有的反射形成的。当光照射到杂质上时，一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。这种散射的特点是连续低级别，在测试曲线上留下的是趋势向下有一定斜率的直线或曲线，其反映的是光链路的长度和非反射事件。
造成Fresnel反射的原因为光到达折射率突变的位置（比如从玻璃到空气）时，会有很大一部分光被反射回去，Fresnel反射要比Rayleigh背向散射强上千倍。所以在OTDR测试曲线上留下了向上的尖峰形状曲线，其反映的是光路上的各种反射事件。但要注意Fresnel反射的大小，除与折射率等有关外，还与其端面的平整度有关。其它条件相同的情况下，如光纤出现端面，其平整度越高，Fresnel反射越强。
对于OTDR测试曲线的分析可以分成反射事件、非反射事件、盲区掩盖事件分别进行分析。
二、光纤链路事件与测试曲线的关系
（一）反射事件分析
由上文可知，测试曲线上的尖峰形状曲线反映的是各种反射事件。其形成原因是折射率的突变，让我们来看一下光路在什么情况下可以造成折射率的突变哪？一般会有三种情况，光纤远端、光纤连接器、光纤焊接点。图-1对三种情况形成的测试曲线进行了对比。图-1中标记1为光纤焊接点形成的测试曲线，标记2为光纤连接器形成的测试曲线，标记3为光纤远端形成的测试曲线。我们可以根据反射峰高低和在测试曲线中处的位置，结合已知实际情况，判断其反射事件的成因。图中可以看到光纤连接器由于其两根尾纤接头处有空气存在，其Fresnel反射要大于光纤焊接点，由于光纤远端的端面是平整光滑的，Fresnel反射最大。当测量曲线在远端出现一个较高的尖峰状曲线时，说明其是一条正常的测试曲线，光通路远端不是断裂等故障形成的。如没有尖峰状曲线，或尖峰较小时，说明光通路可能有断裂等故障点出现，这种情况将在非反射事件中继续讲述。
（二）非反射事件分析
图-2中测试曲线的台阶为非反射事件。其测试曲线表明该事件没有Fresnel反射出现，Rayleigh背向散射突然下降，造成这种现象的原因多为破坏了光纤的全反射，使原先封闭在光纤内的光由于某种原因一部分跑到了光纤外部，也就是跑光现象。一般会有两种情况造成跑光，光纤损坏或光纤打折弯曲
当测试曲线的最远端未出现如图-1较高的反射峰时，我们可以根据相同条件下端面平整度，对Fresnel反射大小的影响规律，来判断光纤远端的端面是否平整（正常光通路远端是个人为加工的平整端面，而断裂形成的远端不是），从而判断出光纤远端是否断裂。图-2的测试曲线远端是由断裂的的光纤形成的。测试曲线远端未出现反射峰，并且测试曲线直线下降，这是比较容易判断的非反射事件成因。
（三）盲区掩盖事件分析
当OTDR检测装置接收到Fresnel反射后，检测器由于受高强度反射光影响短时间失去功能，在这段时间内对因其它事件反射回的Fresnel反射和Rayleigh背向散射将识别不准确，直到恢复正常能够重新读取光信号为止。由于在OTDR接收的Fresnel反射和Rayleigh背向散射的返回时间与被测光纤事件的距离成函数关系。所以OTDR接收到Fresnel反射后可检测到另一个事件的最小时间可以换算成距离。这个距离称为盲区。测试仪器在实际测量中会将短距离中出现的几个事件反射回的Fresnel反射进行合并。测试曲线如图-3
一般认为如图-3测试曲线是由接连的几个反射事件的Fresnel反射叠加形成的。适当减小参数设置中的激光脉冲宽度，可以增加测试曲线的精度，减小盲区的影响。
三、两种非正常测试曲线分析
（一）未检测到Rayleigh背向散射形成的非正常测试曲线分
图-4光检测器未检测到正常的Rayleigh背向散射形成的测试曲线
形成图-4曲线的原因为OTDR的光检测器未检测到正常的Rayleigh背向散射。造成这种现象的原因可能由于：
1.被测光通路正在使用
光通路在使用OTDR测试时，必须停止使用。并与设备分离，避免OTDR的测试光造成设备损坏。但在实际测试过程中由于某种原因经常会遇到，光通路没有停止使用就进行测试的情况。由于光通路对端，发出的光干扰了OTDR接收正常的反射和散射光，形成了如图-4的测试曲线。遇到此种情况应立即停止测试，使用光功率计等设备测量光通路中是否有光。
2.测试设备连接不好
仪表的尾纤没有插好、尾纤损坏、接头不清洁、连接器损坏等原因造成激光脉冲未能进入被测光纤链路，这时需要逐一进行排除。
3.仪表自身盲区问题
光纤远端的位置离测试点过近，处在仪表测试的盲区内，看起来就像光没有打出去一样。出现这种情况， 要在测试仪器与光链路之间加入加长纤后再进行测试。
4.参数设置导致盲区扩大问题
光纤远端的位置离测试点比较近，仪表中的距离参数和脉冲参数设置过大认为造成仪表盲区过大。这种情况需要重新调整测试参数后再次进行测试。
（二）被测光纤链路长度大于OTDR测试范围时的非正常测试曲线分析
形成图-5中测试曲线的原因为，被测的光纤链路中的总损耗已经大于OTDR当前测试参数下的最大测试范围。当OTDR光脉冲参数设置为最大时，其所能识别的Rayleigh背向散射的最大范围叫做这台OTDR的动态范围。这种曲线的出现可能由于光链路距离超过了仪表的动态范围或参数设置不合理。
1.如果参数已经设置为最大，就应该选取动态范围更大的OTDR重新测试。
2.如果OTDR的激光脉冲宽度、测量范围、平均时间等参数设置过小，可将其参数做适当设置后再次进行测试。
四、结束语
OTDR作为一种先进的光纤故障定位测试仪表被广泛使用，但其测试结果的正确性，很大程度上依赖于测试参数的正确设置和测试曲线的正确解读。
参考文献：
[1]王晶,郝明.基于分布式光纤传感器的光缆监测系统改进方案[J].光通信技术,2008,31(1):43-45
[2]阳华,张湘英,李苏.光缆线路的安全监测[J].光通信技术,2008,32(12):40-42
[3]李凤祥.利用OTDR精确定位光缆故障点[J].电气化铁道,2008,(2):48-50
[4]C.Hentschel.Taking the guesswork out of OTDR measurement.OPTP91,(Pari),1991:465-474
[作者简介]
李腾（1976.12-），男，河北省固安县人，单位：中央广播电视塔，职称：工程师，研究方向：主要从事光通信方面的研究与应用。