OTDR的工作原理就類似于一個雷達。它先對光纖發出一個信號，然后觀察從某一點上返回來的是什么信息。這個過程會重復地進行，然后將這些結果進行平均并以軌跡的形式來顯示，這個軌跡就描繪了在整段光纖內信號的強弱（或光纖的狀態）。
OTDR，中文名稱是：光時域反射儀，是常用的光纖測試工具。這里的O代表 Optical，光學的意思，而TD代表Time Domain，即時域的意思，最后R代表Reflectometer， 即反射計的意思。我們知道，光纖多數是由高純石英玻璃構成，而玻璃分子都是晶格結構，晶格結構實際上是不均勻的，當攜帶信號能量的光子遇到它們時會有少量發生方向的改變（散射）。另外，光纖中還存在著一些雜質、氣泡與微彎結構，光子遇到它們時也會改變方向朝四面八方散射。其實，OTDR儀表正是利用這些特點，往光纖中發射非常短的光脈沖，然后使用光檢測器件觀測非常微弱的反射情況，通過分析后，可以識別損耗、反射及其他事件。
OTDR就像光纖界的雷達，如果我們用一臺光信號發生儀向光纖鏈路中注入一束持續時間很短的光脈沖，那么此脈沖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。同時如果光脈沖向前傳輸時遇到連接器，光子在此處遇到了介質突變，突變界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信號注入端口內同時設計一套接收返回來的光信號的裝置，將逆向散射和反射光信號采樣并記錄下來，再進行分析。
接下來，我們進一步了解一下瑞利散射。日常生活中，晚上我們打開手電筒，會看光束，但是為什么會看到光束？是因為空氣中的灰塵和霧氣導致光發生的散射，部分光進入我們的眼睛，所以我們看到了它，所有微粒的散射，形成了一條光束。而且霧氣濃時，光束會顯得濃密，反之就稀疏。如果是在真空中，就看不到這樣的光束了。
現在以下領域都需要 OTDR：
FTTx
企業
OSP
PON
POLAN
許多專為光纖故障診斷而設計的 OTDR 是面向運營商的，包括繁瑣而復雜的功能。OptiFiber Pro OTDR 系列是一級 OTDR 設備，具有多種功能且簡單易用，同時面向企業網絡工程師以及在企業和 OSP 環境中工作的線纜安裝人員。
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