OTDR工作原理

一般來說，OTDR的組成框圖如下面兩張圖所示：

OTDR的工作原理是將經過脈沖調制的光源經過光學系統和耦合器進入到被測光纖線路，由于瑞利散射的作用，后向散射光經耦合器返回OTDR的檢測器，近處的散射光先返回，遠處的散射光后返回，且強度沿光纖由近及遠逐漸變弱，將光電變換后的信號放大、處理后送到顯示屏，就會看到一條由左向右向下傾斜的曲線，這表示光纖線路由近及遠損耗逐步變大。而光脈沖信號遇到不連續點會產生菲涅爾反射，反射光也會返回到OTDR的檢測器端，通過計算發射脈沖與反射脈沖的時間差再由光的傳播速度可計算出不連續點的距離，對故障進行定位。

接頭損耗的計算

如下圖所示，某點的接頭損耗就是這個點之后的后向散射光比這個點之前的后向散射光弱的程度，用公式表示就是log(Pb1/Pb2)，Pb1是之前的后向散射光功率，Pb2是之后的后向散射光功率。表現在OTDR測試曲線上就是這個損耗點后面有個向下的臺階。光纖上的熔接點、彎折點、擠壓點都可能會造成這樣的損耗點。

接頭損耗出現負數的現象

由于光纖接頭相當于無源器件，所以，它只能引起損耗而不可能引起“增益”。OTDR通過比較接頭前后的后向散射電平的測量值來對接頭的損耗進行計算。如果接頭后光纖的散射系數較高，接頭后面的后向散射電平就可能大于接頭前的散射電平，抵消了接頭的損耗，從而引起所謂的“偽增益”。正常接頭損耗顯示為正數，接頭“增益”顯示為負數。如下圖所示：左圖為0.5dB的損耗，右圖為 -0.1dB的“偽增益”。

事實上，光脈沖通過接頭始終會存在損耗，不可能有真的增益出現。導致偽增益的主要原因當屬要熔接的兩段光纖模場直徑，其次還有折射率、散射系數等有差異，所以這種“偽增益”現象經常出現在不同廠家光纜或同一廠家不同批次光纜之間熔接在一起時。

接頭損耗出現負數時的應對之策

遇到接頭損耗出現負數這種情況時，準確獲得接頭損耗的唯一方法是：用OTDR從被測光纖的兩端分別對該接頭進行測試，并將兩次測量結果取算術平均值。這種方法稱為雙向平均測試法，是目前光纖特性測試中必須使用的方法。如上圖中是同一接頭雙向測試結果的話，這個接頭的實際損耗 = (0.5-0.1)/2 = 0.2dB。實踐中，雙向算術平均值應該小于等于0.08dB。

在進行光纖割接時，盡量獲取光纖的模場直徑、包層直徑、包層不圓度、同心度偏差這幾個參數，要熔接的兩段光纖的參數越接近越好，條件允許的話使用同一廠家的產品，生產順序鄰近就更好，這樣熔接在一起時，接頭損耗出現負數的概率就很小了。（作者：王富林）