Principio de funcionamiento y características del OTDR

El OTDR, cuyo nombre completo es Reflectómetro Óptico en el Dominio del Tiempo (OTDR), es un  equipo de prueba de fibra óptica integrado y optoelectrónico de precisión  que se genera mediante el uso de la retrodispersión durante la dispersión de Rayleigh y la reflexión de Fresnel en la transmisión óptica. Los comprobadores OTDR se utilizan ampliamente en el mantenimiento y la construcción de cables ópticos, y pueden utilizarse para evaluar la longitud de los cables de fibra, medir la transmisión óptica y la atenuación de la conexión, detectar la ubicación de fallas en los enlaces de fibra, etc.

Durante las pruebas OTDR, el instrumento inyecta un  pulso de luz láser o de fibra óptica de alta potencia  en la fibra desde un extremo del cable, en el puerto OTDR, para recibir la información de retorno. Cuando el pulso óptico se transmite a través de la fibra, debido a la naturaleza de la fibra, el conector, los puntos de acoplamiento, la flexión u otras circunstancias similares, se produce una reflexión dispersa. Parte de la dispersión y la reflexión regresan al OTDR. El detector OTDR mide la información útil devuelta, que actúa como el tiempo o los segmentos de curva de las fibras en diferentes posiciones. Al registrar el tiempo empleado por las señales desde la transmisión hasta el retorno, se puede calcular la velocidad de transmisión de la luz en las fibras de vidrio y la distancia.
Las pruebas OTDR presentan algunas limitaciones en cuanto a las aplicaciones para medir la pérdida de la planta externa. El comprobador OTDR no siempre es suficiente para las pruebas. El OTDR no funciona bien con cables cortos en un edificio o entorno LAN. Se deben utilizar la fuente y el medidor de potencia para estas tareas, ya que el OTDR no está equipado para mostrar la pérdida real de la planta de cable.

Los OTDR utilizan la dispersión de Rayleigh y la reflexión de Fresnel para caracterizar las características de las fibras. La dispersión de Rayleigh se refiere a la dispersión irregular que se genera cuando las señales ópticas se transmiten en la fibra. Los OTDR solo miden la luz dispersada en el puerto OTDR. La señal de retrodispersión muestra el grado de atenuación (pérdida/distancia) de la fibra óptica y se rastrea como una curva descendente, lo que ilustra la disminución de la potencia de la retrodispersión. Esto se debe a que tanto la señal de transmisión como la pérdida por retrodispersión se atenúan.

Dados los parámetros ópticos, se puede determinar la potencia de dispersión de Rayleigh. Si se conoce la longitud de onda, esta es proporcional al ancho de pulso de la señal: a mayor ancho de pulso, mayor potencia de retrodispersión. La potencia de dispersión de Rayleigh también está relacionada con la longitud de onda de la señal transmitida: a menor longitud de onda, mayor potencia. Es decir, la pérdida de retrodispersión generada por la trayectoria de 1310 nm será mayor que la de las señales de 1550 nm.

En la región de longitud de onda más alta (más de 1500 nm), la dispersión de Rayleigh continuará disminuyendo, y el otro fenómeno que se llama atenuación infrarroja (o absorción) parecerá aumentar y causar un aumento en los valores generales de atenuación. Por lo tanto, la longitud de onda de 1550 nm es la atenuación más baja, esto también explica por qué es una longitud de onda de comunicación de larga distancia. Naturalmente, estos fenómenos volverán a afectar al OTDR. El OTDR de longitud de onda de 1550 nm también tiene baja atenuación, por lo que puede usarse para pruebas de larga distancia. Mientras que como la longitud de onda de alta atenuación de 1310 nm o 1625 nm, la distancia de prueba del OTDR está destinada a ser limitada, porque el equipo de prueba necesita probar un frente agudo en la traza del OTDR, y el final de los picos caerá rápidamente en el área de ruido.

La reflexión de Fresnel es una reflexión discreta, causada por puntos individuales de toda la fibra. Estos puntos se originan por un cambio en elementos de coeficiente inverso, como el vidrio y el entrehierro. En estos puntos, se refleja una fuerte retrodispersión de luz. Por lo tanto, el OTDR utiliza la información de la reflexión de Fresnel para localizar el punto de conexión, el terminal de fibra óptica o los puntos de ruptura.

Un  comprobador OTDR  es esencialmente un radar óptico: emite un destello de luz brillante y mide la intensidad del eco o las reflexiones. Esta señal débil se promedia para reducir el ruido de detección, y se utilizan cálculos para mostrar una traza y realizar diversas deducciones matemáticas.