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광섬유 케이블 설비의 손실을 직접 측정하는 소스 및 전력계와 달리, OTDR은 간접적으로 작동합니다. 소스와 전력계는 광섬유 전송 링크의 송신기와 수신기를 복제하므로 측정값은 실제 시스템 손실과 밀접한 관련이 있습니다. 그러나 OTDR은 광섬유의 고유한 현상을 이용하여 손실을 추정합니다.
광섬유 손실의 가장 큰 요인은 산란입니다. 마치 당구공이 서로 튕겨 나가는 것과 같지만, 광자(빛의 입자)와 원자 또는 분자 사이에서 원자 수준에서 발생합니다. 안개나 연기가 자욱한 공기를 가르며 비추는 손전등을 본 적이 있다면, 산란을 본 것입니다. 산란은 빛의 색깔에 매우 민감하기 때문에, 빛의 파장이 길어질수록, 즉 스펙트럼의 적색 쪽으로 갈수록 산란은 줄어듭니다. 실제로는 파장의 4제곱만큼, 즉 제곱의 제곱만큼 훨씬 줄어듭니다. 파장을 두 배로 늘리면 산란은 16배나 줄어듭니다!
이 파장 민감도는 화창한 날 밖에 나가서 위를 올려다보면 확인할 수 있습니다. 하늘이 파랗게 보이는 이유는 대기를 통과하는 햇빛이 섬유처럼 산란되기 때문입니다. 푸른빛이 더 많이 산란되기 때문에 하늘은 뿌옇게 흐릿한 푸른빛을 띱니다.
광섬유에서 빛은 그림 1에서 볼 수 있듯이 광원을 포함한 모든 방향으로 산란됩니다. OTDR은 이 "후방 산란광"을 사용하여 측정합니다. OTDR은 매우 높은 전력의 펄스를 방출하여 되돌아오는 빛을 측정합니다. 어느 시점에서든 OTDR이 보는 빛은 광섬유의 특정 영역을 통과하는 펄스에서 산란된 빛입니다. OTDR 펄스는 광섬유를 따라 이동하면서 자신과 OTDR 사이의 모든 광섬유를 검사하는 "가상 광원"이라고 생각하면 됩니다. 광섬유를 따라 이동하는 펄스의 속도를 보정할 수 있으므로, OTDR은 후방 산란광에서 보는 것과 광섬유의 실제 위치를 연관시킬 수 있습니다. 따라서 광섬유의 특정 지점에서 후방 산란광의 양을 표시할 수 있습니다.
몇 가지 계산이 필요합니다. 빛은 나갔다가 다시 돌아와야 하므로, 시간 계산에 이를 반영하여 시간을 절반으로 줄이고, 빛은 양방향으로 손실을 보기 때문에 손실 계산도 줄여야 합니다. 전력 손실은 로그 함수이므로 전력은 dB로 측정됩니다.
OTDR로 반사되는 빛의 양은 광섬유의 후방 산란, OTDR 테스트 펄스의 최대 전력, 그리고 송출되는 펄스의 길이에 비례합니다. 정확한 측정값을 얻기 위해 후방 산란되는 빛이 더 필요하다면, 아래 그림과 같이 펄스 최대 전력 또는 펄스 폭을 증가시킬 수 있습니다.
표시된 화면에서 커넥터와 같은 일부 이벤트는 후방 산란 흔적 위에 큰 펄스를 표시합니다. 이는 커넥터, 접속점 또는 광섬유 끝에서 반사되는 것입니다. 이는 거리를 표시하거나 커넥터 또는 접속점의 "후방 반사"를 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 단일 모드 시스템에서 테스트하려는 또 다른 매개변수입니다.
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