光時域反射儀(光學時域反射技術)的基本原理是利用分析光纖中后向散射光或前向散射光的方法測量因散射、吸收等原因產生的光纖傳輸損耗和各種結構缺陷引起的結構性損耗，當光纖某一點受溫度或應力作用時，該點的散射特性將發生變化，因此通過顯示損耗與光纖長度的對應關系來檢測外界信號分布于傳感光纖上的擾動信息。
光時域反射儀測試是通過發射光脈沖到光纖內,然后在OTDR端口接收返回的信息來進行。當光脈沖在光纖內傳輸時，會由于光纖本身的性質，連接器，接合點，彎曲或其它類似的事件而產生散射，反射。其中一部分的散射和反射就會返回到光時域反射儀中。返回的有用信息由OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內不同位置上的時間或曲線片斷。從發射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質中的速度，就可以計算出距離。以下的公式就說明了OTDR是如何測量距離的。
d=(c×t)/2(IOR)
在這個公式里，c是光在真空中的速度，而t是信號發射后到接收到信號（雙程）的總時間（兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以為了**地測量距離，被測的光纖必須要指明折射率（IOR）。IOR是由光纖生產商來標明。
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