光时域反射仪（OTDR）用于表征光纤跨度。它执行单端测试，可以计算光纤衰减和均匀性以及接头和连接器损耗。它还可以定位断裂并确定纤维长度。它能够定位和测量反射率和损耗，使其成为故障排除和故障定位设备的首选。新一代OTDR包括高级功能，如宏弯定位，有源光纤测试和自动跟踪采集。
光时域反射仪将短脉冲光发送到光纤中，并测量其作为时间函数的反射。这些反射到探测器的延迟以及它们的强度说明了光纤链路本身的故事。脉冲发射和检测之间的时间间隔与玻璃材料中的光速相关，允许计算距离并且要表征事件。OTDR计算距离为：d=（c×t）/2（IOR）
其中c是光速，t是往返行程时间，IOR是制造商规定的被测光纤的折射率。
OTDR包括微处理器，脉冲触发器和发生器，激光二极管，光耦合器，检测器，模数转换器和显示器。当按下测试按钮时，微处理器向触发器和发生器发送一组指令，告诉激光器发送脉冲。然后脉冲通过定向光耦合器到达OTDR端口并进入被测光纤。
通常，
传统OTDR设计用于测试非活动光纤（也称为暗光纤），通常在构建阶段或无法承载流量的光纤部分进行故障排除时使用。新一代OTDR可提供过滤端口，旨在测量承载实时交通信号的光纤，即有源光纤。实时光纤测试OTDR使用1625或1650nm的激光器和滤波器，可防止传输波长干扰OTDR的光学元件。
当脉冲沿光纤传播时，会出现两种现象：瑞利散射和菲涅耳反射。瑞利散射是由纤维密度的微小变化引起的，例如折射率的不一致。少量光线从光纤中的每个点朝向发射器反射。当沿光纤传播的光遇到材料密度的突然变化时可能发生菲涅耳反射，这种变化可能发生在存在气隙的连接或断裂处。与瑞利散射相比，反射出大量的光。反射强度取决于密度的变化程度。
因此，返回信号由瑞利散射和菲涅耳反射组成。菲涅耳反射的功率水平比瑞利散射强几万倍。在OTDR处，光耦合器将反射信号引导离开始发激光器并进入检测器（雪崩光电二极管或PIN）。信号通过模数转换器传送到微处理器进行分析和显示。
然后，处理器对数据进行平均以改善信噪比，并显示构成光纤迹线或波形的点。跟踪是数万个采样点的集合。由于OTDR的显示分辨率有限，并非所有这些数据点都可以同时显示在屏幕上。当显示完整曲线时，屏幕上的每个点代表十几个采样点的平均值。
