光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)是一个测量光纤链路传输特性的仪器。依据光纤中的菲涅尔反射和后向瑞利散射的原理，OTDR向光纤链路中注入一个高功率的激光脉冲，然后在同一端检测返回的光信号的功率，从而能够获得光纤链路的诸多信息，比如衰减，弯曲，故障等等。　　在本论文中，探讨了OTDR的历史以及发展趋势，OTDR的基本原理，以及提高OTDR动态范围及精度的诸多技术方法。然后，本论文提出了一个基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)数字芯片的OTDR的硬件设计。整个硬件系统包含光脉冲发射电路，光接收电路，信号调理电路、数模转换电路、以及FPGA电路。　　在数字设计部分中，在FPGA上采用流水线技术来对数字信号进行处理，从而获得实时性的要求。整个数字系统包括输入接口FIFO模块、累加平均模块、有限冲激响应(Finite Impulse Response Filter,FIR)滤波器模块以及输出接口FIFO模块。两个接口FIFO模块完成数据的缓冲以及时钟域的转换，在接口时钟域转换与FPGA主时钟域之间变换。累加平均模块完成对多次采样数据的累积及平均操作。FIR模块将前面处理所得到的数据进行进一步数字滤波。最后将数据通过FPGA的接口模块输出。　　最后，论文中给出了一组OTDR的仿真数据，并对其的性能进行的研究。