光纤安防系统中信号识别技术研究
光纤安防系统中信号识别技术研究[20191213093901]
摘 要
分布式光纤传感技术以其监控距离长、准确度高、成本低、抗干扰性强等优点，在安防系统应用中脱颖而出。本文在分析分布式光纤传感技术的基础上，重点研究分布式光纤传感系统的振动信号特征，运用小波分析技术，从能量的角度对信号特征进行分析。
本文首先分析了光纤传感技术的发展现状，对全分布式光纤传感器系统的基本结构和系统原理进行了分析，包括系统的调制原理和解调原理。重点研究了光纤传感系统中的信号处理技术，在讨论振动相位还原算法的基础上，讨论了小波包分解技术，对所采集的信号进行了3层的小波包分解，从能量的角度出发，对小波包分解出来的分解系数进行特征分析，在分析的过程中对信号特征作总结和区分，实现各类信号的特征提取。
在上述理论分析的基础上，将所采集的猫、人、风、鸟四类振动信号进行分析，提取出了各类信号的特征，较好的验证了采用小波能量法进行特征提取的可用性。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字光纤传感小波变换能量
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 光纤传感器简介 2
1.1.1基于马赫——泽德干涉仪原理的分布式光纤传感器 2
1.1.2基于OTDR的分布式光纤传感器 3
1.1.3 基于拉曼散射的分布式光纤传感技术 5
1.1.4 基于布里渊效应的分布式光纤传感技术 5
1.2分布式光纤传感系统触发模式识别 7
1.2.1应用背景 7
1.2.2算法研究 8
1.2.3性能评价 9
1.3论文的主要内容 9
第2章 全光纤分布式振动传感系统基本原理 11
2.1分布式光纤传感技术概况 11
2.2 系统结构 18
2.3 系统原理 19
2.3.1 调制原理 20
2.3.2 解调原理 25
第3章 光纤传感系统中的信号处理技术 28
3.1信号的采集 28
3.2 相位还原算法 29
3.3小波及小波包分析理论 33
3.3.1小波分析理论 33
3.3.2小波包分析理论 36
第4章 光纤传感系统振动信号的特征分析 38
4.1小波包分析的信号 39
4.2 信号特征提取方法 41
第5章 全文总结 52
参考文献 54
致谢 57
附录 58
一 英文原文 58
二 中文翻译 64
第1章 绪论
在生活节奏迅速的当代，在成长的不仅仅是人们的生活水平和经济实力；一个稳定的社会也是经济快速发展的一个基础条件。因此，建立功能强大的安防系统也被提上日程。在电磁干扰强和需要长距离监测的环境中，传统的传感器已经力不从心。这样光纤传感技术将成为安防系统中的中流砥柱必然是大势所趋。然而鉴于光纤传感技术需要传感器进行多方位、复杂的布局和排线，分布式光纤传感技术因其传感器布设数量较少，系统相对简单的特点脱颖而出了。对于分布式光纤传感系统的研究和关注也将随着需求的扩大而进入高潮。分布式光纤传感技术的发展势必会提高整个安防系统的监测能力和灵敏度。
然而，随着生活条件的日益完善，人们对于安防系统的功能要求日益苛刻，传统的安防系统的功能已经不能完全的满足现代监控的要求，因此监测系统就需要增加其他的功能。所以在进行分布式光纤传感技术的介绍前，首先了解一下分布式光纤传感技术即将应用的生活背景，以此来了解分布式光纤传感技术的功能。
1.1光纤传感器简介
这些年来，传感器正在向着灵敏、准确、适用性强、和智能化的方向发展。在近年来的发展中，光纤传感器作为传感器的新兴成员，获得比较广泛的关注，其运用前景也备受看好。
光纤传感器是20世纪70年代伴随着光导纤维和光纤通讯技术的发展而迅速发展起来的[1] [2]。光纤以其保密性高、传输损耗小、传输带宽大的优点而被广泛应用于各种通信系统中，不仅仅如此，光纤也渐渐被人用于传感器方面的研究。光纤作为感受外界信号的承受体可以感应电场，位移，温度，应力等因素的变化，而这些变化则体现在光纤内部结构的某些微观或者介观结构的变化，所以在传输过程中的光信号也会受到影响；只要通过某些转化将光信号还原为成原来光纤传输的信号，就形成了光纤传感器。
下面是目前比较广泛的分布式传感器介绍：
1.1.1基于马赫——泽德干涉仪原理的分布式光纤传感器
马赫——泽德干涉仪原理进行分布式测量的理论基础主要是光的干涉原理，如图1-1所示。激光器发出的光在通过3dB耦合器后便分成了两束光，分别从正反两个方向进到干涉仪中，正向传输的光会被 探测，反向传输的光会被 探测。当距离耦合器G为 的位置处产生扰动时，在干涉仪测量臂与参考臂上正反向传输的两对光束产生相位差，探测到的干涉信号出现波动。这样，反过来，根据两探测器探测到信号波动的时间差就可以计算出扰动的位置 。
这种类型的分布式光纤传感器的监测原理比较简单，主要就是光的干涉原理。虽然原理相对比较简单，但是对于光源相干性的要求比较高。其优点是测量时间短，传感灵敏度比较高，但是有个明显的局限性就是不能同时进行多点的定位和测量。
国内发表此类传感器论文的研究机构主要有北航仪器科学与光电工程学院的张春熹团队，天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室靳世久团队等。他们进行的传感器研究使用的测量原理大致相同，不同的地方主要在后期进行时延估计阶段时使用的，信号处理方法不同，这也导致最后的测量与定位精度上有高低层次之分。在这些研究之中张春熹团队所报告的定位精度最突出，能够达到40m。国外近些年也没有和此类传感器相关的研究发表，各研究机构兴趣已经转向基于OTDR的分布式光纤传感器领域。
图1.1 M-Z干涉仪光路图
1.1.2基于OTDR的分布式光纤传感器
分布式光纤传感器大部分是利用光纤中的散射光或荧光所提供的物理信息，而采用OTDR技术进行探测就是其中比较典型的做法。基于OTDR的分布式光纤传感器还分为很多种类型，包括基于各类后向散射的OTDR传感系统、基于相位的Φ-OTDR传感系统以及基于偏振的P-OTDR传感系统，这些传感器的主要原理都是通过检测光纤中的后向散射光来进行分布式传感。近年来主要在以下三个方面取得了明显的突破：基于布里渊散射的分布式传感技术、基于拉曼散射的分布式传感技术和基于瑞利散射的分布式传感技术。
1. 基于相位的OTDR分布式传感技术
1993年，国外Henry F. Taylor等人首先获得了关于光纤入侵监测装置和方法的专利，随后在基于Φ-OTDR的分布式光纤传感器技术上做了大量研究并发表了一系列的论文。
2009年电子科技大学宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室饶云江团队首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器，并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽以增强后向瑞丽散射光的干涉效果；在传感光缆部分使用新型的FRP封装的特殊传感光缆，该光缆拥有比普通通信光缆高得多的应力敏感性；并且应用小波分析方法对得到的传感信号进行降噪处理，有效地提高了系统的信噪比。通过以上改进提高了系统对微扰远程定位检测的准确度和灵敏度。实验结果表明该传感系统在2 km和6 km处均能获得较高信噪比的扰动信号，能有效地预报和定位微扰的发生。
2.基于偏振的OTDR分布式传感技术
P-OTDR的思想最早由Rogers在1981年首先提出来，其基本原理是：当光纤受一些外界物理量的调制时，光的偏振态就会随之发生变化，而瑞利散射光在散射点的偏振方向与入射光相同，所以在光纤的入射端对后向瑞利散射光的偏振态和光信号的延迟时间进行检测就可获得外界物理量的分布情况。由于磁场、电场、横向压力和温度都能够对光纤中光的偏振态进行调制，因此该技术可用于实现多个物理量的测量及外界的入侵监测。P-OTDR同OTDR很相似，不同的是要求激光脉冲的相干性很强，而且要在探测器和待测光纤之间安放偏振来获得偏振敏感。P-OTDR技术在提出后的三十多年中，在理论和实验方面取得很大进展，但是并没有得到普遍的应用，现有的工作还主要集中在光纤参数，如拍长，双折射，偏振模色散的分布式测量方面，从事这方面研究的人员和发表的文章也很有限。目前我们已知的商用产品只有加拿大EXFO公司的偏振模色散分布式测量系统。但是这一系统假设光纤中双折射不变，只有模耦合沿光纤长度变化，显然这不是绝大部分光纤的真实情况。
国内在此方面进行过研究的有李建中、饶云江等。他们在2009年发表论文提出的P-OTDR系统表现出了良好的性能。系统使用PBS改进了原来的P-OTDR光路结构，获取到具有正交偏振态的两路POTDR信号并进行并行监测，共同判定扰动和进行定位，大幅降低了监测系统的误判率和漏报率。此外，实验中采用差值法和相对坐标相结合的方法，首次能够明显并且直观的探测和定位扰动。在定位准确度为50m的前提下，系统具有优良的探测灵敏度，并在2km和14km处获取到具有较高信噪比的传感信号。
以上两种基于OTDR的分布式光纤传感器技术都是对光纤中后向瑞利散射光的探测，下面将介绍基于后向拉曼及布里渊散射的分布式光纤传感器。
1.1.3 基于拉曼散射的分布式光纤传感技术
基于拉曼散射的分布式温度传感技术是分布式光纤传感领域中最为成熟的一项技术。对该技术开展研究工作的有英国的King大学，中国的重庆大学和中国计量学院等。目前，该类传感器的一些产品已出现在国际、国内市场。最为著名的是英国York公司的DTS80，它的空间分辨力和温度分辨力分别能达到1m、1℃，测量范围为4～8km。
自发Raman散射OTDR系统的主要缺点是散射光信号极其微弱，大约为入射光的 。为避免信号处理过程中信号平均时间过长，需要大幅度提高脉冲激光源的峰值功率，从而严重地限制了系统的性能。此外拉曼散射技术主要应用在温度的分布式传感方面，对于围界安防和入侵监测方面还没有应用实例。
1.1.4 基于布里渊效应的分布式光纤传感技术
基于布里渊散射的分布式光纤温度、应变传感技术的研究比较晚才被人们重视，但是它就温度和应变测量上所能达到的测量范围，测量精度以及空间分辨率均优于其他传感技术，所以这种传感技术一经研究就取得了长途的发展，主要有自发布里渊分布传感和受激布里渊分布传感两种技术，就目前形式来讲，其已经在全世界范围内成为了研究的热点。
光在经过光纤时，光子和光纤中因自发热运动而产生的声子会产生非弹性碰撞，发生自发布里渊散射。散射光的频率相对入射光的频率发生变化，这一变化的大小与散射角和光纤的材料特性有关。与布里渊散射光频率相关的光纤材料特性主要受温度和应变的影响，因此，通过测定脉冲光的后向布里渊散射光的频移就可实现分布式温度、应变测量。
利用受激布里渊效应的分布式温度、应变传感技术最初是由日本NTT的Horiguchi提出的，由于它在温度、应变测量上所能达到的测量精度、传感长度和空间分辨力高于其它传感技术，目前得到广泛的关注与研究。基于该技术的传感器的典型结构为布里渊放大器结构，处于光纤两端的可调谐激光器分别将一脉冲光与一连续光注入传感光纤，当两束光的频率差处于相遇光纤区域中的布里渊增益带宽内时，两束光就会在作用点产生布里渊放大器效应，相互间发生能量转移。在对两束激光器的频率进行连续调整的同时，通过检测从光纤一端射出的连续光的功率，就可确定光纤各小段区域上布里渊增益达到最大时所对应的频率差。所确定的频率差与光纤上各段区域上的布里渊频移相等，因此在光纤上与布里渊频移成正比的温度和应变就随之确定。该传感技术所能达到的测量精度主要依赖于两台激光器的调谐精度。
虽然从理论上讲，基于自发布里渊散射的分布式光纤传感器在温度测量上具有测量范围大(在实验室可达51km)、结构简单、电绝缘性能优良、测量精度和空间分辨率高等特点，但是由于自发布里渊散射信号较弱，实际的传感器还存在一些问题。基于受激布里渊散射的系统的显著特点是动态范围大，测量精度高，但系统较复杂，泵浦激光和探测激光必须放在被测光缆的两端，不能测断点，对激光器的稳频以及光源和控制系统的要求很高，应用受到一定限制。并且由于布里渊频移对温度的变化也较敏感，因此还需要考虑如何将拉伸应变引起的频移与温度引起的频移区分开来。
虽然基于各种OTDR原理的分布式光纤传感器在测量及定位精度上相对干涉型传感器较高，但它们对系统的要求也相对较高。尤其是光源方面，需要达到有效功率的窄线宽光纤激光器，这也导致了系统的成本相对较高。其次，由于受OTDR与待测光纤接头处菲涅耳反射的影响，待测光纤中接头处的背向瑞利散射信号被掩盖，因而待测光纤在最初一段光纤无法观测，产生监测盲区。最后，由于各种后向散射光比较弱，这使得外界环境对系统的影响较为明显，背景噪声大，所以后期的信号处理难度比较高。
摘 要
分布式光纤传感技术以其监控距离长、准确度高、成本低、抗干扰性强等优点，在安防系统应用中脱颖而出。本文在分析分布式光纤传感技术的基础上，重点研究分布式光纤传感系统的振动信号特征，运用小波分析技术，从能量的角度对信号特征进行分析。
本文首先分析了光纤传感技术的发展现状，对全分布式光纤传感器系统的基本结构和系统原理进行了分析，包括系统的调制原理和解调原理。重点研究了光纤传感系统中的信号处理技术，在讨论振动相位还原算法的基础上，讨论了小波包分解技术，对所采集的信号进行了3层的小波包分解，从能量的角度出发，对小波包分解出来的分解系数进行特征分析，在分析的过程中对信号特征作总结和区分，实现各类信号的特征提取。
在上述理论分析的基础上，将所采集的猫、人、风、鸟四类振动信号进行分析，提取出了各类信号的特征，较好的验证了采用小波能量法进行特征提取的可用性。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字光纤传感小波变换能量
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 光纤传感器简介 2
1.1.1基于马赫——泽德干涉仪原理的分布式光纤传感器 2
1.1.2基于OTDR的分布式光纤传感器 3
1.1.3 基于拉曼散射的分布式光纤传感技术 5
1.1.4 基于布里渊效应的分布式光纤传感技术 5
1.2分布式光纤传感系统触发模式识别 7
1.2.1应用背景 7
1.2.2算法研究 8
1.2.3性能评价 9
1.3论文的主要内容 9
第2章 全光纤分布式振动传感系统基本原理 11
2.1分布式光纤传感技术概况 11
2.2 系统结构 18
2.3 系统原理 19
2.3.1 调制原理 20
2.3.2 解调原理 25
第3章 光纤传感系统中的信号处理技术 28
3.1信号的采集 28
3.2 相位还原算法 29
3.3小波及小波包分析理论 33
3.3.1小波分析理论 33
3.3.2小波包分析理论 36
第4章 光纤传感系统振动信号的特征分析 38
4.1小波包分析的信号 39
4.2 信号特征提取方法 41
第5章 全文总结 52
参考文献 54
致谢 57
附录 58
一 英文原文 58
二 中文翻译 64
第1章 绪论
在生活节奏迅速的当代，在成长的不仅仅是人们的生活水平和经济实力；一个稳定的社会也是经济快速发展的一个基础条件。因此，建立功能强大的安防系统也被提上日程。在电磁干扰强和需要长距离监测的环境中，传统的传感器已经力不从心。这样光纤传感技术将成为安防系统中的中流砥柱必然是大势所趋。然而鉴于光纤传感技术需要传感器进行多方位、复杂的布局和排线，分布式光纤传感技术因其传感器布设数量较少，系统相对简单的特点脱颖而出了。对于分布式光纤传感系统的研究和关注也将随着需求的扩大而进入高潮。分布式光纤传感技术的发展势必会提高整个安防系统的监测能力和灵敏度。
然而，随着生活条件的日益完善，人们对于安防系统的功能要求日益苛刻，传统的安防系统的功能已经不能完全的满足现代监控的要求，因此监测系统就需要增加其他的功能。所以在进行分布式光纤传感技术的介绍前，首先了解一下分布式光纤传感技术即将应用的生活背景，以此来了解分布式光纤传感技术的功能。
1.1光纤传感器简介
这些年来，传感器正在向着灵敏、准确、适用性强、和智能化的方向发展。在近年来的发展中，光纤传感器作为传感器的新兴成员，获得比较广泛的关注，其运用前景也备受看好。
光纤传感器是20世纪70年代伴随着光导纤维和光纤通讯技术的发展而迅速发展起来的[1] [2]。光纤以其保密性高、传输损耗小、传输带宽大的优点而被广泛应用于各种通信系统中，不仅仅如此，光纤也渐渐被人用于传感器方面的研究。光纤作为感受外界信号的承受体可以感应电场，位移，温度，应力等因素的变化，而这些变化则体现在光纤内部结构的某些微观或者介观结构的变化，所以在传输过程中的光信号也会受到影响；只要通过某些转化将光信号还原为成原来光纤传输的信号，就形成了光纤传感器。
下面是目前比较广泛的分布式传感器介绍：
1.1.1基于马赫——泽德干涉仪原理的分布式光纤传感器
马赫——泽德干涉仪原理进行分布式测量的理论基础主要是光的干涉原理，如图1-1所示。激光器发出的光在通过3dB耦合器后便分成了两束光，分别从正反两个方向进到干涉仪中，正向传输的光会被 探测，反向传输的光会被 探测。当距离耦合器G为 的位置处产生扰动时，在干涉仪测量臂与参考臂上正反向传输的两对光束产生相位差，探测到的干涉信号出现波动。这样，反过来，根据两探测器探测到信号波动的时间差就可以计算出扰动的位置 。
这种类型的分布式光纤传感器的监测原理比较简单，主要就是光的干涉原理。虽然原理相对比较简单，但是对于光源相干性的要求比较高。其优点是测量时间短，传感灵敏度比较高，但是有个明显的局限性就是不能同时进行多点的定位和测量。
国内发表此类传感器论文的研究机构主要有北航仪器科学与光电工程学院的张春熹团队，天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室靳世久团队等。他们进行的传感器研究使用的测量原理大致相同，不同的地方主要在后期进行时延估计阶段时使用的，信号处理方法不同，这也导致最后的测量与定位精度上有高低层次之分。在这些研究之中张春熹团队所报告的定位精度最突出，能够达到40m。国外近些年也没有和此类传感器相关的研究发表，各研究机构兴趣已经转向基于OTDR的分布式光纤传感器领域。
图1.1 M-Z干涉仪光路图
1.1.2基于OTDR的分布式光纤传感器
分布式光纤传感器大部分是利用光纤中的散射光或荧光所提供的物理信息，而采用OTDR技术进行探测就是其中比较典型的做法。基于OTDR的分布式光纤传感器还分为很多种类型，包括基于各类后向散射的OTDR传感系统、基于相位的Φ-OTDR传感系统以及基于偏振的P-OTDR传感系统，这些传感器的主要原理都是通过检测光纤中的后向散射光来进行分布式传感。近年来主要在以下三个方面取得了明显的突破：基于布里渊散射的分布式传感技术、基于拉曼散射的分布式传感技术和基于瑞利散射的分布式传感技术。
1. 基于相位的OTDR分布式传感技术
1993年，国外Henry F. Taylor等人首先获得了关于光纤入侵监测装置和方法的专利，随后在基于Φ-OTDR的分布式光纤传感器技术上做了大量研究并发表了一系列的论文。
2009年电子科技大学宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室饶云江团队首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器，并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽以增强后向瑞丽散射光的干涉效果；在传感光缆部分使用新型的FRP封装的特殊传感光缆，该光缆拥有比普通通信光缆高得多的应力敏感性；并且应用小波分析方法对得到的传感信号进行降噪处理，有效地提高了系统的信噪比。通过以上改进提高了系统对微扰远程定位检测的准确度和灵敏度。实验结果表明该传感系统在2 km和6 km处均能获得较高信噪比的扰动信号，能有效地预报和定位微扰的发生。
2.基于偏振的OTDR分布式传感技术
P-OTDR的思想最早由Rogers在1981年首先提出来，其基本原理是：当光纤受一些外界物理量的调制时，光的偏振态就会随之发生变化，而瑞利散射光在散射点的偏振方向与入射光相同，所以在光纤的入射端对后向瑞利散射光的偏振态和光信号的延迟时间进行检测就可获得外界物理量的分布情况。由于磁场、电场、横向压力和温度都能够对光纤中光的偏振态进行调制，因此该技术可用于实现多个物理量的测量及外界的入侵监测。P-OTDR同OTDR很相似，不同的是要求激光脉冲的相干性很强，而且要在探测器和待测光纤之间安放偏振来获得偏振敏感。P-OTDR技术在提出后的三十多年中，在理论和实验方面取得很大进展，但是并没有得到普遍的应用，现有的工作还主要集中在光纤参数，如拍长，双折射，偏振模色散的分布式测量方面，从事这方面研究的人员和发表的文章也很有限。目前我们已知的商用产品只有加拿大EXFO公司的偏振模色散分布式测量系统。但是这一系统假设光纤中双折射不变，只有模耦合沿光纤长度变化，显然这不是绝大部分光纤的真实情况。
国内在此方面进行过研究的有李建中、饶云江等。他们在2009年发表论文提出的P-OTDR系统表现出了良好的性能。系统使用PBS改进了原来的P-OTDR光路结构，获取到具有正交偏振态的两路POTDR信号并进行并行监测，共同判定扰动和进行定位，大幅降低了监测系统的误判率和漏报率。此外，实验中采用差值法和相对坐标相结合的方法，首次能够明显并且直观的探测和定位扰动。在定位准确度为50m的前提下，系统具有优良的探测灵敏度，并在2km和14km处获取到具有较高信噪比的传感信号。
以上两种基于OTDR的分布式光纤传感器技术都是对光纤中后向瑞利散射光的探测，下面将介绍基于后向拉曼及布里渊散射的分布式光纤传感器。
1.1.3 基于拉曼散射的分布式光纤传感技术
基于拉曼散射的分布式温度传感技术是分布式光纤传感领域中最为成熟的一项技术。对该技术开展研究工作的有英国的King大学，中国的重庆大学和中国计量学院等。目前，该类传感器的一些产品已出现在国际、国内市场。最为著名的是英国York公司的DTS80，它的空间分辨力和温度分辨力分别能达到1m、1℃，测量范围为4～8km。
自发Raman散射OTDR系统的主要缺点是散射光信号极其微弱，大约为入射光的 。为避免信号处理过程中信号平均时间过长，需要大幅度提高脉冲激光源的峰值功率，从而严重地限制了系统的性能。此外拉曼散射技术主要应用在温度的分布式传感方面，对于围界安防和入侵监测方面还没有应用实例。
1.1.4 基于布里渊效应的分布式光纤传感技术
基于布里渊散射的分布式光纤温度、应变传感技术的研究比较晚才被人们重视，但是它就温度和应变测量上所能达到的测量范围，测量精度以及空间分辨率均优于其他传感技术，所以这种传感技术一经研究就取得了长途的发展，主要有自发布里渊分布传感和受激布里渊分布传感两种技术，就目前形式来讲，其已经在全世界范围内成为了研究的热点。
光在经过光纤时，光子和光纤中因自发热运动而产生的声子会产生非弹性碰撞，发生自发布里渊散射。散射光的频率相对入射光的频率发生变化，这一变化的大小与散射角和光纤的材料特性有关。与布里渊散射光频率相关的光纤材料特性主要受温度和应变的影响，因此，通过测定脉冲光的后向布里渊散射光的频移就可实现分布式温度、应变测量。
利用受激布里渊效应的分布式温度、应变传感技术最初是由日本NTT的Horiguchi提出的，由于它在温度、应变测量上所能达到的测量精度、传感长度和空间分辨力高于其它传感技术，目前得到广泛的关注与研究。基于该技术的传感器的典型结构为布里渊放大器结构，处于光纤两端的可调谐激光器分别将一脉冲光与一连续光注入传感光纤，当两束光的频率差处于相遇光纤区域中的布里渊增益带宽内时，两束光就会在作用点产生布里渊放大器效应，相互间发生能量转移。在对两束激光器的频率进行连续调整的同时，通过检测从光纤一端射出的连续光的功率，就可确定光纤各小段区域上布里渊增益达到最大时所对应的频率差。所确定的频率差与光纤上各段区域上的布里渊频移相等，因此在光纤上与布里渊频移成正比的温度和应变就随之确定。该传感技术所能达到的测量精度主要依赖于两台激光器的调谐精度。
虽然从理论上讲，基于自发布里渊散射的分布式光纤传感器在温度测量上具有测量范围大(在实验室可达51km)、结构简单、电绝缘性能优良、测量精度和空间分辨率高等特点，但是由于自发布里渊散射信号较弱，实际的传感器还存在一些问题。基于受激布里渊散射的系统的显著特点是动态范围大，测量精度高，但系统较复杂，泵浦激光和探测激光必须放在被测光缆的两端，不能测断点，对激光器的稳频以及光源和控制系统的要求很高，应用受到一定限制。并且由于布里渊频移对温度的变化也较敏感，因此还需要考虑如何将拉伸应变引起的频移与温度引起的频移区分开来。
虽然基于各种OTDR原理的分布式光纤传感器在测量及定位精度上相对干涉型传感器较高，但它们对系统的要求也相对较高。尤其是光源方面，需要达到有效功率的窄线宽光纤激光器，这也导致了系统的成本相对较高。其次，由于受OTDR与待测光纤接头处菲涅耳反射的影响，待测光纤中接头处的背向瑞利散射信号被掩盖，因而待测光纤在最初一段光纤无法观测，产生监测盲区。最后，由于各种后向散射光比较弱，这使得外界环境对系统的影响较为明显，背景噪声大，所以后期的信号处理难度比较高。
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