取样积分是一种专门恢复被噪声覆盖的微弱信号波形的技术。它是将周期性或可重复信号经过多次取样积累后，使其信噪比有所提高，积分次数越多，信噪比改善越好。但是积分到了一定数量后，其信噪比改善效果已经不大，而且所花费时间大大延长。光子计数是一种极微弱光探测的方法，它是利用弱光照射下光子探测器输出电信号自然离散的特点，采用脉冲甄别技术和数字计数技术，它和模拟检测技术相比具有稳定性高、信噪比好等优点。 本文以OTDR为课题实验平台，在对其关键环节理论进行简要探讨的基础上，设计和实现了软硬件部分，硬件部分包括：LD驱动电路、APD偏压控制电路、高压电源电路、放大电路以及数据采集卡的选定，给出了关键参数、波形图。对虚拟仪器进行了概述，运用LabVIEW软件，编制程序，实现了数字BOXCAR积分器、光子计数器功能，满足课题设计要求。 本文最后对数字BOXCAR积分器和光子计数器进行实验比较，从积分次数变化对信噪比的影响、温度变化对数据采集的影响、采集数据的离散性、定位精度等方面，得出光子计数技术在这些方面相对取样积分技术较优越的结论。