随着国民经济的快速发展,各行各业对于安全性的需求越来越多,各类周界安防系统层出不穷。基于φ-OTDR的分布式光纤传感系统的作为一种周界安防系统,与传统传感系统相比,具有诸多优势。其隐蔽性强,探测光缆的铺设与维护方便,能应付各类复杂的检测环境,此外分布式光纤传感系统的另一优势在于其传感器的成本相当低廉。本论文从传统OTDR技术出发,分析和讨论基于φ-OTDR技术的三种信号解调方案,并从延长传感距离、实用性和灵敏度这三个方面出发进行了大量的开拓性研究,设计并搭建了两种光路系统以验证设计思路的可行性。具体内容包括以下几个方面:(1)本文对分布式光纤传感系统的技术背景做一个总结说明。详细说明了基于背向瑞利散射的φ-OTDR技术的研究现状,并对该技术的一些关键因素做了归纳。(2)对现有相位产生载波技术的解调技术进行理论分析,并根据实际的仿真结果,分析该技术的优缺点。(3)设计一个基于对称2×2光纤耦合器的φ-OTDR分布式光纤传感系统,并根据实际的测量结果,分析该技术的优缺点。实现传感距离32km,信噪比达9.6dB。(4)设计一个基于3×3光纤耦合器与双向拉曼放大器的φ-OTDR分布式光纤传感系统,并根据实际的测量结果,分析该技术的优缺点,通过后续改进,实现传感距离104km,信噪比达到11.4dB。同时使用边缘检测技术优化解调结构,在同一数据下,将信噪比提高到14dB。