文仲寺，江 毅

(北京理工大学光电学院，北京 100081)

0 引言

基于OTDR的分布式系统提出开始至今，传感技术通过不断的发展，已经发展出多种类型的传感方法，包括相干光时域反射型(C-OTDR)、相位敏感光时域反射型(φ-OTDR)、布里渊光时域反射型(B-OTDR)等[1-4]。当前基于φ-OTDR的传感系统已经可以做到长距离、高精确度的振动识别，但依然无法突破高频微弱振动的瓶颈[5-10]。

为解决自行搭建的基于φ-OTDR的光纤周界防卫系统的信号降噪处理问题，实现光振动信号的提取和降噪，本文使用一种基于小波分解的方法降低信号噪声。实验结果表明，该方法能够较好地改善信噪比。

1 光纤分布式振动系统信号处理原理

1.1 φ-OTDR系统原理

与常规的OTDR系统不同，在φ-OTDR系统中，通常使用窄线宽激光器经过脉冲调制后以脉冲光的形式进行传感，此时经过调制的脉冲光具有高相干性。将脉冲光从光纤的一端注入传感光纤后，同一位置散射回来的脉冲光将发生干涉，而系统的输出则是脉冲宽度区域内反射回的所有瑞利散射光相干干涉的结果。φ-OTDR系统通过脉冲光的发射时间及散射光的接收时间的差别来完成对位置信息的解调。脉冲宽度将决定定位精度。

在振动发生时，该位置将会发生应力的改变，导致折射率及光纤长度的改变，从而改变其传导光波的相位，使得光干涉强度发生变化。假设光纤长度为L，窄线宽脉冲光通过光纤后产生一定的相位延迟记为φ，φ=βL(β为传输常数)。在扰动发生时，光纤形状会发生改变，且由于弹光效应会导致纤芯折射率发生变化，从而使得φ发生变化。……