对比总结了基于拉曼散射、布里渊散射与瑞利散射的三种主要DOFS技术的原理及特点，介绍了DOFS系统在输电线路舞动及雷击监测领域的国内外研究及应用现状；对基于分布式光纤传感的架空输电线路舞动、雷击监测技术目前存在的不足进行了分析；指出分布式放大、光脉冲编码、多参量融合以及通感一体等关键技术将是该领域下一阶段的发展趋势与研究热点。

设计了一种融合相位敏感型光时域反射计（Φ‑OTDR）和马赫‑曾德尔干涉仪（MZI）的预应力钢筋混凝土管（PCCP）断丝监测系统。通过引入优化的IQ解调算法，减少了40%以上的数据运算量。实验结果证明该系统的单端测量距离不低于20 km，频率响应不低于20 kHz，空间定位误差在±2 m以内，具备长距离定位断丝故障和分辨振动事件特征频率的能力，为PCCP的全生命周期在线结构健康监测提供了一种可靠的技术手段。

利用自研的Φ‑OTDR系统，在福建省某海上风电场开展了演示验证，实现了对海风机机组的启动‑运行‑停机等不同工况下的状态分析与诊断，总结了不同工况下的振动特征及诊断依据；以及针对海底电缆的水流冲击、锚害拖拽、抵近船只航行等监测预警功能，总结了不同海缆状态下及周边环境感知目标事件特征。实测结果证明该方案能够在线监测海风机与海底电缆状态，并有效感知周围环境，为提升海上风电场运维水平提供了可靠的技术途径。

相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有高动态响应、高灵敏等特点，在大型工程结构健康监测领域具有巨大的应用潜力。而Φ-OTDR系统仪器化水平和工程应用很大程度上取决于数字信号处理(DSP)技术。本文对比分析了近年来Φ-OTDR系统在信号的量化、解调、抑噪以及模式识别上主要的数字信号处理方法和技术，并通过架空输电线路状态监测、埋地电缆外破预警两个应用实例，阐述了工程应用中数字信号处理与行业背景知识相结合的重要性和方法，并对Φ-OTDR系统中数字信号处理方法的发展现状和趋势进行了总结与展望。

传统光时域反射仪（OTDR）技术是通过背向瑞利散射功率来进行光纤检测的，在带有光中继放大的传输线路中，大多采用掺铒光纤放大器（EDFA）来补偿信号光的损耗，延长信号光的传输距离，由于EDFA在对信号进行放大的同时会产生自发辐射噪声，噪声的不断累积会使OTDR测量的信噪比快速下降，导致无法测量。文章主要阐述了相干光时域反射仪（C-OTDR）的技术原理，通过相干探测方法把探测到的信号光功率集中到中频，通过对该频率信号进行带通滤波即可滤除大部分噪声，使其能穿过EDFA不断延伸探测距离。文章同时提出采用频移键控方式来消除海缆长距离传输多级中继器级联带来的光浪涌问题，以便将其应用于海缆长距离传输系统中。通过自研C-OTDR研制，在模拟海缆多跨传输系统中，C-OTDR技术的实际测试达到3 000 km，完全具备实用条件。

利用ANSYS有限元分析软件建立等高架空输电线路有限元模型并进行模态分析，揭示了架空输电线固有频率与覆冰厚度间的单调递减规律，因此提出了一种基于相位敏感型光时域反射（Phase‑sensitive optical time‑domain reflectometer，Φ‑OTDR）技术的输电线固有频率测定方法，通过反演覆冰厚度变化，实现覆冰在线监测。搭建了输电线覆冰模拟装置，Φ‑OTDR设备的测试结果表明悬垂线的小幅度振动频率只与系统属性有关，而与外部激励无关，且悬垂线的固有频率随着覆冰层数的增加而降低，具有很好的单调性，从而为架空输电线路覆冰在线监测提供了一种潜在的全新解决方案。

为了获取一个档距内更精细的覆冰厚度分布，针对紧套型光纤复合架空地线（OPGW），提出了一种基于布里渊光时域反射计分布式应变传感能力的覆冰监测技术，并通过实验进行了验证。测量得到OPGW的应变分布，通过力学分析将应变分布转换为重量分布，进而换算得到具体的覆冰厚度分布。在悬空光缆的模拟实验中，针对均匀负重5 kg和2.5 kg的实验结果误差分别为2.27%和15.77%，验证了此方法的有效性。误差分析表明在实际中OPGW具有更长跨距的情况下，采用较大的空间分辨率可以提高应变测量精度，改善本方法对覆冰分布的测量效果。