CN101517375A - 利用通道化来测量来自光纤的布里渊反向散射 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量布里渊反向散射的方法，包括获取表示从所配置的光纤接收的反向散射光的布里渊光的信号，以及将所述信号划分成各具有不同频带的多个信号分量。每个信号分量传递到多个并行探测通道中的一个，在其中所述分量被探测，以及由该探测生成的信号使用模数转换器进行采样。然后处理所述采样，以确定所述布里渊谱线的一个或多个属性。该探测可以是光学的，其中所述反向散射光色散成多个光频率分量，或者该探测是电学的，其中首先对所述反向散射光进行混频，以将所述频率下变频到微波域。

Description

利用通道化来测量来自光纤的布里渊反向散射
技术领域
本发明涉及测量来自用于光时域反射的光纤的布里渊反向散射光的方法。
背景技术
光时域反射(OTDR)是一种使用光纤进行各种参数的远程测量的技术。将光探测脉冲发射到光纤的一端，该光纤配置为穿过感兴趣的区域，例如下至油井。该脉冲沿光纤传播，并且从沿光纤的长度的点反向散射部分光，并且将其返回到发射端，在发射端探测该部分光。在光返回时，记录至散射点并返回的传播时间，从而能够利用在光纤中的传播速度来计算散射点的位置。同样，诸如温度、应变、和压力的各种物理参数对光如何散射具有影响，包括产生拉曼和布里渊频移。根据这些频移的大小、宽度和强度，能够计算这些参数的值。因此，通过进行从时间到距离的适当转换，能够获得沿着光纤长度的物理参数的分布图。
在基于布里渊散射的OTDR中，在散射光谱中可测量一个或多个布里渊散射线。这些线的频率相对于探测脉冲的频率发生了移动。根据所测量的布里渊散射谱，至少能够提取单个线或多个线的强度以及频移的大小，并使用该信息来确定沿光纤的物理参数。
通常，通过直接探测来测量布里渊散射信号，其中布里渊散射光直接入射到光探测器上，或者通过外差探测来测量布里渊散射信号，其中将布里渊散射信号与来自本地振荡器的信号混合并且传递所产生的差频信号用于探测。
一种测量技术使用光鉴别，其中光学滤波器在Mach-Zehnder干涉仪的两臂之间切换光，并且根据从每个臂出现的光信号的相对强度来获得布里渊散射线的中心频率的估计值[1]。一种相似的过程改为依赖于电鉴别[2]。
基于鉴别器的技术的问题是需要使用宽的输入频谱，以捕获整个范围的潜在的输出信号频率。所需的宽的带宽往往使性能退化。
其它技术基于频率扫描和对每个扫描的强度/时间信号的记录。例如，在将已滤波的光传递到探测器之前，可以在期望的频谱上扫描光学滤波器。光学滤波器可以是Fabry-Perot干涉计，与探测脉冲的脉冲重复频率相比，Fabry-Perot干涉计的扫描较慢。对于每个脉冲，可得到一系列的强度测量值，以作为时间/沿光纤的距离的函数，并且还可以对若干脉冲取平均。对滤波器的每个位置进行一系列的记录，由此能够构成针对沿光纤的每个位置的布里渊散射谱[3]。
替代的方法[4、5]使用微波外差方法，其中在光电二极管上混合反向散射光，从而产生从光域到微波域转移信息的拍频谱。对本地振荡器进行频率扫描，并且微波接收器部分传递被进一步放大、滤波并探测的固定中频，从而产生准-DC信号。后者提供系统带宽内的功率作为沿光纤的位置的函数的指示。
对于这些各种扫描方法，数据采集速度通常较慢，因为信号需要在两个维度内取平均。依赖于频率偏移域内的采样间隔和所包含频率的跨度，这可能是冗长的过程，在此期间获取必要的但很少使用的信息。对沿光纤的每个位置必须有大的频率范围以确保发现移频，但是频率线本身仅占据该范围的一小部分。必须进行线外部的测量以定位该线，但是不包括关于被测量参数的信息。
发明内容
因此，本发明的第一方面在于提出了一种用于测量来自光纤的布里渊反向散射的方法，包括：将频率为f0的相干光的探测脉冲发射到光纤中；接收来自所述光纤的反向散射光，所述反向散射光包括至少一个经布里渊频移从频率f0移至频率fB(t)的布里渊谱线，所述布里渊谱线随时间/沿所述光纤的距离而变化；获取表示所接收的反向散射光的信号；将所述信号划分成各具有不同频带的多个信号分量并将每个信号分量传递到探测通道；在每个探测通道中：使用探测器探测所述信号分量，以生成电信号；以及使用模数转换器来数字化所述电信号，以对所述电信号进行采样，并生成表示所述电信号的一系列数字采样；以及处理来自所述探测通道的数字采样，以确定所接收的反向散射光的所述布里渊谱线的一个或多个与时间/沿所述光纤的距离相关的属性。
将布里渊反向散射信号划分成多个频率分量并探测多个并行探测通道的其中之一内的各分量实现利用一个探测脉冲对布里渊频移的全部频率范围进行观察，而没有与能够处理宽带信号的元件相关联的缺点。将探测分发在许多个窄带通道上进行可以实现使用高性能的窄带元件，从而获得精确的测量。同时，因为所有的频率同时被探测，还测量非常迅速，因此避免了耗时的频率扫描。
测量可以以电的方式进行，由此将布里渊反向散射在探测前转换成电信号。这里，在一些实施例中，获取表示所接收的反向散射光的信号包括：提供频率为f1的相干光；以及在光探测器中将所接收的频率为fB(t)的反向散射光与频率为f1的相干光进行混合，以生成差频为ΔF(t)＝fB(t)-f1的主(primary)电信号，其中，所述主电信号包括表示所接收的反向散射光的信号；并且将所述信号划分成多个信号分量包括：将所述主电信号划分成多个部分，并将每个部分与辅助(subsidiary)电信号进行差频混合，每个辅助电信号具有不同的恒定频率fCi，使得每个部分获得频带。差频ΔF(t)可以少于100GHz。
通过选择两个光频率，可以根据可用的探测元件来选择所需的差频ΔF(t)。在一些实施例中，f1可以等于f0。在该情形下，该方法可以包括从单个光源生成频率为f0的探测脉冲和频率为f1的相干光，该光源的输出被调制以产生探测脉冲。
可替换地，该方法可以包括，通过对第一光源和第二光源中的一个的输出进行调制以生成调制边带，并将第一光源和第二光源中的另一个注入锁定至一个调制边带，来从第一光源产生探测脉冲以及从第二光源产生频率为f1的相干光。
在划分所述信号的步骤之前，该方法还可以包括，将差频为ΔF(t)的主电信号与频率为恒定频率fC的次(secondary)电信号进行混合，以将主电信号的频率减少到小于ΔF(t)的频率ΔF2(t)。这样，针对采用可用的元件获取最精确和最有效的探测，可以进一步修改差频。频率ΔF2(t)可以小于5GHz。
作为电信号探测的替代，布里渊反向散射可以直接作为光信号来探测。因此，在其他实施例中，获取表示所接收的反向散射光的信号包括：将所接收的反向散射光用作表示所接收的反向散射光的信号；将该信号划分成多个信号分量包括：将所接收的反向散射光在频谱上分散成多个分量，每一个分量具有定义其频带的不同的频谱分布。
对于光学的或电学的方式，该方法还可以包括：对于另外的探测脉冲重复进行该方法，其中处理数字采样的步骤包括针对每个探测通道，在多个探测脉冲上对采样进行平均之后，根据已平均的采样确定一个或多个布里渊谱线的属性。
根据采样确定的一个或多个布里渊谱线的属性包括以下至少一个：布里渊频率fB(t)、布里渊谱线的强度和布里渊谱线的线宽。
该方法还可以包括根据一个或多个所确定的所述布里渊谱线的属性来计算约束所述光纤的一个或多个物理参数的值，以及将时间转换成沿光纤的距离，以获取一个或多个物理参数在光纤长度上的分布的指示。
本发明的第二方面在于提出了一种用于测量来自光纤的布里渊反向散射的装置，包括：第一光源，用于生成频率为f0的相干光的探测脉冲以及将探测脉冲发射进光纤中；接收器，用于接收来自所述光纤的反向散射光，所述反向散射光包括至少一个经布里渊频移从频率f0移至频率fB(t)的布里渊谱线，所述布里渊谱线随着时间/沿所述光纤的距离而变化，并用于传递表示所接收的反向散射光的信号；分频器，用于将所述信号划分成各具有不同频带的多个信号分量，并将每个分量传递到探测通道，每个探测通道包括：探测器，用于探测所述信号分量以生成电信号；模数转换器，用于通过采样来数字化所述电信号，以生成表示所述电信号的一系列数字采样；以及处理器，用于处理来自所述探测通道的数字采样，以确定所接收的反向散射光的所述布里渊谱线的一个或多个与时间/沿所述光纤的距离相关的属性。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出如何实现其效果，以示例的形式来参照附图，其中：
图1所示为根据本发明第一实施例的执行布里渊反向散射测量的装置的示意图；
图2所示为根据本发明另一实施例的执行布里渊反向散射测量的装置的示意图；以及
图3所示为根据本发明又一实施例的执行布里渊反向散射测量的装置的示意图。
具体实施方式
本发明提出了使用多个并行探测通道来测量包含从光时域反射光纤接收的布里渊散射谱分量的反向散射光，使得布里渊频移的特征可以根据在通道上记录的测量值来确定。每个通道涵盖单独但相邻的频带或范围，且所有频带完全涵盖预期的布里渊频移的总的可能的频率范围。将探测划分成并行通道可以实现使用相对窄带的元件，从而解决了与现有宽带系统试图针对每个探测脉冲一次测量全部频率范围相关联的性能问题。然而，对于单次脉冲仍然涵盖了全部频率范围，使得本发明与传统的扫描技术相比进一步显著地减少了测量次数，传统的扫描技术在多个探测脉冲期间在全部频率范围上对窄带探测窗口进行探测。
第一示例实施例
图1所示为根据本发明实施例的用于实施测量方法的装置的示意图。该示例使用并行处理通道中的电探测。
用于生成窄带相干光(例如激光)的光源10产生频率为f0的输出光束。该光束指向分束器12(例如3dB的光纤分束器)，其将输出光束划分成用于发射进所配置的光纤18中的第一部分，以及将与从光纤18返回而接收到的光进行混频的第二部分。该第一部分通过脉冲形成单元14，所述脉冲形成单元产生具有所需重复频率、脉冲宽度和功率的光学探测脉冲，该光学探测脉冲适于探测所配置的光纤18，以获得布里渊反向散射。在该实例中，脉冲形成单元14包括两个脉冲发生器/门，其间具有放大器。然而，可以使用光学元件的任何所要求的组合，以产生所需的输出。频率为f0的脉冲随后发送至光环行器16，其具有第一端口16a，该端口连接有所配置的光纤18。从而可以将脉冲发射到光纤18中。虽然光环行器是优选的，但可替换地，光环行器16可以采用功率分离器或有源器件来代替，例如声光偏转器。
光环行器16的第二端口16b连接到光束组合器20(例如3dB的光纤分束器)，光束组合器20还连接来从分束器12接收来自光源10的光束的第二部分。光束组合器20的输出用于将光指引至光探测器22，例如快速光电二极管。
因此，在使用中，光源10产生划分成两部分的输出光束。第一部分通过脉冲形成单元14以形成探测脉冲，该探测脉冲经由光环行器16的第一端口16a发射到光纤18中。每个脉冲沿着光纤18的长度方向传播，并且在传播过程中从光纤18的每个部分产生布里渊反向散射。反向散射返回到光纤18的发射端，在这里反向散射光由光环行器16在第一端口16a处接收，并从第二端口16b引出，并进入光束组合器20。可选地，所接收的反向散射在到达光束组合器20之前可以被放大。在光束组合器20中，所接收的布里渊反向散射与来自光源10的频率为f0的输出光束的第二部分组合。布里渊反向散射包括至少一个频率从f0偏移成布里渊频率fB(t)的布里渊谱线，其中时间变化由从光纤18返回的光的时间-距离对应关系产生，布里渊频移的变化随沿光纤的不同位置而产生(光纤的不同部分处于不同的温度、应变等)。所组合的光混合在一起(混频)并指引到光探测器22上，其具有表示入射在其上的光的电输出。因此，混频产生差频为ΔF(t)＝fB(t)-f0的电信号。该主电信号是表示所接收的反向散射光的信号。
尽管在该实例中所接收的布里渊光与来自光源10的频率为f0的光进行混合以产生主电信号，但是也可以使用单独的光源，或者生成具有不同光频f1的光，或者也可生成频率为f0(f1＝f0)的光。如果使用单独的光源，产生用于探测脉冲的光的第一光源的输出可以进行调制，以生成调制边带，并且用于生成频率为f1、将与所接收的布里渊光进行混合的光的第二光源被注入锁定在一个调制边带中。另一种方法是将频率为f0的源的至少部分输出进行调制，以产生至少一个频率为f1的边带。相反地，可以对第二光源进行调制，并且第一光源被注入锁定。虽然单个光源是方便且紧凑的，但是两个单独的光源可提供对于两种频率的光的频率和强度进行独立控制。在所有情形下，效果是一样的：对两个光信号的混合产生具有频率比光信号低的主电信号。优选地，f0和f1的选取使得频率为差频ΔF(t)＝fB(t)-f1(其中f1可等于f0)的主电信号的频率小于约100GHz，即，主电信号处于微波域。例如，如果f0＝f1＝193.4THz，差频将为约11GHz。
进行差频混合以产生主电信号的目的是将光信号的布里渊反向散射转换成保留布里渊线频率信息的电信号，使得电分量可以在后续的通道化和探测中使用。
为此，频率为ΔF(t)的主电信号从光探测器22被引导至电信号分离器24，所述电信号分离器24用于将主电信号划分成多个信号部分，每部分包含总信号功率的近似相等的份额。每部分被传递到辅助电混频器26，每一个辅助电混频器还从相关联的本地电振荡器28接收辅助电信号。每个本地电振荡器28生成具有不同恒定频率fCi的辅助电信号。因此，主电信号的每一部分在电混频器26中进行了不同的混频，该电混频器26输出差频为ΔF2i(t)＝ΔF(t)-fCi的电信号。通过对各种fCi值进行适当的选择，针对主电信号的每一部分来选择主电信号的总频率带宽的不同的段。采用这种方式，进入的主电信号划分成各具有不同的窄频带的多个信号分量，其中各频带一起涵盖差频ΔF(t)的整个宽频范围，并且因此包括布里渊反向散射的总的频率信息。
所述多个电混频器26的输出，作为具有电信号形式的频率分量，现已准备好用于探测，其每一个输出在单独的探测通道30中探测。总共采用N个并行探测通道。图1示出了第一通道30a、中间通道i 30b以及最后通道N 30c。
在图1的实例中，每个通道30包括放大器32，该放大器32从相关的电混频器26接收信号分量。放大器32放大后的输出传递到探测信号分量的电探测器34(微波探测器)。电探测器34可以是平方律探测器，从而将信号分量转换成指示通道的频带中存在的电能量的准DC信号。电探测器34后面是第二放大器36。注意这两个放大器是可选的。
最后，所探测到的信号一旦经放大器36放大便被传递到模数转换器38。该操作通过以选定的采样率(可由与转换器38关联的时钟40控制)对信号进行数字化，从而生成表示该信道30的信号分量的数字采样序列。该采样存储在存储块42中；所有通道30的存储块一起可以被认为构成存储器阵列。
所存储的采样可由处理器44访问，所述处理器用于处理该采样以确定测得的布里渊谱线的属性。该属性可以包括布里渊频率fB、谱线线宽以及谱线强度。根据这些，光纤环境下影响布里渊频移的物理参数诸如温度、压力和应变的值，可以使用前面获得的校准信息来计算。时间与沿光纤18的距离之间的对应关系可实现获得对参数的分布式测量。
时间/距离的对应关系意味着采样率部分地确定了沿光纤长度的测量的空间分辨率。如果单独考虑该采样，空间分辨率是采样率的倒数(乘以时间-距离系数，其约为10ns/m)。可替换地，采样可以根据时间划分成多组来进行处理，且这些组的持续时间确定了空间分辨率。
通道的频率宽度也确定了测量的空间分辨率，因此应当相应地进行选择。例如，如果要求空间分辨率为10m，则每个通道优选地应当具有至少3.5MHz的带宽。带宽优选地应当小于布里渊线宽，其通常为约35MHz。在实践中，大约10MHz与20MHz之间的带宽很可能是有用且现实的。一旦选择了带宽，所要求的通道数N就取决于所要涵盖的总频率范围，后者反过来取决于待测量的预期最大布里渊频移。例如，如果选择了15MHz的通道宽度，总共700MHz的测量跨度，应该使用不到48个通道。
将主信号划分成窄带频率通道的优点在于每个模数转换器仅处理较小的频率范围。这使得能够使用紧凑、低功耗和相对廉价的低速转换器。50至100兆采样每秒的采样率是足够的。诸如Analog Devices部件号AD9222-65的集成电路能够在单个器件中对八个这样的通道进行数字化，从而简化了电路设计。
进一步的优点在于这种级别的采样率容易由现场可编程门阵列(FPGA)收集，从而处理器可以包括一个或多个FPGA，实现廉价处理器的应用。然而，可以使用任何适当的数字处理器件，例如传统的微处理器。可以通过对来自单独的通道采样分别进行处理，随后将结果进行组合，来实现该处理，或者可以一起处理所有通道的采样。另外，可以使用任何适于从采样中提取所需信息的处理技术。例如，数据可以拟合成洛仑兹谱曲线。
第二示例实施例
图2所示为根据本发明实施例的装置的第二实例的示意图。该装置与图1中示出的装置基本相同之处在于所接收的反向散射光与光探测器中的其他光进行混频，以产生电差频信号，所述电差频信号随后在多个以频率范围进行区分的探测通道之间进行分离，其中所述信息被探测并被数字化，以进行信号处理。
然而，图2的装置还包括设置在光探测器22和电信号分离器24之间的次电信号混频器46。连接到次电信号混频器46的是次本地电振荡器48，用于生成具有恒定频率fC的次电信号。次电信号混频器46从光探测器接收频率为ΔF(t)的主电信号。该信号在次电信号混频器46中与次电信号进行差频混频，以产生差频ΔF2(t)＝ΔF(t)-fC。新的差频ΔF2(t)小于初始差频ΔF(t)，从而主电信号的频率在由电信号分离器24在通道30中进行分发来进行探测之前被下变频(downconvert)。该频率的减少可以用于减少系统中的噪声，从而提高测量精度，并将使频率进入更适于在探测通道30中可用的探测器34和模数转换器38的频率范围。恒定频率fC因而可以相应地进行选择。任何频率的减少都可能是有用的，但低于5GHz的ΔF2(t)的值可能是有益的。
第三示例实施例
图3所示为根据本发明又一实施例的装置的示意图。
图1和2中的实施例利用的设置在于，其中所接收的反向散射光在探测之前通过差频混频而转换成电信号。相反，图3示出的装置中，反向散射被保留在光域内，以进行探测。
如图1和2中的，光源10生成频率为f0的相干光，其通过产生探测脉冲的脉冲形成单元14，所述探测脉冲经由光环行器16的第一端口16a发射进所配置的光纤18。然而，返回的布里渊反向散射并不像图1和2中那样在光探测器中与另一光信号进行混合。而是，光环行器16的第二端口16b设置为将沿着光路(例如由光纤所确定)从光纤18接收的反向散射光传递到光谱色散设备50，例如分光仪、滤波器组、光栅组或棱镜。可选地，光放大器可以插在光环行器16和色散设备50之间，以便在色散设备50中分离之前增强信号。色散设备50配置为根据频率分离进入的光(其中所接收的反向散射直接用作表示反向散射的信号)，以便产生该代表性信号的多个信号分量，其每一个信号分量具有不同的谱，并因而各涵盖不同的频带。
色散设备50设置为使得每一个信号分量传递到多个并行探测通道30中的一个以进行探测。每个通道30包括光探测器52，其由该通道的入射信号分量的光照射，并产生基于入射光量的电信号(平方律探测器)。与在前面的实施例中一样的，电信号随后在放大器54(可选的)中进行放大，然后通向模数转换器38，以通过采样进行数字化，该采样存储在存储块42中，用于在处理器44中进行处理。
其他实施例
本发明并不限于参照图1、2和3所述的实施例。可以采用任何设置，其中，表示所接收的布里渊反向散射的信号划分成多个信号分量，其中每个信号分量具有不同的频带，这些频带一起涵盖预期的布里渊频移的全部频率感兴趣范围，并且每个信号分量随后在单独的探测通道中处理，所述探测通道包括探测器和对探测器的输出进行采样的模数转换器。适当的装置可以认为是包括接收器部件，其从光纤接收反向散射光，并传递表示反向散射的信号(其可以是该反向散射光本身)；分频器部件，其将所述信号分离成具有不同频带的多个分量；以及探测部件，其包括多个并行探测通道，每个并行探测通道接收一个信号分量。如各个实施例所举例说明的，可以对光信号或电信号进行探测。除了上述特定实例以外，可以包括各种混频步骤，以对信号频率在分离或探测之前进行频移。另外，除了已经说明的步骤以外(或者，可以省去所说明的步骤)，还可以使用各种对光信号或电信号进行滤波和放大的步骤。特别地，布里渊反向散射在探测以前转换成电信号的实施例可以在光探测器22之后包括电带通滤波器，以在对信号进行分离以前从信号中去除噪声以及感兴趣的布里渊范围以外的频率。类似地，在光学的实施例中，光带通滤波器可以置于色散设备50之前。对于每一通道可以选择相同的探测器，无论是用于电的还是光的探测，在该情形下需要进行调整来补偿响应不同频率范围的差异，或者对于各个通道可以选择不同的探测器，使得可以对每个通道进行定制，以给出与其频率范围无关的等同响应。
对于任何实施例，可执行多个测量周期，其中来自多个探测脉冲的布里渊反向散射被探测、采样和存储。随后，来自所有脉冲的数据在确定布里渊属性和物理参数时可以取平均以提高精度。优选地，针对每个通道对所有脉冲的采样取平均，且随后一起处理所有通道的平均值，以确定布里渊属性。
最后，本发明的方法可以与光频域反射(OFDR)设置一起使用。在OFDR中，与将单个光脉冲发送进光纤并观察反向散射光的时间相关性不同的是，对连续波源通常采用其频率在较宽频率范围上进行啁啾的正弦波进行频率调制。只要空间分辨率是适度的，所应用的调制可以在充分低的低频下进行，以避免干扰通道化。布里渊增益分析，即受激布里渊散射，在[6]中描述，但该原理也适用于在此已描述的自发布里渊散射。
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Claims (24)

1、一种用于测量来自光纤的布里渊反向散射的方法，包括：
将频率为f0的相干光的探测脉冲发射到光纤中；
接收来自所述光纤的反向散射光，所述反向散射光包括至少一个经布里渊频移从频率f0移至频率fB(t)的布里渊谱线，所述布里渊谱线随着时间/沿所述光纤的距离而变化；
获取表示所接收的反向散射光的信号；
将所述信号划分成各具有不同频带的多个信号分量并将每个信号分量传递至探测通道；
在每个探测通道中：
使用探测器探测所述信号分量，以生成电信号；以及
使用模数转换器来数字化所述电信号，以对所述电信号进行采样并生成表示所述电信号的一系列数字采样；以及
处理来自所述探测通道的所述数字采样，以确定所接收的反向散射光的所述布里渊谱线的一个或多个与时间/沿所述光纤的距离相关的属性。
2、根据权利要求1所述的方法，其中：
获取表示所接收的反向散射光的信号，包括：
提供频率为f1的相干光；以及
在光探测器中将所接收的频率为fB(t)的反向散射光与频率为f1的所述相干光进行混合，以生成差频为ΔF(t)＝fB(t)-f1的主电信号，所述主电信号包括表示所接收的反向散射光的所述信号；并且
将所述信号划分成多个信号分量的过程包括：
将所述主电信号划分成多个部分，并将每个部分与辅助电信号进行差频混合，每个辅助电信号具有不同的恒定频率fCi，使得每个部分获得一频带。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述差频ΔF(t)小于100GHz。
4、根据权利要求2或3所述的方法，其中f1＝f0。
5、根据权利要求4所述的方法，包括从单个光源生成频率为f0的探测脉冲和频率为f1的所述相干光，对所述光源的输出进行调制以产生探测脉冲。
6、根据权利要求2或3所述的方法，包括通过对第一光源和第二光源中的一个的输出进行调制以生成调制边带，并将所述第一光源和所述第二光源中的另一个注入锁定至一个所述调制边带，来从所述第一光源产生探测脉冲以及从所述第二光源产生频率为f1的相干光。
7、根据权利要求2-6中任一项所述的方法，在划分所述信号的步骤之前，还包括：将差频为ΔF(t)的所述主电信号与恒定频率为fC的次电信号混合，以将所述主电信号的频率减少到小于ΔF(t)的频率ΔF2(t)。
8、根据权利要求7所述的方法，其中所述频率ΔF2(t)小于5GHz。
9、根据权利要求1所述的方法，其中：
获取表示所接收的反向散射光的信号，包括：
将所接收的反向散射光用作表示所接收的反向散射光的信号；并且
将所述信号划分成多个信号分量，包括：
将所接收的反向散射光在频谱上分散成多个分量，所述多个分量中的每个分量具有定义其频带的不同的频谱分布。
10、根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括针对另外的探测脉冲重复该方法，其中处理所述数字采样的步骤包括：针对每个探测通道，在多个探测脉冲上对所述采样进行平均之后，根据已平均的采样确定一个或多个布里渊谱线的属性。
11、根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述采样确定的一个或多个布里渊谱线的属性包括以下至少一个：布里渊频率fB(t)、布里渊谱线的强度以及布里渊谱线的线宽。
12、根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括根据一个或多个所确定的所述布里渊谱线的属性来计算约束所述光纤的一个或多个物理参数的值，以及将时间转换成沿所述光纤的距离，以获得所述一个或多个物理参数在所述光纤的所述长度上的分布的指示。
13、一种用于测量来自光纤的布里渊反向散射的装置，包括：
第一光源，用于生成频率为f0的相干光的探测脉冲并将所述探测脉冲发射到光纤中；
接收器，用于接收来自所述光纤的反向散射光，所述反向散射光包括至少一个经布里渊频移从频率f0移至频率fB(t)的布里渊谱线，所述布里渊谱线随着时间/沿所述光纤的距离而变化，以及用于传递表示所接收的反向散射光的信号；
分频器，用于将所述信号划分成各具有不同频带的多个信号分量，并将每个分量传递至探测通道，每个探测通道包括：
探测器，用于探测所述信号分量并生成电信号；以及
模数转换器，用于通过采样来数字化所述电信号，以生成表示所述电信号的一系列数字采样；以及
处理器，用于处理来自所述探测通道的所述数字采样，以确定所接收的反向散射光的所述布里渊谱线的一个或多个与时间/沿所述光纤的距离相关的属性。
14、根据权利要求13所述的装置，其中：
所述接收器包括：
第二光源，用于生成频率为f1的相干光；以及
光探测器，设置为接收频率为fB(t)的所述反向散射光以及频率为f1的所述相干光，并用于生成差频为ΔF(t)＝fB(t)-f1的主电信号，所述主电信号包括表示所接收的反向散射光的所述信号；并且
所述分频器包括：
电信号分离器，用于将所述主电信号分离成多个信号部分；
多个电本地振荡器，各用于生成具有不同恒定频率fCi的辅助电信号；
多个电信号混频器，各设置为接收一个信号部分和一个辅助电信号，以便将每个信号部分与不同的辅助电信号进行差频混合，使得每个信号部分获得不同的频带。
15、根据权利要求14所述的装置，其中所述差频ΔF(t)小于100GHz。
16、根据权利要求14或15所述的装置，其中f1＝f0。
17、根据权利要求16所述的装置，其中所述第一光源和所述第二光源为同一光源，对该光源的输出进行调制以产生脉冲。
18、根据权利要求14或15所述的装置，其中对所述第一光源和所述第二光源中的一个的输出进行调制以生成调制边带，并将所述第一光源和所述第二光源中的另一个注入锁定至一个所述调制边带。
19、根据权利要求14-18中任一项所述的装置，还包括用于生成具有恒定频率fC的次电信号的次电本地振荡器，以及次电信号混频器，该次电信号混频器用于在所述主电信号到达所述分频器之前，将差频为ΔF(t)的所述主电信号与所述次电信号进行混频，从而将所述主电信号的频率减少到小于ΔF(t)的频率ΔF2(t)。
20、根据权利要求19所述的装置，其中所述频率ΔF2(t)小于5GHz。
21、根据权利要求13所述的装置，其中：
所述分频器包括光谱色散设备，用于将入射的反向散射光色散成多个分量，所述多个分量中的每个分量具有定义其频带的不同的频谱分布；并且
所述接收器包括光路，该光路设置为收集来自所述光纤的反向散射光并将其传递到所述光谱色散设备，所述反向散射光本身包括表示所接收的反向散射光的所述信号。
22、根据权利要求13-21中任一项所述的装置，其中所述处理器还用于在确定一个或多个布里渊谱线的属性之前，针对每个探测通道对根据多个探测脉冲生成的数字采样进行平均。
23、根据权利要求13-22中任一项所述的装置，其中根据所述数字采样确定的一个或多个布里渊频移的属性包括以下至少一个：布里渊频率fB(t)、布里渊谱线的强度以及布里渊谱线的线宽。
24、根据权利要求13-23中任一项所述的装置，其中所述处理器还用于根据一个或多个所确定的所述布里渊频移的属性来计算约束所述光纤的一个或多个物理参数的值，以及用于将时间转换成沿光纤的距离，以获取所述一个或多个物理参数在所述光纤的长度上的分布的指示。
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