分布式光纤传感 · 信号生成与采集

BOTDA & BOTDR
布里渊时域传感信号方案

为电力电缆、油气管道、结构健康监测等长距离分布式传感场景,提供高分辨率 PLL/DDS 信号源与高速数字化仪的一站式信号生成与采集方案。

40 GHz

PLL信号源覆盖

≤1 MHz

扫频步进分辨率

5 GS/s

数字化仪采样率

4 GB

板载内存深度

Test Principles and System Architecture

布里渊时域测试:BOTDA 与 BOTDR 双架构覆盖

布里渊光时域分析(BOTDA)与反射(BOTDR)技术,是分布式光纤传感的工程主流。BOTDA 采用双端泵浦-探测放大方案,BOTDR 采用单端脉冲激发被动收听方案,分别适配不同的部署与测量需求。

01 / 方案原理

什么是布里渊时域测试?

布里渊光时域测试原理是基于光纤中的布里渊散射:光与声波作用产生频移约11 GHz的散射光,该频移与温度和应力呈线性关系。通过精确测量光纤每一点的频移,即可还原全线的温度和应变分布,使光纤成为长达数十公里的连续传感器,广泛应用于电力电缆、油气管道和结构健康监测等领域。
布里渊时域测试主要分为BOTDS和BOTDR两种架构,如右图所示

02 / 方案对比

双架构优势互补

BOTDA架构 · 双端主动放大

BOTDR架构 · 单端被动收听

Key Challenges

信号源与数字化仪决定传感系统性能边界

布里渊增益谱线宽仅 30–50 MHz,散射信号微弱至 μV/pW 级,对频率分辨率、相位噪声、动态范围与内存深度提出严苛要求。

频率分辨率不足

步进需 ≤1 MHz(甚至 100 kHz),否则会“跳过”峰值,测温误差 >1 ℃。

相位噪声劣化

相位噪声降低长距离相干性,产生强度噪声,限制有效传感距离。

微弱信号捕获

布里渊散射仅为 μV/pW 级,数字化仪动态范围与分辨率决定识别能力。

动态监测响应慢

扫频需达毫秒级才能捕捉桥梁振动、列车经过等瞬态应变/温度变化。

Tesight Solution

信号生成 + 数据采集一站式匹配

德思特提供完整的信号生成与采集方案,全面覆盖上述挑战,精准匹配布里渊测试需求。

方案介绍

德思特布里渊时域传感测试解决方案

布里渊时域传感(BOTDA/BOTDR)通过在光纤沿线激发受激/自发布里渊散射并解调布里渊频移,实现长距离分布式温度、应变与振动监测,广泛服务于电力电缆、油气管道、桥梁与隧道等基础设施健康监测。然而布里渊散射信号仅 μV/pW 级、增益谱线宽仅 30–50 MHz,传感精度与可测距离的上限几乎完全取决于”发”与”收”两端。

在发射端,德思特 PLL/DDS 信号源以 40 GHz 频率覆盖、≤1 MHz 精细步进与低至毫秒级的扫频驻留,产生低相位噪声的扫频探测光驱动信号,确保布里渊增益谱峰被精确锁定、桥梁振动与列车通过等瞬态扰动不遗漏;在接收端,德思特 Spectrum 高速数字化仪以最高 5 GS/s 采样率和 16 bit 分辨率还原每个空间分辨点的微弱散射信号,配合 4 GB 板载内存与 PCIe 流式传输,一次触发即可记录超长光纤的全程数据。收发两端协同,构成高精度、长距离、快响应的完整布里渊时域测试方案。

信号生成

PLL 信号源 · 高频便携扫频调制一体

覆盖 40 GHz 频率范围,步进扫描驻留时间低至 1 ms,集成脉冲调制与扫频功能,同时适配 BOTDA 与 BOTDR 系统。

信号生成

DDS 信号源 · 单通道多音信号输出

无需频点切换,单通道可以同时产生多音信号,大幅提升扫描效率;配合外接混频器可扩展至布里渊频移频段。

DDS Signal Generator

数据采集

高速数字化仪 · 捕捉 μV 级微弱散射

专为分布式光纤传感微弱信号采集优化,兼顾高采样率、高分辨率、大容量板载内存与多通道同步。

高速数字化仪

Solution Value

从“能测”到“测得准、测得远、测得快”

测量精度高

≤1 MHz(可达 100 kHz)步进 + 超低相位噪声 + 16 位数字化仪,精准捕获布里渊增益谱峰值。

传感距离远

低相位噪声保障长距离散射信号清晰,4 GB 大板载内存一次触发记录超长光纤全程数据。

动态响应快

毫秒级扫频驻留+5GS/s采样率,捕捉桥梁振动、列车通过等瞬态变化。

开发集成易

PCIe/PXIe/LXI 多总线、<1 ns 多通道同步,多语言 SDK 大幅降低集成与算法验证成本。

获取布里渊传感完整方案与试用支持

留下您的应用场景与联系方式,德思特应用工程师将为您推荐 BOTDA / BOTDR 最优信号源与数字化仪配置,并提供系统搭建与软件集成支持。