P-OTDR是通过检测光纤中偏振态变化来达到分布式光纤传感目的的一种新型传感技术。光纤中偏振态变化实际上是由相位变化引起的，因此这种传感机制非常灵敏，可以感知OTDR感觉不到的微弱外界变化。实验发现，检测带有偏振信息的背向瑞利散射信号有一定难度，首先须确保进入待测光纤中的光强，但也不能太大，否则会产生布里渊散射；其次，还要克服光路中元器件连接器带来的菲涅耳反射的影响。除此之外，系统中各种噪声，如激光器热噪声、EDFA自发辐射噪声和光信号接收器件噪声等都会影响系统分辨率和检测信号的信噪比，改善检测信号的信噪比和系统的分辨率并从实验数据中提取出偏振信息是本文必须解决的问题。本文围绕如何提高实验系统的偏振态稳定性、分辨率、信噪比，以及偏振信息提取等几方面，作了如下工作：1．研究OTDR的基本工作原理、结构、用途及其主要性能参数，并在OTDR的基础上介绍P-OTDR实验装置，详细研究P-OTDR的原理，推导出光纤中的偏振态分布。2．在商用OTDR的基础上，搭建出P-OTDR实验系统，并基于此系统进行分布式传感的实验。实验发现，商用OTDR的光源和观测系统并不适用于P-OTDR实验研究。3．自建P-OTDR实验装置，调试了光路，克服了光纤中菲涅耳反射的影响，研究了各器件参数对信号质量的影响，成功观测到偏振瑞利反射信息。4．研制出适用于P-OTDR实验装置的光探测器，主要特点是噪声低，灵敏度高，带宽较窄，信号放大功能。5．对信号进行了数据处理，设法提高实验系统的分辨率和检测信号的信噪比。