背向瑞利散射是光纤中一种重要的物理过程,属于光纤局部不均匀引起的一种线性过程。利用该物理现象实现的光时域反射计是一种重要且常见的光纤测量设备。我们可以利用它实现光纤测量,并且基于背向瑞利散射原理的分布式光纤传感技术,由于集传感与传光于一体,可广泛用于长距离的监测。本文主要研究任意波形输入脉冲的光纤背向瑞利散射,其主要工作包括：1.理论研究了任意波形的输入脉冲在光纤中的背向瑞利散射过程；2.导出了将瑞利散射看作为一种线性系统的冲激响应函数；3.讨论方波的背向散射输出波形,利用商用光时域反射仪表对理论进行了验证：4.自主搭建OTDR实验平台,重点研究有拖尾脉冲的背向瑞利散射；5.对于有拖尾的脉冲,进行了仿真研究,结果表明仿真与实验结果一致；6.拓展分析研究光纤背向喇曼散射,背向布里渊散射,重点频域观测并理论验证。本文的工作可用于修正OTDR技术当输入脉冲波形不规则导致的误差,从而可以提高OTDR测量的精度与分辨率。