光纤布拉格光栅(FBG)因为具有尺寸小、重量轻、灵敏度高、动态范围宽、耐腐蚀性和抗电磁干扰能力强等诸多优点，成为最受关注的温度和应变传感器之一。目前来说，实现大规模、高精度和高可靠性的分布式传感网络是光纤光栅传感技术未来的发展方向。针对如何提高复用容量和传感系统可靠性，本文设计了一种基于自外差探测的时分复用弱反射光纤光栅传感系统，以及一种高可再生性的网络结构，研究证明此具有自愈结构的系统可极大地提高复用容量和解调精度。主要工作和取得的成果如下：　　采用耦合模理论和传输矩阵法对光纤光栅的传输特性进行了理论研究。设计了反射率和带宽满足特定要求的光纤光栅，为弱反射光纤光栅的制作提供了理论支撑。　　对影响时分复用光纤光栅传感系统容量的因素进行了研究分析，提出了将自外差探测方式应用于时分复用极弱反射光纤光栅传感系统的方案，并设计了一种针对时分复用传感系统的可自愈性的结构。研究结果表明，该系统在保持一定的接收信噪比的情况下，通过降低光纤光栅反射率，系统复用容量可以达到1000以上，设计的自愈性结构能保证光纤链路出现故障时能够快速恢复。　　最后，采用小波变换对FBG反射信号进行了消噪仿真实验。所采用的平稳小波变换去噪方法比普通离散小波变换法的信噪比高出约3dB，并可克服普通小波变换在重构信号时非平移不变的缺点，避免了光谱峰值的偏移。