感温光缆系统可划分为四个子系统：控制触发子系统，光信号采集子系统，光电转换子系统和电信号处理子系统。控制触发子系统是指同步脉冲发生器，产生具有一定宽度和重复频率的脉冲;光信号采集子系统主要是由脉冲激光器，光波分复用器和传感光缆构成。

    感温光缆系统脉冲激光器需要产生脉宽较窄且功率较大的光脉冲，光波分复用器集成了薄膜干涉滤波片，能够滤出斯托克斯和反斯托克斯这两种特定波长的光;光电转换子系统是由光电检测器和主放大器组成，把微弱光信号转换成适合数据采集卡处理的电压信号。光电检测器一般采用具有内部增益的雪崩二极管(APD)，主放大器一般由多级组成，要求宽带，高增益，低噪声;电信号处理子系统由数据采集卡和计算机组成，数据采集卡要有较高的数据采集速度和采集位数，从而有效的进行数据累加和平均处理。

    计算机控制同步感温光缆系统脉冲发生器产生具有一定重复频率的脉冲，这个脉冲一方面调制脉冲激光器，使之产生一系列大功率光脉冲，同时向高速数据采集卡提供同步脉冲，进入数据采集状态。光脉冲经过波分复用器的一个端口进入到传感光缆，并在光缆中各点处产生后向散射光，返回到波分复用器。

    后向散射光通过薄膜干涉滤光片分别滤出斯托克斯光和反斯托克斯光，经波分复用器的令外两个端口输出，并分别进入到光电检测器(APD)和主放大器中进行光电转换和放大，将信号放大到数据采集卡能够有效的采集范围上。

此时数据采集卡将传感感温光缆系统各点散射回来的光电信号进行采集和存储，产生一条光缆温度曲线，并等待后续光脉冲产生的散射光电信号进行累加和平均等数据处理。由计算机通过编译好的软件进行温度解调和显示。