本发明公开了一种Φ‑OTDR型分布式光纤声波传感系统，该系统实现了带通抽样和频分复用技术的首次融合，首先通过在传统外差探测方案的基础上引入了马赫‑增德尔调制器，实现了脉冲光的频分复用，提升了系统的有效采样率，实现了可探测声波频率的倍频增长；然后采用基于带通抽样定理的降采样方法，降低了系统采样率、硬件成本和计算复杂度，提高了系统信号采集和处理的实时性。同时，基于本发明公开的传感系统，提出了一种采用多频信号时分复用的改进相位解调方法，验证了传感器的可行性。