如何將50km的通信光纜變成100萬只光纖溫度傳感器？

隨著分布式光纖傳感科技的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、AI人工智能等新技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對安全監(jiān)測的要求逐漸嚴(yán)格。傳統(tǒng)的點(diǎn)式傳感器，已無法滿足市場需求，在這個背景下，普通的通信光纜因成本低，成分穩(wěn)定，壽命長達(dá)30年以上，本征防雷防爆不帶電等特點(diǎn)，成了天然優(yōu)質(zhì)且在特定領(lǐng)域無可替代的傳感器載體，通過分布式光纖傳感技術(shù)將普通通信光纜變成溫度+聲波振動+應(yīng)力應(yīng)變傳感器陣列成為了一個備受關(guān)注的領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，可涵蓋石油管線、電力電纜安全、煤礦安全、消防火災(zāi)安全、交通隧道等多個行業(yè)。

光纖是現(xiàn)代人類信息化文明的基石，屬于新興國家戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施之一。與我們生活高度相關(guān)，隨著光纖通信的普及，當(dāng)前人類99%以上視頻、語音、圖片、文件數(shù)據(jù)等等都是通過光纖來傳輸。沒有了光纖的支撐，人類將瞬間倒退50年，我們將沒有了網(wǎng)絡(luò) 沒有了遠(yuǎn)程通信能力，手機(jī)電腦網(wǎng)絡(luò)失效；視頻無法傳輸；2G、3G、4G、5G都將重新歸零。但是光纖不僅僅可以用作通信，光纖還可以用于傳感（包含溫度、聲波振動、應(yīng)變等）。光纖用于傳感的主要優(yōu)勢是光纖的主要成分是二氧化硅，成本低廉（占地球總質(zhì)量的12%，取之不盡，用之不竭）。光纖的成分單一、耐腐蝕、耐高溫、抗輻射、本征安全防爆，壽命30年以上。配合高精尖的分布式光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，光纖所在現(xiàn)場不需要任何供電的情況下，即可將光纖所到之處的任何位置，幾公里、幾十公里，甚至上百公里以外所有光纖沿線的溫度、聲波振動、應(yīng)變等信息全部帶回來，實(shí)時測量時間可達(dá)秒級。并且光纖不僅能夠帶回來傳感數(shù)據(jù)，還能夠準(zhǔn)確定位。比如光纖與管道同溝敷設(shè)，任何一個位置管道有泄漏，即可準(zhǔn)確測溫和定位具體位置。布里淵科技專注于分布式光纖溫度、聲波振動、位移應(yīng)變等光纖傳感技術(shù)研發(fā)、技術(shù)更新、技術(shù)突破，也是具備單臺設(shè)備百萬量級分布式光纖溫度、聲波振動、位移應(yīng)變傳感器集成能力的團(tuán)隊。團(tuán)隊成立至今，在分布式光纖傳感領(lǐng)域深耕細(xì)作，堅持“銳意進(jìn)取，開拓創(chuàng)新”，持有各項(xiàng)專利與知識產(chǎn)權(quán)46項(xiàng)。創(chuàng)新的技術(shù)有厘米級布里淵分布式光纖頻域編碼的溫度解調(diào)技術(shù)、布里淵分布式相位聲波振動還原pDAS技術(shù)（NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI模型）以及長距離120km布里淵頻移溫度與應(yīng)變解調(diào)技術(shù)，在未來應(yīng)用前景廣闊。

當(dāng)前分布式光纖傳感技術(shù)最大的難點(diǎn)是光纖的感知分辨率，感知分辨率可以類比于視頻圖像的分辨率，分辨率越高越清晰，分布式光纖傳感同樣如此，傳感感知分辨率越高越靈敏。傳統(tǒng)的分布式光纖拉曼測溫技術(shù)，感知分辨率是米級的，比如±1米的空間尺寸感知分辨率。但是往往現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用場景是很小的發(fā)熱點(diǎn)或者泄漏點(diǎn)與光纖發(fā)生接觸，熱點(diǎn)的影響范圍僅僅是厘米級甚至是毫米級，傳統(tǒng)的分布式光纖拉曼測溫系統(tǒng)將無法感知，也無法定位，因?yàn)槲⑿〉臏囟茸兓瘜⒈惠^大區(qū)間的空間尺寸感知分辨率平均掉。

當(dāng)前，全球的分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展都面臨著同樣的技術(shù)難題，如何提高光纖的空間感知能力，從米級的空間感知能力提升至厘米級的空間感知能力將會是一個量變到質(zhì)變的突破，難度非常之大，需要理論研究與工程實(shí)踐的綜合能力，傳統(tǒng)的拉曼光學(xué)時域解調(diào)在米級的空間尺寸感知分辨率已經(jīng)達(dá)到極限，無論是采樣率、信號寬帶、還是窄脈沖精度都無法突破提升。無錫布里淵科技團(tuán)隊十年磨一劍，突破了這項(xiàng)技術(shù)并已經(jīng)全面產(chǎn)品化，將空間尺寸感知分辨率提升至±5cm，同時定位精度也提升至±5cm，意味著對于同樣的1km普通通信光纖，傳統(tǒng)的±1米的空間尺寸感知分辨率的分布式光纖測溫系統(tǒng)，將1km的光纖變成了1000個溫度傳感器陣列，但是布里淵科技的厘米級分布式光纖測溫系統(tǒng)可以將1km的光纖變成20000個溫度傳感器陣列，提升幅度達(dá)到20倍。并且不影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在未來應(yīng)用前景廣闊，在分布式光纖傳感領(lǐng)域具有劃時代的意義。

通信光纜變成溫度傳感器陣列是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的技術(shù)，可以在石油管線、電力電纜安全、煤礦安全、消防火災(zāi)安全、交通隧道安全等多個領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。同時，該技術(shù)的市場前景也非常廣闊，未來有望成為光纖傳感器市場中最具潛力的領(lǐng)域之一。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，產(chǎn)品的價格的調(diào)整，我們相信將來會有更多的應(yīng)用場景和商業(yè)模式涌現(xiàn)出來，將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域中，為人們的生命財產(chǎn)安全保駕護(hù)航。