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ENERGY2023.12
AI大模型助力分布式光纤传感工程应用
文|李锋
供职于华为技术有限公司
“把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构们可以测量到数十公里光纤上任意位置受到的极其轻微
建万物互联的智能世界”是华为公司的愿景与使命。在智的振动干扰，哪怕振动仅引起了光纤纳米级的长度变化，
能化缺一不可的感、传、存、算、控、显数据流链条中，感而且扰动可以被精确定位到10米范围以内，这种技术又
知是所有数据流的起点，是智能化的基石。基于无线和称为分布式声学传感（DAS）。
ϕ
光的通感一体化网络，将共同构成未来智能世界的感知利用-OTDR技术，华为推出了单端检测距离达
神经网络，提供灵敏、密集和实时的环境数据流。50km的DAS设备HuaweiOptiXsenseEF3000，可
以被广泛应用到油气管道、周界防护等多种基于光纤的
光纤感知-人类最精密的测量工具分布式振动监测场景。
截至2022年底，中国已建成全球最大的移动通光纤传感技术行业应用挑战
信和光纤网络，布设了超过1000万个移动电话基站和
6000万公里光缆。在中东部经济发达地区，平均每平方随着产业技术升级，智能化对行业的平稳发展变得
公里内的光缆长度超过10公里，形成了密集的光缆网至关重要。其中，油气管道的安全监测特别适合采用分布
络。这些光缆，未来都可能成为智能世界的感知单元。式光纤传感技术，其原因有三：一是油气管道通常铺有伴
在光通信设备中，实际上早就使用了大量的光行光缆，不需要特意布设传感光缆；二是油气管道拓扑结
纤感知技术，特别是OTDR（OpticalTimeDomain构简单，大多为单条线性结构，且距离长，极少分支；三
Reflectometer，光时域反射仪）设备对光纤链路的质量是油气管道通常在野外布设，人工巡检难度大，成本高。
监测，已经成为标准。在传统的光通信网络中，OTDR相目前中国已经铺设的油气输送管道超过11万公里，
当于光纤雷达，将探测脉冲注入到光纤中，利用对回波的仅有少数区段布设了分布式光纤传感技术进行探索实验，
测量来探测光纤的断点和损耗分布，但传统的OTDR仅普及程度仍不高。在油气管道防外破领域，分布式光纤传
限于光强度探测，实际上远没有用尽光的检测能力。感的应用尝试实际上已经进行了10年以上，但之前的探
众所周知，光是人类迄今为止最精密的测量工具，索大多效果不佳，特别是误报率较高，仅靠对振动信号设
基于光相位检测的干涉仪甚至可以探测到极其微弱的引置强度阈值会触发较多虚警，对巡检人力造成干扰，阻碍
力波信号。而在光纤中，我们实际上也可以利用光相位检了技术的真正应用。
测进行感知。对OTDR探测脉冲回波的相位检测可以分布式光纤传感在油气管道领域遭遇的困难和挑战
利用长途光通信的相干接收技术，这种检测回波相位的实际上在其他应用中也存在类似状况。在较多探索的周
ϕ
OTDR称为-OTDR。得益于高稳定的激光信号及高界防护领域，分布式光纤传感的高误报和强干扰下的漏
ϕ
灵敏的相干接收机，-OTDR
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