光纤技术
光
通
信
施通过光纤传感网络、将与宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。
下面举例来描述光纤物感网的使用情景：
1地震监测 .由于具有长距离遥测、耐恶劣环境、灵敏度高、易于联网等突出优点。光纤传感器可能是目前最好的地震监测手段，一
与语音通信技术中分为有线 (固定电话 )和无线 (动电移(纤物感网)和无线物联网两类。光 网”的三纤合一的系统。其优点如下；
旦在地震带附近建立起永久的可以监测地震的光纤传感器网
话 )通信相类似，物联网也应当根据终端用户的类型分为有
线络，就可以及时地监测地下的异常情况，对可能发生的地震发出预警，最大可能地避免人员伤亡和财产损失。光纤传感器可里。可用于检测地震波、地质板块内部应力、温度、位移和倾斜、地下流体压力、地下磁场等地下物理量的动态变化。光纤物感网是“纤传感”、“纤传输”和“纤互联埋入温度高达 2 0C以上的地层深处，因此可测量距离达数百公光光光 5￣
1光纤传感器与传统的非电量电测法的电传感器相比，具 .
分布式光纤传感器除具有结构简单、灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、抗电磁干扰、光路可挠曲、易于与计算机
有显著的优点：因为它是导光元件，所以完全不受电磁干扰，作。
不受雷击，不受核辐射影响，可在煤矿等易燃易爆的环境中工连接、便于遥测等优点外，其最显著的优点就是可以测出光纤沿线任一点上的应变、温度和损伤等信息，实现对监测对象的全方位立体监测。因此，研究和开发分布式光纤应变/度传感技术对活动块温 2光纤传感器与传统的传感 .
器相比，具有更高的检测灵敏度，例如，型的光纤光栅布拉格波长典
体边界带 (断裂带 )或的监测具有重要意义。
随温度、压力和应变变化的灵敏度分别为 1 p/、3 m M al . p/ O m k p/ p￣ 1 2 m“:O D (Q 6 3的应变测量精度则￡B T R A 8 0 )可达±0 0 3 ( 0 ) . 0% 3 .
将被测的各种参数经光纤网络传输到数据控制中心进行记录和分析，并与互联网相联，分享全球有关地质变动的
特别是相位调制型光纤传感器具有极高的检测灵敏度，因光电检测器无法直接感知相位，必须采用干涉故技术使相位变化转化为强度变化，才能实现对物理量的检测。其可得到最小相位变化为 1 r d 0 a的测量精度。如
资料，相互印证，分析比较，监测地震预兆。
2煤矿安全 .煤矿生产中的安全问题日益突出， 矿井瓦斯浓度达到 5~ 1%就具有爆炸% 6的危险性。因此实时监测矿井瓦斯浓度，
采用保偏光纤，信号检测系统可测出 lr d g a的相
位移，则对每米光纤的检测灵敏度：对温度为 1。对压力为 0 C, 1 P,应变为 1一u,态范围可 0 a对 O￡动达 1。对于某些波长检测型的光纤 0
及早采取预防措施，不仅能减少国家财产损失，而且能有效保障矿井工人的人身安全。采用高精度、长期可靠的光纤瓦斯传感器、光纤温度和应变传感器来检测矿井中的瓦斯浓度、温度、矿压、微震等参数，用以预测预警和防控煤矿安全生产中的瓦斯、火灾、透水及冲击地
传感器，当波长分辨率达到微米量级后，还可通过计算机数据处理将微米级的光波长细分到任意多的分数，进一
压等主要煤矿灾害。并采用光纤宽带监
控系统。分布式网络化煤矿综合监控系统主干传输平台可采用步大大提高检测灵敏度。 3鉴于光纤“”“”合一的特性，而形成的分布式传基于 I的工业以太网光纤通信技术，将地面以太网技术通过矿 .传感 P的传输。这是任何其他无线检测手段所无法企及的。 4与无线检测方式相比，光纤物感网不受大气气候影响， .
感系统，可在长距离的线路上进行连续的传感检测和被测信号用光缆直接延伸至煤矿井下环境，为矿井构筑了先进、可靠、
标准、高速、宽带、双向的综合信息传输平台，使得矿山安全和综合自动化系统的各种监控设备、自动化过程控制设备、语
不受地理环境干扰。在军事应用中有良好的保密性。
音通讯设备、图象监控设备等都以I方式接入。并与煤矿企业 P
5光纤物感网可移植业已成熟的光纤通信的技术成果，特的]t r e . n e n t/It a e整体架构实现无缝连接。 nrn t
别是网络技术。例如多传感器和传输光纤的连接技术；多传感器的解调技术，如时分复用，波分复用，频分复用，空分复用等技术，等等。 6光纤通信技术中非常成熟的光学元器件均可信手拈来， . 为我所用。它们是：源：半导体激光二极管、L D D B光光如 E、 F激
3光纤水听传感网络 .光纤水听传感网络是一种建立在光纤传感和传输合一基础上的水下声信号传感系统
。它通过高灵敏度的光纤相干检测 (马赫一德尔 ( a h Z h d r干涉仪、迈克尔孙如曾 M c—en e )
( i h l O )干涉仪、萨格奈克 (a n c干涉仪等 ),也可用 M c e SI 1 Sga)将水声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。光纤水听传感网络主要用于海洋声学环境中的声
器、光纤光栅激光器等，光电探测器；￣ P N、A D等，光光纤法布里一 H I管 P管珀罗 ( a r— e o )传感器或光纤光栅传感器， Fb yP rt
纤无源器件；如光纤耦合器、光纤隔离器和环行器、光开关、 波分复用器等。
网络电信二零一零年六月