“自去年12月在四川省雅安市部署光纤传感单元以来，陆续监测到近10次地震信号，与中国地震台网正式测定时间相吻合。”

8月10日，从中国信科集团旗下武汉光迅科技股份有限公司了解到，由该公司研发、拥有100%自主知识产权的光纤传感单元，已具备在地震监测领域应用的基础条件，未来有望为地震监测乃至地震预警赋能。

地震预警：危难前的救命稻草

地震预警是一种重要的技术手段，旨在提前向人们发出地震即将到来的警告信号，以便采取相应的防护措施，减少地震带来的人员伤亡和财产损失。近年来，随着科技的不断进步，地震预警系统的研发和应用取得了显著的进展。

地震预警系统主要通过监测地震波传播速度的变化来判断地震的发生和预测地震的强度。当地震波从震源传播到地震监测点时，地震预警系统可以根据传播速度的变化来判断地震的发生，并通过无线电、手机短信等方式向周边地区发送警报信息，提醒人们采取避震措施。

地震预警系统的研发和应用对于减少地震灾害的影响具有重要意义。通过提前几秒钟或几分钟的预警，人们可以有更多的时间做出反应，躲避掉落物品、迅速撤离危险区域，从而减少人员伤亡和财产损失。尤其对于高楼大厦、桥梁、地铁等重要基础设施的安全保障具有重要的作用。研究表明，地震发生前3秒发出预警，伤亡人数可减少14%；提前10秒，伤亡人数可减少39%；提前20秒，伤亡人数可减少63%。

然而，地震预警系统也存在一些挑战和限制。首先，地震预警系统的准确性和可靠性需要不断提高。尽管科技的进步使得地震预警系统的预测能力得到了提升，但仍然存在一定的误报和漏报的情况。其次，地震预警系统的建设需要投入大量的资金和技术支持，这对于一些经济条件较差的地区来说可能是一个挑战。最后，地震预警系统的普及和推广也需要人们的认知和接受，只有当大多数人都能及时接收到预警信息并采取相应的措施时，地震预警系统才能发挥最大的作用。

光迅科技成功研发地震监测新技术

“地震预警的前提，是通过技术手段捕捉破坏性地震波到来之前的细微震动。”光迅科技产品业务部副总经理、全国劳动模范喻杰奎说。

我国幅员辽阔，地震多发区较多。但传统地震监测和预警技术，需依赖精心校准、精准部署且价格昂贵的地震仪，难以实现大批量、高密度部署。光纤传感单元的核心元件是高性能激光器和高精度检测模块，可无损加装在现有光纤网络上，精准捕捉光纤受到外力影响后光信号频率、振幅发生的细微变化。辅以人工智能算法，即可判定是否发生地震以及哪里发生地震。

喻杰奎介绍，研发光纤传感单元起初是为了应用于轨道交通检测、电力线缆检修等领域。研发团队去年赴四川出差时偶遇地震后，萌发了运用该设备监测地震的想法，这与当前国内外地震监测预报领域开展的前沿研究不谋而合。

“OPU感应装置创新应用光速测量技术，通过获取每米光纤声波振动数据以监测地震活动。” 喻杰奎介绍，光纤传感定位精度达米级，可将现有百公里的普通通信光缆变成上万个振动传感器；而数百万公里纵横交错的光缆网络，利用OPU感应技术，则相当于密集部署了数十万个传感器网络，这将大大提高地震监测效率，降低监测成本，对提高地震应对能力具有重要意义。下一步，光迅科技将依托该光纤传感单元，与相关方面开展应用合作，推动该技术尽快造福民生。

手机大小的“黑匣子”里，集成着光迅科技近百项国内外专利。相比国外类似产品，体积仅有其十分之一，得益于光迅科技在光芯片、光器件领域积累的丰富经验，成本也仅为十分之一，这为规模应用降低了门槛。

“最让我们引以为傲的两项核心数据是传输距离和传感精度。”喻杰奎说，光纤传感单元中的相关技术一举打破了大容量超长单跨距传输纪录，一台设备可“管辖”超200公里长的光纤，而其精度可达“米级”，这意味着后台系统可精确定位地震发生的位置。

光纤传感单元的应用前景广阔

光纤是直径为0.125mm、长度从几米至几十公里、由二氧化硅玻璃材料製作的光传输介质。光纤的损耗很小，在1.55um波段损耗可低至0.2dB每千米，约99%的入射光可以通过1千米长的光纤。光纤具有宽频特性，可将各种感测器复用于一根光纤，进行检测和传输。光纤传感器具有体积小、重量轻、牢固耐用、抗电磁干扰、传感头无须供电、使用安全(绝缘性好、无燃爆危险)、可远距离遥测、多点复用、分散式测量等优点，光纤材料用做传感器具有独特的优势。

光纤传感的原理是通过检测光纤中传输的光波强度、相位、频率/波长、偏振的变化感知外界物理量的变化。光纤传感器可制成分立的、准连续和分散式的传感测量系统。可以测量温度、位移、加速度、压力、应变、电场、磁场、转动、气体浓度、流速、锈浊等各种变数。

光纤传感器的应用范围很广，主要有以下几个方面：

城市建设中桥樑、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力感测器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑胶及各种复合材料中，用于测试应力鬆弛、施工应力和动荷载应力，从而评估桥樑短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。

在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内温度的检测等，由于电类感测器易受电磁场的干扰，无法在这类场合中使用，只能用光纤传感器。例如分散式光纤温度感测器就是近几年发展起来的一种用于即时测量空间温度场分佈的高新技术。

用于易燃易爆物的生产过程与设备的温度测量。光纤传感器在本质上是防火防爆器件，它不需要採用隔爆措施，十分安全可靠。与电学感测器相比，既能降低成本又能提高灵敏度。此外，它还可以应用于铁路监控、火箭推进系统以及油井检测等方面。

总之，物联网与光纤传感有相辅相成、相互促进的作用。光纤同时具备宽频、大容量、远距离传输和可实现多参数、分散式、低能耗传感的显着优点。光纤传感可以不断汲取光纤通信的新技术(如新的半导体光源、新型光纤)、新器件，各种光纤传感器有望在物联网中得到广泛应用。光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景，全光物联网有望在将来出现并成为一种新的物联网形式。

文章来源： 我有点焦虑，九派新闻，中国光谷，中国网络安全审查技术与认证中心