全光纤多功能研发平台

1、.：.；全光纤多功能研发平台在科学技术飞速开展的信息时代，光电技术、信息技术IT和集成电路技术IC在各个领域不断产生新的运用。其中，光纤技术在通讯和传感领域的广泛运用，曾经表达出依托“电进展信息提取和传输的方式所无法比较的优势。光纤通讯和光纤传感技术作为新的激光运用技术，曾经成为工程运用和研讨热点。由于光纤技术开展迅速，可以作为研讨开发平台的仪器很少，普通一套设备只能完成一个功能。测试用设备不能作为功能设备运用，功能性设备不具备测试用条件。为了改动光纤技术研讨中存在的设备单一情况，研讨开发了“全光纤多功能研讨开发平台。该仪器在2005年10月18日进展了教育部主持的专家鉴定会，与会专家一致通，

2、鉴定结论：该仪器属于国际先进程度。优势1、先进的平台构建方式主机共享，人机互动。强大的硬件平台和数据处置分析平台。2、全新的研讨内容目前提供的研讨内容都最新的专利和文章，包含的知识和技术属于新的科研成果，这使整个平台的学术程度属于国际先进程度。3、研讨开发平台也是工程运用平台全光纤多功能研讨开发平台实现了多项工程测试运用，目前可以完成的运用功能包括：光纤分布传感技术振动速度、加速度和位移振动信号频谱分析光纤等效折射率光波在光纤中的传播速度水中声波传播特性光纤弹光效应光波相位调制、解调光纤长度丈量全光语音信号录入全光通讯4、平台提供二次开发功能平台对多种光纤传感技术的开发提供根底性功能，在此根底

3、上经过信号分析和硬件完善，实验标定，可以完成工业用设备实现的功能。运用开发简例【一】全光纤矿道坑道事故人员紧急救援系统【二】机场、化学物品区、弹药区、油库用光纤安防系统【三】光纤通讯线路安防监控系统【四】高档住宅区、资料室、金库用光纤周界安防系统【一】全光纤矿道遂道事故人员紧急救援系统根本情况本系统着眼于处理矿道、隧道由于瓦斯爆炸、火灾、水灾或其他地质灾祸导致部分垮塌，呵斥人员被困时，被困人员的搜索定位及其与外界紧急通讯的问题。系统所用技术为国际领先的基于光纤弹光效应和白光干涉技术的分布式光纤传感技术，以及光纤通讯技术。技术方案为在矿道遂道内预埋加强光缆，并利用了光纤弹光效应，即光纤折射率对光

4、纤所受应力、应变非常敏感，并呈线性关系的特性，同时利用白光干涉技术，对各种微弱振动引起的，光缆恣意位置折射率改动后产生的微小光程差进展检测。这样，首先，可以搜索出被困人员的细微动作，判别幸存人员存在，第二，基于采用的独特的光路设计和公用软件，可对被困地点进展准确定位，便于实施后续救援行动，第三，可实现受困人员语音的单向传送。系统采用的光缆可按照矿道遂道详细的复杂外形进展灵敏布设，光缆本身属于无源系统，且无需供电设备，并且抗辐射，耐酸碱，适宜于各种隧道坑道的恶劣运用环境。传统技术目前，国内外采用的技术设备有以下几种：1利用光反射进展生命探测的，即所谓的“蛇眼探测仪。学名叫“光学生命探测仪。2热红

5、外生命探测仪。3声波振动生命探测仪。以上3种搜索仪器都是国际上比较先进的，带有搜索功能的设备，但他们在恶劣环境里运用都有所局限，最大的问题是，搜索间隔 短，并且不具备与被困人员的通讯功能。4 基于射频IP技术的定位系统。这是目前国际国内曾经采用的，相对成熟的矿道遂道无人员管理/定位系统。其根本原理是，在井、道中一定间隔间隔 150-200米设置感应电路作为自动讯问接纳站，人员均佩戴独一标识的射频IP电子识别卡。这样，只需基站附近有电子识别卡即人员，基站即可感知并能将信息人员标识、数量等发送到外部控制中心。该设备存在的缺乏是：1、整个系统基于无线数据传输技术，易受电磁干扰；2、系统用电的环节过多

6、，存在平安隐患；3、不具备紧急通讯功能。全光纤矿道遂道事故人员紧急救援系统分布式光纤传感技术，即将整个长度范围内的光纤均用作传感器，探测在光纤敷设范围内恣意点的特定信息，而不是仅局限于光纤上的某一点或是只是用光纤结合部分测试用传感器。目前，这项技术已成为光纤传感技术中最具出路的技术之一。实现功能包括：1可以探测极宽频率范围内的各种震动信号，从而及时搜索人员生命迹象；2可以根据探测到的振动信号，对振动源即受困人员位置进展定位；3 可以实时回放光缆附近人员说话的语音。详细实施方法是，在隧道坑道施工中即铺设加强光缆。光缆即作为声音振动传感器，同时，也作为通讯传输介质。一旦发生不测，导致人员被困，那么

7、光缆可以敏感探测到被困人员的各种振动信号，包括说话的语音到细微的敲击动作。外部人员可以操作光缆另一端的主机最远可达80公里外实时分析振动情况，或者回放人员语音，从而判别受困人员位置和并经过语音得到其他一些根本信息，便于开展下一步救援行动。其突出的优点在于：光缆完全不受电磁干扰，便于采用各种加强处置，长期敷设耐腐蚀，发惹事故时不易损害；光缆本质是无源、弱电设备，适用于易燃易爆环境，同时，在发惹事故形状导致任务区隧道、坑道、矿井下能源中断时，可以长期任务光源等有源器件均可置于远离隧道的控制机房；可以实现无源即没有电信号参与的音频传输，实现了紧急情况下的通讯； 可以在事故救援过程中实现实时监控；可以

8、对被困人员位置进展定位；适用于长间隔 监控，如长间隔 隧道、坑道和复杂的矿井，最远监控间隔 可达80公里；该技术拥有自主知识产权，在构成产品和后续开发上，较之进口设备，具有极高的性价比。进一步研发，完全能够在该系统上实现对一些要挟隧道平安的典型地质灾祸，如塌方的实时监控，即，根据特征振动频率的出现，判别塌方要挟的存在，从而发出预警。【二】机场、化学物品区、弹药区、油库用光纤安防系统各种周界安防系统简介1、红外对射，微波对射技术前者是最成熟的周界安防技术，民用领域运用也最广。后者在一些短间隔 监控中运用较多。但这两类技术用于机场，存在受环境影响大高低温影响、误报率高等缺陷。2、走漏电缆、振动电缆

9、、张力铁丝周界安防技术适宜于高级别的安防运用领域。但走漏电缆、振动传感电缆和张力铁丝对环境耐受性和可靠性上，存在易腐蚀，耗费能源较大的缺陷，且无定位功能。针对机场运用，上述1、2两类设备基于电信号的本质，还带来两个制约要素： 1，均由有源设备构成，能够产生影响机场通讯的电磁波，同时，也有能够被机场高强度电磁信号所干扰；2，由于需求供电，在环境较为复杂恶劣的户外环境中，系统可靠性、平安性降低。3、光纤周界安防技术。采用光纤光缆沿周界布设来实现周界安防，代表了目前国际上先进的周界安防技术。详细类别包括以色列Magal的地埋光缆、美国FiberSys的振动传感光缆和澳大利亚FFT的感应光缆技术等。大

10、多进口光纤周界设备价钱昂贵，更重要的是，由于中心技术完全为国外掌握，在针对用户需求定制系统，以及工程勘测、设计、施工、到售后维护等诸方面，均受制于国外公司，存在一系列不便，尤其对于涉及国防军事平安的场所。如澳大利亚FFT、以色列Magal、美国FiberSensys，本身即是该国国防部签约商，具有复杂的军方背景，由其实施或指点实施严密性高的工程，存在潜在的泄密环节。复旦开发的光纤周界安防技术1、可顺应的周界长，有分区定位功能；2、无源布防，而以美国Fiber SenSys为代表的进口振动光缆其本质是准光纤系统，每隔一定区域必需布设电模块，沿周界还需布设供电线路； 3、该技术布设方式简单而且灵敏

11、多样，既可在周界现有铁丝网围栏上直接布设，也可在杂草丛生的开发地域设置地埋隐蔽光纤防线；4、性价比高，复旦大学开发的这套光纤周界防护技术是目前国内外周界技术产品中性价比最高的。该技术整体造价只需美国FiberSenSys，以色列Magal振动光缆探测系统等造价的5070%，而中心技术目的超越这些进口产品。5、该技术国内具有完全自主知识产权。对于涉及大量国家的某机场、弹药库等场所而言，采用国产技术、国产设备，由国内技术人员进展设计、施工，在整个工程流程上确保了严密性。6、正由于是国内自主开发的全系统，所以在联动、兼容、后续开发等方面具有高度灵敏性。系统可以很好的与现有的视频摄像头实现联动，还可以

12、添加灯光、警笛等其它联动配备。【三】光纤通讯线路安防监控系统产品简介光纤通讯线路安防监控系统是自主研发并填补了国际空白的光纤通讯线路安防产品为用户管理、监控通讯线路环境情况提供端到端的处理方案。系统采用光纤单芯定位等一系列创新技术，经过对光缆线路上发生的触碰或切割光缆、接头盒、光纤等扰动的实时监测，采集和分析信息，断定扰动发生的位置、类型、强度，以协助 线路维护人员及时发现光缆信息的窃取、入侵和破坏行为。该系统处理了当前光纤通讯平安缺乏有效监测手段的问题，可以在事件发生时实时监测、准确定位、智能分析,还可以实现对事故发生的预警。系统安装便利,只需在被监测线路中一根空闲光纤的两端运用光纤衔接器分

13、别接入信号检测子架、信息处置子架(近端)和远端单元(远端),可完成系统安装而不影响通讯线路正常运用。运用范围该系统不仅可用于国防光纤通讯线路的防保密、保平安，还可以用于政治、经济、文化、金融、广电等企事业单位对于重要光纤通讯线路的平安监控。系统组成引见信号检测子架、信息处置子架、远端单元及监控终端。【四】高档住宅区、资料室、金库用光纤周界安防系统根本情况针对高档住宅区、资料室、金库等中小型监控区域，传统的平安监控手段主要有：红外对射技术。此类系统成熟度高，当前运用较为广泛，对于重点监控区域优势较大。其广泛的运用反而带来了一些缺乏，如较易破解，隐密性低。随着光纤传感监控手段的日益开展，对此类技术

14、带来的冲击很大。视频监控系统。此技术当前运用广泛，视频方式具有最大的直观性，可经过构建数十个甚至更多的摄像头组，监控中小型区域。同样，由于其广泛运用，也有易破解，隐蔽性低的问题。并且，此技术容易出现监控死角；自动化程度低，报警依赖值班人员经过监控视频组发现入侵行为，值班人员的任务失误等要素都能够极大其可靠性。随着当前各种平安监控手段的不断开展，此类技术开场更多的扮演配角的位置，将之加载在其他的自动化程度高的系统之上，构成联动系统。例如复旦大学研制的“高档住宅区、资料室、金库用光纤周界安防系统，就可以加载视频监控组，在关键区域安装摄像头。并可以经过系统联动，在无报警形状摄像头处于待机形状；当该区域出现报警信号时，方激活摄像头的视频捕捉功能。3电子力学感应系统此类技术较多利用电子力学感应板力传感器，具有灵敏度高的优势，自动化程度高。然而，通常只具有接触报警功能，一旦被犯罪份子破解，可利用其监控死角，逃避与报警传感器的接触，从而使得监控无效。系统构建方式类似“机场、化学物品区、弹药区、油库用光纤安防系统，对监控区域在布防时，传感光纤更加密集化，防止监控死角