全光纖多功能研發(fā)平臺

1、全光纖多多功能研研發(fā)平臺臺在科學(xué)技技術(shù)飛速速發(fā)展的的信息時時代，光光電技術(shù)術(shù)、信息息技術(shù)（IT）和和集成電電路技術(shù)術(shù)（ICC）在各各個領(lǐng)域域不斷產(chǎn)產(chǎn)生新的的應(yīng)用。其中，光纖技技術(shù)在通通信和傳傳感領(lǐng)域域的廣泛泛應(yīng)用，已經(jīng)體體現(xiàn)出依依靠“電”進(jìn)行信信息提取取和傳輸輸?shù)姆绞绞剿鶡o法法比擬的的優(yōu)勢。光纖通通信和光光纖傳感感技術(shù)作作為新的的激光應(yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)，已經(jīng)經(jīng)成為工工程應(yīng)用用和研究究熱點。由于光光纖技術(shù)術(shù)發(fā)展迅迅速，能能夠作為為研究開開發(fā)平臺臺的儀器器很少，一般一一套設(shè)備備只能完完成一個個功能。測試用用設(shè)備不不能作為為功能設(shè)設(shè)備使用用，功能能性設(shè)備備不具備備測試用用條件。為了改改變光纖纖技術(shù)研研究中

2、存存在的設(shè)設(shè)備單一一狀況，研究開開發(fā)了“全光纖纖多功能能研究開開發(fā)平臺臺”。該儀器在在20005年10月18日進(jìn)行了了教育部部主持的的專家鑒鑒定會，與會專專家一致致通，鑒鑒定結(jié)論論：該儀儀器屬于于國際先先進(jìn)水平平。優(yōu)勢1、先進(jìn)進(jìn)的平臺臺構(gòu)建方方式主機(jī)共享享，人機(jī)機(jī)互動。強(qiáng)大的硬硬件平臺臺和數(shù)據(jù)據(jù)處理分分析平臺臺。2、全新新的研究究內(nèi)容目前提供供的研究究內(nèi)容都都來自最最新的專專利和文文章，包包含的知知識和技技術(shù)屬于于新的科科研成果果，這使使整個平平臺的學(xué)學(xué)術(shù)水平平屬于國國際先進(jìn)進(jìn)水平。3、研究究開發(fā)平平臺也是是工程應(yīng)應(yīng)用平臺臺全光纖多多功能研研究開發(fā)發(fā)平臺實實現(xiàn)了多多項工程程測試應(yīng)應(yīng)用，目目前能

3、夠夠完成的的應(yīng)用功功能包括括：光纖分布布傳感技技術(shù)振動速度度、加速速度和位位移振動信號號頻譜分分析光纖等效效折射率率光波在光光纖中的的傳播速速度水中聲波波傳播特特性光纖彈光光效應(yīng)光波相位位調(diào)制、解調(diào)光纖長度度測量全光語音音信號錄錄入全光通信信4、平臺臺提供二二次開發(fā)發(fā)功能平臺對多多種光纖纖傳感技技術(shù)的開開發(fā)提供供基礎(chǔ)性性功能，在此基基礎(chǔ)上通通過信號號分析和和硬件完完善，實實驗標(biāo)定定，能夠夠完成工工業(yè)用設(shè)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)的功能能。應(yīng)用開發(fā)發(fā)簡例【一】全全光纖礦礦道（坑坑道）事事故人員員緊急救救援系統(tǒng)統(tǒng)【二】機(jī)機(jī)場、化化學(xué)物品品區(qū)、彈彈藥區(qū)、油庫用用光纖安安防系統(tǒng)統(tǒng)【三】光光纖通信信線路安安防監(jiān)控控系統(tǒng)

4、【四】高高檔住宅宅區(qū)、機(jī)機(jī)密資料料室、金金庫用光光纖周界界安防系系統(tǒng)【一】全全光纖礦礦道（遂遂道）事事故人員員緊急救救援系統(tǒng)統(tǒng)基本情況況本系統(tǒng)著著眼于解解決礦道道、隧道道由于瓦瓦斯爆炸炸、火災(zāi)災(zāi)、水災(zāi)災(zāi)或其他他地質(zhì)災(zāi)災(zāi)害導(dǎo)致致局部垮垮塌，造造成人員員被困時時，被困困人員的的搜索定定位及其其與外界界緊急通通信的問問題。系統(tǒng)所用用技術(shù)為為國際領(lǐng)領(lǐng)先的基基于光纖纖彈光效效應(yīng)和白白光干涉涉技術(shù)的的分布式式光纖傳傳感技術(shù)術(shù)，以及及光纖通通訊技術(shù)術(shù)。技術(shù)方案案為在礦礦道（遂遂道）內(nèi)內(nèi)預(yù)埋加加強(qiáng)光纜纜，并利利用了光光纖彈光光效應(yīng)，即光纖纖折射率率對光纖纖所受應(yīng)應(yīng)力、應(yīng)應(yīng)變十分分敏感，并呈線線性關(guān)系系的特性性

5、，同時時利用白白光干涉涉技術(shù)，對各種種微弱振振動引起起的，光光纜任意意位置折折射率改改變后產(chǎn)產(chǎn)生的微微小光程程差進(jìn)行行檢測。這樣，首先，可以搜搜索出被被困人員員的輕微微動作，判斷幸幸存人員員存在，第二，基于采采用的獨獨特的光光路設(shè)計計和專用用軟件，可對被被困地點點進(jìn)行準(zhǔn)準(zhǔn)確定位位，便于于實施后后續(xù)救援援行動，第三，可實現(xiàn)現(xiàn)受困人人員語音音的單向向傳遞。系統(tǒng)采用用的光纜纜可按照照礦道（遂道）具體的的復(fù)雜形形狀進(jìn)行行靈活布布設(shè)，光光纜本身身屬于無無源系統(tǒng)統(tǒng)，且無無需供電電設(shè)備，并且抗抗輻射，耐酸堿堿，適合合于各種種隧道（坑道）的惡劣劣應(yīng)用環(huán)環(huán)境。傳統(tǒng)技術(shù)術(shù)目前，國國內(nèi)外采采用的技技術(shù)設(shè)備備有以下下

6、幾種：1利用光光反射進(jìn)進(jìn)行生命命探測的的，即所謂謂的“蛇眼”探測儀儀。學(xué)名叫叫“光學(xué)學(xué)生命探探測儀”。2熱紅外外生命探探測儀。3聲波振振動生命命探測儀儀。以上3種種搜索儀儀器都是是國際上上比較先先進(jìn)的，帶有搜搜索功能能的設(shè)備備，但他們們在惡劣劣環(huán)境里里應(yīng)用都都有所局局限，最最大的問問題是，搜索距距離短，并且不不具備與與被困人人員的通通訊功能能。4 基于于射頻IIP技術(shù)術(shù)的定位位系統(tǒng)。這是目目前國際際國內(nèi)已已經(jīng)采用用的，相相對成熟熟的礦道道（遂道道）無人員管管理/定定位系統(tǒng)統(tǒng)。其基基本原理理是，在在井、道道中一定定間隔距距離（1150-2000米）設(shè)置置感應(yīng)電電路作為為自動詢詢問接收收站，人人員

7、均佩佩戴唯一一標(biāo)識的的射頻IIP電子子識別卡卡。這樣樣，只要要基站附附近有電電子識別別卡（即即人員），基站站即可感感知并能能將信息息（人員員標(biāo)識、數(shù)量等等）發(fā)送送到外部部控制中中心。該設(shè)備存存在的不不足是：1、整整個系統(tǒng)統(tǒng)基于無無線數(shù)據(jù)據(jù)傳輸技技術(shù)，易易受電磁磁干擾；2、系系統(tǒng)用電電的環(huán)節(jié)節(jié)過多，存在安安全隱患患；3、不具備備緊急通通訊功能能。全光纖礦礦道（遂遂道）事事故人員員緊急救救援系統(tǒng)統(tǒng)分布式光光纖傳感感技術(shù)，即將整整個長度度范圍內(nèi)內(nèi)的光纖纖均用作作傳感器器，探測測在光纖纖敷設(shè)范范圍內(nèi)任任意點的的特定信信息，而而不是僅僅局限于于光纖上上的某一一點或是是只是用用光纖聯(lián)聯(lián)結(jié)局部部測試用用傳感

8、器器。目前前，這項技技術(shù)已成成為光纖纖傳感技技術(shù)中最最具前途途的技術(shù)術(shù)之一。實現(xiàn)功能能包括：1能夠探探測極寬寬頻率范范圍內(nèi)的的各種震震動信號號，從而而及時搜搜索人員員生命跡跡象；2能夠根根據(jù)探測測到的振振動信號號，對振振動源（即受困困人員位位置）進(jìn)進(jìn)行定位位；3 能夠夠?qū)崟r回回放光纜纜附近人人員說話話的語音音。具體實施施方法是是，在隧隧道（坑坑道）施施工中即即鋪設(shè)加加強(qiáng)光纜纜。光纜纜即作為為聲音（振動）傳感器器，同時時，也作作為通訊訊傳輸介介質(zhì)。一一旦發(fā)生生意外，導(dǎo)致人人員被困困，則光光纜可以以敏感探探測到被被困人員員的各種種振動信信號，包包括說話話的語音音到輕微微的敲擊擊動作。外部人人員可以

9、以操作光光纜另一一端的主主機(jī)（最最遠(yuǎn)可達(dá)達(dá)80公公里外）實時分分析振動動情況，或者回回放人員員語音，從而判判斷受困困人員位位置和并并通過語語音得到到其他一一些基本本信息，便于開開展下一一步救援援行動。其突出的的優(yōu)點在在于：光纜完全全不受電電磁干擾擾，便于于采用各各種加強(qiáng)強(qiáng)處理，長期敷敷設(shè)耐腐腐蝕，發(fā)發(fā)生事故故時不易易損害；光纜本質(zhì)質(zhì)是無源源、弱電電設(shè)備，適用于于易燃易易爆環(huán)境境，同時時，在發(fā)發(fā)生事故故狀態(tài)導(dǎo)導(dǎo)致工作作區(qū)（隧隧道、坑坑道、礦礦井下）能源中中斷時，可以長長期工作作（光源源等有源源器件均均可置于于遠(yuǎn)離隧隧道的控控制機(jī)房房）；能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)無源（即沒有有電信號號參與）的音頻頻傳輸，實現(xiàn)了了

10、緊急情情況下的的通訊； 能夠在事事故救援援過程中中實現(xiàn)實實時監(jiān)控控；能夠?qū)Ρ槐焕藛T員位置進(jìn)進(jìn)行定位位；適用于長長距離監(jiān)監(jiān)控，如如長距離離隧道、坑道和和復(fù)雜的的礦井，最遠(yuǎn)監(jiān)監(jiān)控距離離可達(dá)880公里里；該技術(shù)擁擁有自主主知識產(chǎn)產(chǎn)權(quán)，在在形成產(chǎn)產(chǎn)品和后后續(xù)開發(fā)發(fā)上，較較之進(jìn)口口設(shè)備，具有極極高的性性價比。進(jìn)一步研研發(fā)，完完全可能能在該系系統(tǒng)上實實現(xiàn)對一一些威脅脅隧道安安全的典典型地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害，如塌方方的實時時監(jiān)控，即，根根據(jù)特征征振動頻頻率的出出現(xiàn)，判判斷塌方方威脅的的存在，從而發(fā)發(fā)出預(yù)警警?！径繖C(jī)機(jī)場、化化學(xué)物品品區(qū)、彈彈藥區(qū)、油庫用用光纖安安防系統(tǒng)統(tǒng)各種周界界安防系系統(tǒng)簡介介1、紅外外對射，微

11、波對對射技術(shù)術(shù)前者是最最成熟的的周界安安防技術(shù)術(shù)，民用用領(lǐng)域應(yīng)應(yīng)用也最最廣。后后者在一一些短距距離監(jiān)控控中應(yīng)用用較多。但這兩兩類技術(shù)術(shù)用于機(jī)機(jī)場，存存在受環(huán)環(huán)境影響響大（高高低溫影影響）、誤報率率高等缺缺點。2、泄漏漏電纜、振動電電纜、張張力鐵絲絲周界安安防技術(shù)術(shù)適合于高高級別的的安防應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域。但泄泄漏電纜纜、振動動傳感電電纜和張張力鐵絲絲對環(huán)境境耐受性性和可靠靠性上，存在易易腐蝕，消耗能能源較大大的缺點點，且無無定位功功能。針對機(jī)場場應(yīng)用，上述11、2兩兩類設(shè)備備基于電電信號的的本質(zhì)，還帶來來兩個制制約因素素： 11，均由由有源設(shè)設(shè)備構(gòu)成成，可能能產(chǎn)生影影響機(jī)場場通訊的的電磁波波，同時時

12、，也有有可能被被機(jī)場高高強(qiáng)度電電磁信號號所干擾擾；2，由于需需要供電電，在環(huán)環(huán)境較為為復(fù)雜惡惡劣的戶戶外環(huán)境境中，系系統(tǒng)可靠靠性、安安全性降降低。3、光纖纖周界安安防技術(shù)術(shù)。采用光纖纖（光纜纜）沿周周界布設(shè)設(shè)來實現(xiàn)現(xiàn)周界安安防，代代表了目目前國際際上先進(jìn)進(jìn)的周界界安防技技術(shù)。具具體類別別包括以以色列MMagaal的地地埋光纜纜、美國國FibberSSys的的振動傳傳感光纜纜和澳大大利亞FFFT的的感應(yīng)光光纜技術(shù)術(shù)等。大多進(jìn)口口光纖周周界設(shè)備備價格昂昂貴，更更重要的的是，由由于核心心技術(shù)完完全為國國外掌握握，在針針對用戶戶需求定定制系統(tǒng)統(tǒng)，以及及工程勘勘測、設(shè)設(shè)計、施施工、到到售后維維護(hù)等諸諸方

13、面，均受制制于國外外公司，存在一一系列不不便，尤尤其對于于涉及國國防軍事事安全的的場所。如澳大大利亞FFFT、以色列列Maggal、美國FFibeerSeensyys，本本身即是是該國國國防部簽簽約商，具有復(fù)復(fù)雜的軍軍方背景景，由其其實施或或指導(dǎo)實實施保密密性高的的工程，存在潛潛在的泄泄密環(huán)節(jié)節(jié)。復(fù)旦開發(fā)發(fā)的光纖纖周界安安防技術(shù)術(shù)1、可適適應(yīng)的周周界長，有分區(qū)區(qū)定位功功能；2、無源源布防，而以美美國Fiiberr SeenSyys為代代表的進(jìn)進(jìn)口振動動光纜其其實質(zhì)是是準(zhǔn)光纖纖系統(tǒng)，每隔一一定區(qū)域域必須布布設(shè)電模模塊，沿沿周界還還需布設(shè)設(shè)供電線線路； 3、該技技術(shù)布設(shè)設(shè)方式簡簡單而且且靈活多多樣

14、，既既可在周周界現(xiàn)有有鐵絲網(wǎng)網(wǎng)圍欄上上直接布布設(shè)，也也可在雜雜草叢生生的開發(fā)發(fā)地域設(shè)設(shè)置地埋埋隱蔽光光纖防線線；4、性價價比高，復(fù)旦大大學(xué)開發(fā)發(fā)的這套套光纖周周界防護(hù)護(hù)技術(shù)是是目前國國內(nèi)外周周界技術(shù)術(shù)產(chǎn)品中中性價比比最高的的。該技技術(shù)整體體造價只只有美國國FibberSSenSSys，以色列列Maggal振振動光纜纜探測系系統(tǒng)等造造價的55070%，而核核心技術(shù)術(shù)指標(biāo)超超過這些些進(jìn)口產(chǎn)產(chǎn)品。5、該技技術(shù)國內(nèi)內(nèi)具有完完全自主主知識產(chǎn)產(chǎn)權(quán)。對對于涉及及大量國國家機(jī)密密的某機(jī)機(jī)場、彈彈藥庫等等場所而而言，采采用國產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)、國產(chǎn)設(shè)設(shè)備，由由國內(nèi)技技術(shù)人員員進(jìn)行設(shè)設(shè)計、施施工，在在整個項項目流程程上確保

15、保了保密密性。6、正由由于是國國內(nèi)自主主開發(fā)的的全系統(tǒng)統(tǒng)，所以以在聯(lián)動動、兼容容、后續(xù)續(xù)開發(fā)等等方面具具有高度度靈活性性。系統(tǒng)統(tǒng)可以很很好的與與現(xiàn)有的的視頻攝攝像頭實實現(xiàn)聯(lián)動動，還可可以添加加燈光、警笛等等其它聯(lián)聯(lián)動裝備備?！救抗夤饫w通信信線路安安防監(jiān)控控系統(tǒng)產(chǎn)品簡介介光纖通信信線路安安防監(jiān)控系統(tǒng)是是自主研研發(fā)并填填補(bǔ)了國國際空白白的光纖纖通信線線路安防防產(chǎn)品為用用戶管理理、監(jiān)控控通信線線路環(huán)境境狀況提提供端到到端的解解決方案案。系統(tǒng)采用用光纖單單芯定位位等一系系列創(chuàng)新新技術(shù)，通過對對光纜線線路上發(fā)發(fā)生的觸觸碰（或或切割）光纜、接頭盒盒、光纖纖等擾動動的實時時監(jiān)測，采集和和分析信信息，判判定

16、擾動動發(fā)生的的位置、類型、強(qiáng)度，以幫助助線路維維護(hù)人員員及時發(fā)發(fā)現(xiàn)光纜纜信息的的竊取、入侵和和破壞行行為。該該系統(tǒng)解解決了當(dāng)當(dāng)前光纖纖通信安安全缺乏乏有效監(jiān)監(jiān)測手段段的問題題，能夠夠在事件件發(fā)生時時實時監(jiān)監(jiān)測、準(zhǔn)準(zhǔn)確定位位、智能能分析,還可以以實現(xiàn)對對事故發(fā)發(fā)生的預(yù)預(yù)警。系統(tǒng)安裝裝便捷,只需在在被監(jiān)測測線路中中一根空空閑光纖纖的兩端端使用光光纖連接接器分別別接入信信號檢測測子架、信息處處理子架架(近端端)和遠(yuǎn)遠(yuǎn)端單元元(遠(yuǎn)端端),可可完成系系統(tǒng)安裝裝而不影影響通信信線路正正常使用用。應(yīng)用范圍圍該系統(tǒng)不不僅可用用于國防防光纖通通信線路路的防竊密密、保安安全，還還可以用用于政治治、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、文化化、

17、金融融、廣電電等企事事業(yè)單位位對于重重要光纖纖通信線線路的安安全監(jiān)控控。系統(tǒng)組成成介紹信號檢測測子架、信息處處理子架架、遠(yuǎn)端單單元及監(jiān)監(jiān)控終端端?！舅摹扛吒邫n住宅宅區(qū)、機(jī)機(jī)密資料料室、金金庫用光光纖周界界安防系系統(tǒng)基本情況況針對高檔檔住宅區(qū)區(qū)、機(jī)密密資料室室、金庫庫等中小小型監(jiān)控控區(qū)域，傳統(tǒng)的的安全監(jiān)監(jiān)控手段段主要有有：紅外對射射技術(shù)。此類系統(tǒng)統(tǒng)成熟度度高，當(dāng)當(dāng)前應(yīng)用用較為廣廣泛，對對于重點點監(jiān)控區(qū)區(qū)域優(yōu)勢勢較大。其廣泛泛的應(yīng)用用反而帶帶來了一一些不足足，如較較易破解解，隱密密性低。隨著光光纖傳感感監(jiān)控手手段的日日益發(fā)展展，對此此類技術(shù)術(shù)帶來的的沖擊很很大。視頻監(jiān)控控系統(tǒng)。此技術(shù)當(dāng)當(dāng)前應(yīng)用用廣

18、泛，視頻方方式具有有最大的的直觀性性，可通通過構(gòu)建建數(shù)十個個甚至更更多的攝攝像頭組組，監(jiān)控控中小型型區(qū)域。同樣，由于其其廣泛應(yīng)應(yīng)用，也也有易破破解，隱隱蔽性低低的問題題。并且且，此技技術(shù)容易易出現(xiàn)監(jiān)監(jiān)控死角角；自動動化程度度低，報報警依賴賴值班人人員通過過監(jiān)控視視頻組發(fā)發(fā)現(xiàn)入侵侵行為，值班人人員的工工作失誤誤等因素素都可能能極大其其可靠性性。隨著著當(dāng)前各各種安全全監(jiān)控手手段的不不斷發(fā)展展，此類類技術(shù)開開始更多多的扮演演配角的的地位，將之加加載在其其他的自自動化程程度高的的系統(tǒng)之之上，形形成聯(lián)動動系統(tǒng)。例如復(fù)旦旦大學(xué)研研制的“高檔住住宅區(qū)、機(jī)密資資料室、金庫用用光纖周周界安防防系統(tǒng)”，就可可以加載載視頻監(jiān)監(jiān)控組，在關(guān)鍵鍵區(qū)域安安裝攝像像頭。并并可以通通過系統(tǒng)統(tǒng)聯(lián)動，在無報報警狀態(tài)態(tài)攝像頭頭處于待待機(jī)狀態(tài)態(tài)；當(dāng)該該區(qū)域出出現(xiàn)報警警信號時時，方激激活攝像像頭的視視頻捕捉捉功能。3電子子力學(xué)感感應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)此類技術(shù)術(shù)較多利利用電子子力學(xué)感感應(yīng)板（力傳感感器），具有靈靈敏度高高的優(yōu)勢勢，自動動化程度度高。然然而，通通常只具具有接觸觸報警功功能，一一旦被犯犯罪份子子破解，可利用用其監(jiān)控控死角，回避與與報警傳傳感器的的接觸，從而使使得監(jiān)控控?zé)o效。系統(tǒng)構(gòu)建建方式類似“機(jī)機(jī)場、化化學(xué)物品品區(qū)、彈彈藥區(qū)、油庫用用光纖安安防系統(tǒng)統(tǒng)”，對監(jiān)監(jiān)控區(qū)域域在布防防時，傳傳感光纖纖更加密密集化，避免監(jiān)監(jiān)控死