1/26/2015, 上海交通大學(xué)光纖通信國家重點實驗室主任、“千人計劃”國家特聘專家何祖源教授是世界知名的光纖傳感專家。不久之前，在上海交大閔行校區(qū)何祖源教授的辦公室里，編輯專門向何老師請教他對光纖傳感技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的看法。

何老師首先向編輯展示了他在2014年10月中國光學(xué)學(xué)會光電專委會所作的題為“智慧城市中的光纖傳感網(wǎng)”大會報告的PPT。在這份PPT中，何老師全面介紹了光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢和典型應(yīng)用，尤其是他對光纖傳感技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用前景的獨特看法。何老師指出，光纖傳感具有靈敏度高、帶寬大，抗電磁干擾、耐環(huán)境，體積小、強度高、穩(wěn)定性好，可植入材料中等諸多優(yōu)點，特別是支持各種編碼復(fù)用，支持多參量、可編程、自檢測，易于實現(xiàn)大規(guī)模、高密集、多點網(wǎng)絡(luò)式和分布式測量。他向編輯展示了美國NASA實驗室在航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布測試中應(yīng)用光纖傳感器的一張圖片。圖片中原來僅使用400個傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器，后面拖著密密麻麻的電纜線和大量的數(shù)據(jù)記錄儀，而應(yīng)用光纖傳感器后，使用了多達(dá)3000個傳感器，系統(tǒng)仍然十分簡潔。何老師說，這張圖對比顯示了光纖傳感相對傳統(tǒng)傳感技術(shù)在實現(xiàn)大規(guī)模、高密度分布式/網(wǎng)絡(luò)式傳感方面所具有的突出優(yōu)勢，他在多次講課中都會展示這張圖。何老師指出，光纖傳感的應(yīng)用領(lǐng)域包括了石油、電力、土木建筑、航空航天、高鐵、安防等諸多領(lǐng)域。而對于時下流行的智慧城市概念，何老師認(rèn)為智慧城市的概念不局限于一般經(jīng)常被提到的智能家居、智能交通甚至智能政務(wù)等等，而應(yīng)該是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。何老師引用最近兩年在青島、大連、高雄等地發(fā)生的油氣管道事故，提出智慧城市的光纖神經(jīng)網(wǎng)的概念，指出對于油氣水道管網(wǎng)、電力電信管網(wǎng)、公鐵橋梁隧道路網(wǎng)等等現(xiàn)代城市的生命線而言，光纖傳感網(wǎng)應(yīng)該而且可以成為其神經(jīng)網(wǎng)。智慧城市中的光纖傳感網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)該如何開展？何老師用一張圖來分析他眼中的智慧城市與大數(shù)據(jù)服務(wù)中的光纖傳感網(wǎng)。他認(rèn)為上層的針對諸如油氣管線、隧道橋梁等不同領(lǐng)域用戶的數(shù)據(jù)分析專業(yè)服務(wù)的欠缺，是制約當(dāng)前光纖傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，未來的大數(shù)據(jù)服務(wù)如何能夠和光纖傳感網(wǎng)結(jié)合值得業(yè)界深入探討。

 
智慧城市與大數(shù)據(jù)服務(wù)中的光纖傳感網(wǎng)


編輯請教何老師，光纖傳感器相比傳統(tǒng)傳感技術(shù)的核心優(yōu)勢到底在哪里？什么才是光纖傳感器的核心應(yīng)用場景。何老師表示，光纖傳感其實應(yīng)該有所為，有所不為；雖然原理上光纖傳感器可以檢測很多被測量，但光纖傳感技術(shù)要去解決傳統(tǒng)傳感器做不了的問題，或者在比傳統(tǒng)傳感器做得更好的場景才有應(yīng)用前途。光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢在于支持多點分布式/網(wǎng)絡(luò)式傳感，監(jiān)測范圍大，適合高密度應(yīng)用，典型的應(yīng)用比如石油管線監(jiān)測，比如物聯(lián)網(wǎng)中的分布式傳感網(wǎng)，比如光纖水聽器網(wǎng)絡(luò)等等。

圍繞光纖傳感的應(yīng)用，何老師介紹了他們團(tuán)隊在光纖接入網(wǎng)線路檢測、光纖周界安防、建筑及航空材料和結(jié)構(gòu)檢測、地殼形變檢測等領(lǐng)域的工作。他們開發(fā)的高空間分辨率大動態(tài)范圍COTDR克服了傳統(tǒng)OTDR不適合FTTH接入網(wǎng)檢測的缺點，可應(yīng)用于電信PON網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測和維護(hù)。雖然身在學(xué)術(shù)界，何老師對當(dāng)下的光纖傳感產(chǎn)業(yè)也有深入的了解。對當(dāng)前常見的光纖傳感產(chǎn)品，何老師告訴編輯，基于溫度監(jiān)測的傳感產(chǎn)品，包括火災(zāi)報警、電力線監(jiān)測等產(chǎn)品現(xiàn)在相對比較成熟；但是在用于管線監(jiān)測和周界安防的分布式振動傳感方面還沒有很成熟的產(chǎn)品，國內(nèi)幾個代表性的公司的產(chǎn)品都還在發(fā)展當(dāng)中，交大在無錫的聯(lián)河光子在長距離分布式振動傳感產(chǎn)品中技術(shù)算是比較突出的。在電流互感器領(lǐng)域，國內(nèi)一些公司最近取得了較大的進(jìn)展，但是大規(guī)模測試表現(xiàn)如何還有待觀察。何老師認(rèn)為，在電流互感器領(lǐng)域，對光纖本身的改進(jìn)是關(guān)鍵，光纖自身的問題可能還并沒有完全解決。編輯請何老師對未來光纖傳感的市場和技術(shù)發(fā)展做個估計。他表示，未來一兩年內(nèi)，應(yīng)該可以看到一些關(guān)鍵技術(shù)的突破。市場對光纖傳感產(chǎn)品的需求已經(jīng)很高，市場已經(jīng)在那里，現(xiàn)在還是看光纖傳感技術(shù)自身是否成熟、能不能真正適應(yīng)市場的需求。

對全世界范圍的光纖傳感市場到底怎么看？何老師告訴編輯，與光纖通信產(chǎn)品不同，光纖傳感產(chǎn)品具有小批量多品種、分布在各種細(xì)分市場的特點，國外的確沒有大型的專業(yè)做光纖傳感的公司；但是很多國外的石油巨頭、軍工巨頭，還有ABB、西門子這樣的電力設(shè)備大公司都有自己的光纖傳感業(yè)務(wù)，只不過外人對這些業(yè)務(wù)的發(fā)展情況很難摸清楚。在一些新興領(lǐng)域，比如分布式傳感，也有一批中小型的專業(yè)公司�？偟目磥�，光纖傳感的產(chǎn)業(yè)還是在發(fā)展初期，還有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

編輯請教何老師如何看待中國光纖傳感科研的進(jìn)展。何老師說，毫無疑問，中國已經(jīng)是光纖傳感領(lǐng)域論文數(shù)量的最大貢獻(xiàn)者，但是這些論文水平是不是最高還有所保留。就光纖技術(shù)與光電子學(xué)整體而言，上海交大-北大聯(lián)合的光纖通信國家重點實驗室曾經(jīng)拿自己和英國南安普頓大學(xué)的光學(xué)研究中心做過對比。在論文數(shù)量上，上海交大-北大聯(lián)合國家重點實驗室已經(jīng)領(lǐng)先，但是在論文的引用率指標(biāo)上卻還有較大差距。何老師說，這種差距實際上反映了引領(lǐng)和被引領(lǐng)的關(guān)系；總體上看，中國的科研仍然處于被引領(lǐng)的角色，中國學(xué)者更多的還是采用跟蹤國外先進(jìn)技術(shù)、跟蹤已經(jīng)形成的熱點的方式從事科研，這同當(dāng)前國內(nèi)科研的經(jīng)費支持體制和管理考核體制有關(guān)。從被引領(lǐng)者到引領(lǐng)者的轉(zhuǎn)變，依然還有很多工作要做。

何祖源老師簡介：
“千人計劃”國家特聘專家，上海交通大學(xué)教授，光纖通信國家重點實驗室主任，科技部973計劃信息科學(xué)領(lǐng)域咨詢專家。1984年上海交通大學(xué)本科畢業(yè)，1987年獲上海交通大學(xué)碩士學(xué)位。1999年獲東京大學(xué)博士學(xué)位，留校任助教。2001年赴美國CIENA公司任主任工程師（Lead Engineer），光學(xué)測試技術(shù)組組長。2003年返東京大學(xué)任電氣電子系講師，2005年升任副教授，2010年升任教授。2003年起任日本文部科學(xué)省東京大學(xué)電氣電子信息技術(shù)卓越中心（COE）秘書長。長期從事光傳感與光互連技術(shù)的研發(fā)，擔(dān)任日本應(yīng)用物理學(xué)會光波傳感技術(shù)專業(yè)委員會常任理事，日本電子信息通信學(xué)會光纖應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會常任理事，OFC、CLEO、OFS等國際會議技術(shù)程序委員會委員，ACP 2014國際大會主席，IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology Associate Editor。在光電子學(xué)領(lǐng)域頂級國際期刊和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文380余篇，申報日本和國際發(fā)明專利21項，獲授權(quán)10項。