В России научились использовать оптоволоконные кабели в качестве датчиков

Точечные датчики больше не нужны

Российские телеком-операторы продолжают пробовать свои силы в направлениях, которые лежат за пределами формата классических услуг связи. Это позволяет компаниям не только получать новые источники дохода, но и становиться более гибкими к постоянно меняющимся условиям рынка.

Так, на днях компания МТС объявила о начале внедрения инновационного R&D-направления по развитию технологии оптоволоконной сенсорики. Проще говоря, теперь линии связи можно использовать не только для передачи данных, но и как датчики, способные анализировать изменения внешней среды. Разработка может найти самое широкое применение в различных решениях умного офиса и города: в климатических, противопожарных, охранных системах, в мониторинге утечек трубопроводов, дорожной обстановки, состояния строительных конструкций, машин и механизмов.

Первые пробные тесты показали, что применение технологии оптоволоконной сенсорики позволяет примерно на треть снизить затраты на монтаж оборудования по сравнению с обычными решениями.

Как это работает?

Технология построена на анализе световых импульсов. Компактный прибор — когерентный рефлектометр — посылает в оптоволокно и принимает рассеянные в нём модулированные импульсы света. Любые внешние воздействия в виде звуков, вибрации и температур изменяют характеристики светового потока. Все эти изменения анализируются с помощью алгоритмов цифровой обработки сигналов и ИИ.

Евгений Лукьянчук - директор по инновациям и разработке ПАО МГТС«Использование оптоволоконной сенсорики позволяет ощутимо экономить при создании различных решений и в целом повысить их надежность. Например, реализуя пилоты по мониторингу климата в офисах, мы увидели, что развертывание традиционных систем с использованием обычных точечных датчиков обошлось бы в 1,5 раза дороже».

В результате, оптический кабель, протянутый вдоль контролируемых пространств или поверхностей на расстоянии в несколько километров, функционирует как распределённый датчик и носитель сигнала на всём своём протяжении. Анализ рефлектограммы позволяет получать данные с любой точки этого оптоволокна.

Настройка под любые задачи

Данная технология обладает рядом преимуществ: недорогой оптоволоконный кабель заменяет множество датчиков, нуждающихся в электропитании; он отличается компактностью, легкостью монтажа, не подвержен электромагнитным помехам и способен выдерживать высокие температуры. Аппаратное обеспечение, включающее оптоволоконный кабель и рефлектометр, является универсальным, а возможность его применения определяется программными настройками, что делает технологию гибкой и адаптируемой под разные задачи.

Использование передового опыта

«Среди российских операторов связи мы первыми взялись за исследования и пилоты в этом перспективном направлении, и первыми в стране реализовали проекты по мониторингу температуры в зданиях. В этом нам помогли обширные компетенции МГТС — крупнейшего инфраструктурного телеком-оператора Москвы — в строительстве и эксплуатации инфраструктуры ВОЛС», — отметил Евгений Лукьянчук, директор по инновациям и разработке ПАО МГТС, дочерней компании ПАО «МТС».

Использование оптоволоконной сети в качестве датчика – сравнительно новый метод. Один из вариантов применения технологии был описан в 2021 году. Ученые Корнеллского университета предложили использовать для анализа светового потока метод отклонения сдвига во времени (TSDEV) для локализации вибраций на городских волоконных сетях. Этот и подобные примеры очень близки к тому, что сейчас предлагает МТС.

Кроме того, несколько месяцев назад результатами исследования в области оптоволоконной сенсорики поделились китайские ученые. В своей работе они рассказывают, что новые конструкции волоконных датчиков позволяют одновременно фиксировать давление, вибрации, деформацию и другие параметры, что даёт широкий спектр применения новой технологии как в промышленности, так и в коммунальной инфраструктуре.

Иными словами, МТС внедряет в России самые новейшие технологии, которые не отстают от мировых трендов. Если оператор сможет не только отработать сам метод, но также заниматься разработкой необходимого софта и обслуживанием оборудования, это позволит создать принципиально новое предложение на рынке «умной инфраструктуры». Причем это будет отечественное решение, развитие которого не будет подвержено влиянию внешних санкций. Очевидно, что технология оптоволоконной сенсорики в среднесрочной перспективе должна получить очень широкое распространение в стране.