又如,在 BOTDR分布式传感系统中,由BOTDR发出的布里渊散射光通入单模光纤中传输时,当单模光纤受到应力而产生应变或温度变化时,光纤中的布里渊散射光就会产生频移,通过频移的计算可得出光纤所受应变和温度变化数值。为了区分温度和应变所导致的不同测量结果,可设计一种双芯光缆,在此光缆中,一根光纤以松套状态,另一根光纤以紧套状态置于光缆中。这样,在测量中,从松套光纤可测得温度变化数值,而紧套光纤同时测得温度和应变数值,从后者减去前者数值,即可得应变数值。另外,常规通信光缆使用温度范围为-40 ℃(极端温度为-60℃)~ +60 ℃。而传感光缆的应用范围极为广泛,有时可能在 -150 ℃ ~ +300 ℃ 的极端温度下使用,这时,光纤和光缆的材料和结构都会有很大变化。例如采用聚酰亚胺涂层代替丙烯酸树脂涂层,用氟塑料代替聚烯烃作为光缆结构材料等等。从上述几个例子可见,传感光缆的设计和制造远比常规通信光缆复杂。而有了高质量的传感光缆才能将光纤传感系统的优点更充分发挥出来。这对光纤光缆行业来说,其任务还是任重道远的。
4 光纤技术在物联网中的应用现状
4.1 光纤物联网与无线物联网组合的意义
光纤传感网络,就是把光纤传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种重大工程设施中,通过光缆连接,形成所谓“光纤传感网络”,然后将此“光纤传感网络”与现有的互联网整合起来,构成“光纤物感网” 即“光纤(有线)物联网”。它与无线物联网组合在一起,实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络当中,存在功能强大的中心计算机群,采集和存储着物理的与虚拟的海量信息,通过分析处理与决策,完成从信息到知识、再到控制指挥的智能演化,进而实现整合网络内的人员、机器、设备和基础设施,实施实时的管理和控制。在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,从而提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。在这“智慧地球”的建设过程中,这种三纤合一的、新的光纤传感网络将为之作出革命性的贡献,从而使光纤技术的发展再一次迈向新的高峰。
4.2 国内发展状况
(1)国策推动
2013年2月18日从中国政府网获悉,国务院已经发布“关于推进物联网有序健康发展的指导意见”(下称《意见》),到2015年,要初步形成物联网产业体系。在《意见》中,推出六大措施来为物联网发展保驾护航。既鼓励民间资本进入物联网市场,也支持物联网企业在国内外的直接融资。有数据显示2012年我国物联网产业市场规模达到3650亿元,预计四年之后将超过万亿元。二级市场上看,相关概念股再次迎来利好,有望迎来一波短线行情。
当前我国已有超百个大、中城市提出建设智慧城市,也有不少的省和大城市所辖的区、县提出建设智慧城区(大城市辖)或智慧城镇(中、小城市或县辖)。一个建设智慧城市、智慧城镇的高潮已经到来。