C114訊 3月27日消息（苡臻）今日，由CIOE中國光博會與C114通信網聯合舉辦的“第五屆光通信高質量發展論壇”線上研討會——“光纖智能傳感技術專場”順利召開。會議邀請了業界專家代表，聚焦通感一體化架構創新、光纖傳感前沿技術及行業應用實踐，助力實現通信與感知功能的深度融合，共同推動網絡智能化升級和光纖傳感產業發展。
會上，北京郵電大學信息與通信工程學院副教授谷志群發表題為“通感融合賦能光傳輸網絡態勢智能感知”的主題演講，從三方面深入剖析了光纖智能傳感技術在當下及未來的關鍵作用、發展趨勢及應用前景。她表示，光纖感知和通信融合使光通信網絡具有多維感知和泛在通信能力，是實現光網絡智能化的重要手段。通感融合賦能光網絡與人工智能技術相結合實現對網絡態勢的智能感知與分析，能有效提升網絡傳輸質量和運維效率。
光纖通感融合發展需求
谷志群指出，從智慧城市發展需求來看，目前正朝著多場景增強感知和智能化管理方向發展。智能感知是為城市智慧化發展提供監測基礎，為實現智能交通、智能工業、智能農業等提供準確可靠的檢測信息。
近年來，隨著新興業務和新技術的涌現，在AI的驅動下，光網絡朝著智能化、通感算一體化發展。通感融合將光纖傳感與光通信結合，實現通感算一體化光網絡。僅依靠本地傳統傳感系統，難以滿足目前智能化光網絡對感知的需求。由于光通信網絡因為具有高帶寬、長距離、低時延和高可靠的數據傳輸能力，可為光纖通感融合提供有效的基礎。
谷志群表示，隨著網絡對可靠性要求逐漸的增加，光網絡態勢感知尤為重要，尤其是在光纜安全保障和專線業務運維方面，光纖的通信和智能感知融合，可為光網絡態勢感知提供重要的實現途徑。
光纖通感融合關鍵技術
技術方面，光纖通感融合關鍵技術有分布式傳感技術，即利用光纖作為信號的傳輸介質和傳感單元，通過檢測光纖中光信號的強度、相位、偏振態等參量的變化，實現對光纖沿線外部參量的連續分布式測量。從原理上來說，主要分為基于布里淵散射、基于瑞利散射、基于拉曼散射三類。特點主要包括單端操作、長距離監測、高空間分辨率、多參量測量等。
但分布式光纖傳感技術也面臨一些挑戰：一是超長傳輸距離與功率之間的均衡；二是光纖通感融合通信信號和感知信號之間存在干擾；三是風險事件特征差異性較大，影響感知識別精度。
通常采用基于人工智能等智能數據處理方式。對于傳感事件標注數據進行分類、學習，分析挖掘事件的特性和數據結構，實現高精度的識別感知。智能處理通常是指將光信號屬性，例如強度、相位、偏振態等輸入到智能算法模型當中，通過深度學習、強化學習等智能算法，實現對信號的降噪、分類、預測。
光纖智能感知在光網絡態勢感知中應用
隨著光纖通信系統的發展，網絡基礎設施的規模呈爆炸式增長，有效的光纖傳感管理方案是網絡運維的必要條件。例如，挖掘、汽車行駛等光纖風險事件可能導致光纖斷線或信號質量惡化，嚴重威脅光網絡可靠性。
谷志群表示，人工智能技術的出現為風險識別定位問題提供了新的解決思路。
例如，基于φ-OTDR的風險感知，可通過對相干瑞利散射光信號進行特征提取，經過機器學習分類算法進行訓練，可對外界擾動進行準確識別，極大程度上可以減輕運維壓力，提高維護的效率。
通過兩個研究案例介紹了光纖智能感知在光網絡態勢感知中的應用。1）基于注意力機制的風險識別與定位算法，同時實現光纜風險的智能識別和高精度定位；2）同溝同纜的智能識別，可以有效降低定位誤差。其中用到CNN、注意力機制和垂直邊緣檢測等算法，對其實現原理進行介紹。
演講最后，她總結道，通感融合是實現通感算一體化光網絡的重要階段，光纖傳智能傳感技術為光纖的通感融合提供理論基礎和技術支撐。未來發展趨勢主要呈現三方面：通感算一體化的發展，提升網絡效率；器件靈敏度與精度的提升，提高測量性能，滿足高精度感知需求；人工智能技術的結合，實現數據的高效處理與分析。 
