近日，傳感器業(yè)界關(guān)注度頗高的“2023中國(guó)光纖傳感大會(huì)”在安徽合肥舉辦，集中展示了中國(guó)光纖傳感技術(shù)發(fā)展的最新成果，推動(dòng)我國(guó)光纖傳感技術(shù)整體研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

令人關(guān)注的是，本次大會(huì)中，華為受邀參加了“光纖傳感在油氣資源領(lǐng)域的應(yīng)用”專題研討會(huì)，發(fā)表《AI大模型助力分布式光纖傳感工程應(yīng)用》的演講，并參與《油氣長(zhǎng)輸管道行業(yè)光纖傳感技術(shù)白皮書(shū)》審校會(huì)議，完善白皮書(shū)初稿。

這意味著，除激光雷達(dá)外，華為親自進(jìn)入了另一條傳感器賽道，并推出了多款光纖傳感系統(tǒng)。

近年來(lái)，光纖傳感尤其是分布式光纖傳感技術(shù)，因其在智慧管廊、安防等領(lǐng)域的重要作用，備受重視，成為增長(zhǎng)最快速的傳感器賽道之一。

今年以來(lái)，中國(guó)光纖傳感領(lǐng)域消息不斷，光格科技在7月24日登陸科創(chuàng)板，拜安傳感建成國(guó)內(nèi)首條具備量產(chǎn)能力的MEMS光纖傳感器芯片生產(chǎn)線……中國(guó)光纖傳感進(jìn)入快速發(fā)展期。

華為光纖傳感布局如何？華為推出了哪些光纖傳感器產(chǎn)品？中國(guó)光纖傳感現(xiàn)狀怎樣？什么是分布式光纖傳感？詳細(xì)情況請(qǐng)看下文。

布局光纖傳感領(lǐng)域，華為推出兩款光纖傳感系統(tǒng)，為什么涉足這個(gè)傳感器賽道？

2023年8月11日-13日，“2023中國(guó)光纖傳感大會(huì)”在安徽合肥舉行，值得關(guān)注的是，本次大會(huì)中，我國(guó)科技巨頭華為公司受邀參加了“光纖傳感在油氣資源領(lǐng)域的應(yīng)用”專題研討會(huì)，并發(fā)表《AI大模型助力分布式光纖傳感工程應(yīng)用》的演講，此外還參與了《油氣長(zhǎng)輸管道行業(yè)光纖傳感技術(shù)白皮書(shū)》審校會(huì)議，協(xié)助完善白皮書(shū)初稿等工作。

除激光雷達(dá)外，華為又親自下場(chǎng)深度參與一條傳感器細(xì)分賽道。

據(jù)華為官網(wǎng)信息顯示，早在2019年9月，華為就已經(jīng)發(fā)布了首款光纖傳感產(chǎn)品OptiXsense EF3000，該款產(chǎn)品已在山東濟(jì)華燃?xì)夤炯岸嗉矣蜌馄髽I(yè)進(jìn)行商用及聯(lián)合測(cè)試，有效保證管道安全運(yùn)行。

此后，2022年6月，華為發(fā)布了光視聯(lián)動(dòng)周界防護(hù)解決方案，整合光纖傳感及智能視覺(jué)技術(shù)，構(gòu)建多維感知網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為各種復(fù)雜周界場(chǎng)景構(gòu)建“零漏報(bào)、低誤報(bào)、全天候、全覆蓋”的防護(hù)檢測(cè)能力。

同年11月，在華為全聯(lián)接大會(huì)2022期間，華為推出光纖傳感新品Huawei OptiXsense EF3000-F50，面向周界防護(hù)場(chǎng)景。

▲來(lái)源：華為官網(wǎng)

據(jù)華為官網(wǎng)顯示，光纖傳感器產(chǎn)品屬于華為“企業(yè)光網(wǎng)絡(luò)”里的“光感知-OptiXsense”旗下，是華為正兒八經(jīng)的面向企業(yè)級(jí)用戶推出的拳頭產(chǎn)品。

▲來(lái)源：華為官網(wǎng)

據(jù)華為官網(wǎng)介紹，華為光感知基于分布式光纖振動(dòng)技術(shù)，將感知算法引入光纖傳感應(yīng)用場(chǎng)景中，配合大數(shù)據(jù)/GIS地圖的能力，提供差異化、多維度、多場(chǎng)景的智慧檢測(cè)預(yù)警解決方案。

可見(jiàn)，華為的光感知技術(shù)是基于分布式光纖傳感器技術(shù)達(dá)成，并將華為擅長(zhǎng)的算法技術(shù)引入光纖傳感中，提高感知能力、豐富感知場(chǎng)景——隨著智能傳感器的普及，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)感知算法將是傳感器企業(yè)的重要競(jìng)爭(zhēng)差異和優(yōu)勢(shì)。

▲來(lái)源：華為官網(wǎng)

光纖傳感在國(guó)防、電力、石油、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，目前華為推出的光纖傳感產(chǎn)品主要應(yīng)用于管線巡檢查和周界安防場(chǎng)景。

為什么華為會(huì)進(jìn)入光纖傳感領(lǐng)域？什么是光纖傳感器？什么是分布式光纖傳感？相比其他傳感器光纖傳感器有什么優(yōu)點(diǎn)?

這要從光纖傳感技術(shù)的發(fā)源說(shuō)起。

光纖傳感器（Fiber Optical Sensor）是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來(lái)的一種基于光導(dǎo)纖維的新型傳感器。光纖傳感器是光纖和通訊技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物，與以電為基礎(chǔ)的傳感器有本質(zhì)區(qū)別。

光纖最早是應(yīng)用于光的傳輸，適合長(zhǎng)距離傳遞信息，是現(xiàn)代信息社會(huì)光纖通信的基石，目前幾乎所有高速數(shù)據(jù)通信都使用光纖。

因?yàn)楣獠ㄔ诠饫w中傳播的特征參量會(huì)因外界因素的作用而間接或直接地發(fā)生變化，人們發(fā)現(xiàn)這一特性可以用來(lái)分析探測(cè)這些物理量、化學(xué)量和生物量，因此光纖傳感器就誕生了。

不難想象，華為作為通信巨頭，本身對(duì)光纖技術(shù)具有深厚的研究和積累，因此從光纖通信進(jìn)入光纖傳感也就自然而然。

此外，通過(guò)進(jìn)入光纖傳感領(lǐng)域，華為在業(yè)務(wù)層面上也形成了光接入 OptiXaccess、光傳送 OptiXtrans、光終端 OptiXstar、光感知 OptiXsense的業(yè)務(wù)閉環(huán)，這為企業(yè)級(jí)客戶提供全面、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)至關(guān)重要。

什么是光纖傳感器？

光纖傳感器的基本原理是光源通過(guò)光發(fā)送器發(fā)出后，以光纖為傳輸載體傳送給敏感元件，在這一過(guò)程中，被測(cè)量對(duì)光的某一性質(zhì)進(jìn)行調(diào)制，被調(diào)制后的光進(jìn)入接收光纖，然后耦合到光接收器，最終光信號(hào)被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)處理后變成所需要的被測(cè)量。

光發(fā)送器（光源）、 光接收器、 敏感元件、 光導(dǎo)纖維及信號(hào)處理系統(tǒng)是構(gòu)成光纖傳感器的幾個(gè)重要組成部分。有些光纖傳感器中， 光無(wú)源器件也作為光線傳感器的重要組成部分。

▲光纖傳感器構(gòu)成示意圖

光纖傳感技術(shù)的核心是光纖傳感器，相應(yīng)的光纖傳感技術(shù)主要分為功能型（傳感型）光纖傳感器和非功能性（傳光型）光纖傳感技術(shù)。

兩種類型的光纖傳感器主要區(qū)別在于，光纖本身是不是作為敏感元件。分布式光纖傳感器即屬于功能型（傳感型）光纖傳感器。

▲兩種光纖傳感器區(qū)別

關(guān)于光纖傳感器更詳細(xì)的知識(shí)，請(qǐng)參看《149頁(yè)P(yáng)PT深入了解光纖傳感器各項(xiàng)知識(shí)》及《中國(guó)光纖傳感技術(shù)發(fā)展路線圖》內(nèi)容，本文不再贅述。

根據(jù)上述光纖傳感器技術(shù)原理，此后發(fā)展為分布式光纖傳感器、準(zhǔn)分布式傳感器和點(diǎn)式傳感器三種，區(qū)別是光纖傳感測(cè)量是否連續(xù)。

分布式光纖傳感技術(shù)是在70年代末提出的，它是隨著現(xiàn)在光纖工程中仍應(yīng)用十分廣泛的光時(shí)域反射（OTDR）技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的。

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，分布式光纖傳感技術(shù)產(chǎn)生了拉曼散射、布里淵散射、瑞利散射等一系列分布式光纖傳感機(jī)理和測(cè)量系統(tǒng)，并在多個(gè)領(lǐng)域得以逐步應(yīng)用。目前，這項(xiàng)技術(shù)已成為光纖傳感技術(shù)中最具前途的技術(shù)之一。

與離散點(diǎn)式傳感器、準(zhǔn)分布式傳感器相比，分布式光纖傳感系統(tǒng)中的傳感光纖既是傳感單元，亦是傳輸單元，一臺(tái)監(jiān)測(cè)距離數(shù)十至數(shù)百公里的光纖傳感設(shè)備可等效于數(shù)十至百萬(wàn)個(gè)溫度、應(yīng)力、聲波探測(cè)單元，監(jiān)測(cè)距離內(nèi)全覆蓋，在長(zhǎng)距離大范圍監(jiān)測(cè)場(chǎng)合下較離散點(diǎn)式、準(zhǔn)分布式傳感器具備優(yōu)勢(shì)。

分布式光纖傳感器中的光纖能夠集傳感、傳輸功能于一體，能夠完成在整條光纖長(zhǎng)度上環(huán)境參量的空間、時(shí)間多維連續(xù)測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于布設(shè)、性價(jià)比高、易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，特別適用于工作環(huán)境惡劣、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)的電網(wǎng)基建、城市管廊、油氣能源基建、海底纜線、交通基建、城市安防等領(lǐng)域中，受益于下游應(yīng)用領(lǐng)域的建設(shè)需求，推動(dòng)了分布式光纖行業(yè)的快速發(fā)展。

分布式光纖傳感器在技術(shù)層面與準(zhǔn)分布式傳感器和點(diǎn)式傳感器及其他常見(jiàn)傳統(tǒng)傳感器的對(duì)比如下：

▲來(lái)源：中商情報(bào)網(wǎng)

根據(jù)調(diào)制方式，光纖傳感器還分為強(qiáng)度調(diào)制與頻率調(diào)制分類。強(qiáng)度調(diào)制傳感器是成本較低的，用在一些工程領(lǐng)域較多（比如，側(cè)液面，位移，間隙，壓力等甚至與生物化學(xué)指標(biāo)結(jié)合在一起的。）頻率調(diào)制像光柵多用在高價(jià)值的目標(biāo)對(duì)象上，比如戰(zhàn)斗機(jī)，航天器，大型客機(jī)，油井等等。

國(guó)際上有一些不錯(cuò)的高端光柵傳感器公司，比如Luna，不過(guò)光纖本身加上數(shù)采價(jià)格不菲。做研究的采購(gòu)多。目前，單光柵的比較便宜，多光柵的價(jià)格比較貴。

光纖傳感器呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，分布式光纖傳感將打敗其他光纖技術(shù)！華為大量投資激光器企業(yè)，中國(guó)光纖傳感產(chǎn)業(yè)鏈正在崛起！

光纖傳感器市場(chǎng)有多大？

據(jù)此前知名市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu) IDC 物聯(lián)網(wǎng)和通訊業(yè)務(wù)副總裁 Hugh Ujhazy介紹，預(yù)計(jì)2021-2025年，光纖傳感器（FOS）市場(chǎng)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)?；A(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)和檢測(cè)的巨大需求將大大促進(jìn)分布式光纖傳感的應(yīng)用。光纖能夠適應(yīng)各種挑戰(zhàn)環(huán)境，是推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的另一個(gè)因素。

據(jù)IDC預(yù)測(cè)，在2021-2025年期間，亞太地區(qū)（不包括日本），公共服務(wù)、石油和天然氣、水資源、交通基礎(chǔ)設(shè)施和街道照明的互聯(lián)設(shè)備數(shù)量將保持每年9.15%的復(fù)合增長(zhǎng)率。這反映了在5年內(nèi)連接設(shè)備將從17億臺(tái)上升到25億臺(tái)。

到2025年，這一總數(shù)將占該地區(qū)連接終端總數(shù)的20%以上。近年來(lái)，由于COVID-19疫情，全球人民被迫改變工作和生活方式。于是，保護(hù)和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施變得尤其重要。由于交通、能源和通信領(lǐng)域需要建立有彈性和高可靠的基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致企業(yè)和家庭網(wǎng)絡(luò)連接的需求爆炸式增長(zhǎng)。光纖已成為滿足這種不斷增長(zhǎng)的通信需求的首選基礎(chǔ)設(shè)施。2021-2025年，移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò)的流量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)年復(fù)合增長(zhǎng)率為13.9%，意味著到2025年，總流量將達(dá)到801.6PB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2021年的476PB，大部分流量通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸。

分布式光纖傳感（DFOS）迅速被接納，促使制造商和供應(yīng)商大力投資研發(fā)，為客戶提供更好的產(chǎn)品。服務(wù)提供商嘗試控制效率和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，以獲得最大的市場(chǎng)份額，并打敗光纖技術(shù)的其他競(jìng)品。

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院引用Frost&Sullivan（沙利文）報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國(guó)光纖傳感解決方案市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到93.5億元。預(yù)測(cè)到2023年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到117.5億元。隨著電網(wǎng)基建、城市管廊、油氣能源基建、海底纜線等行業(yè)投資的高速發(fā)展整體光纖傳感市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。

▲數(shù)據(jù)來(lái)源：弗若斯特沙利文、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

根據(jù)凌云光纖傳感報(bào)告，分布式光纖傳感市場(chǎng)應(yīng)用以油氣為主，包括油氣管道、油氣井下和油氣抗震的應(yīng)用，占了整體應(yīng)用的46%，軍用及事業(yè)領(lǐng)域占比12%，建筑領(lǐng)域及其他占比43%。也應(yīng)證了其在易燃易爆領(lǐng)域，以及廣域的優(yōu)勢(shì)。

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(chǎng)的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的確沒(méi)有大型的專業(yè)做光纖傳感的公司，也鮮有光纖傳感器的市場(chǎng)數(shù)據(jù)；但是很多國(guó)外的石油巨頭、軍工巨頭，還有ABB、西門(mén)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(guò)外人對(duì)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。

根據(jù)咨詢公司QYResearch的數(shù)據(jù)顯示，目前全球排名前五的光纖傳感器制造商有：Micron Optics、Honeywell、FISO Technologies、Omron和FBGS Technologies GMBH，市場(chǎng)份額約為39%。

目前無(wú)國(guó)產(chǎn)光纖傳感器廠商在全球市場(chǎng)中占據(jù)較大份額，近期上市的光格科技，是國(guó)內(nèi)分布式光纖傳感市場(chǎng)份額位列第一的廠商，（相關(guān)信息參看《國(guó)產(chǎn)光纖傳感器龍頭企業(yè)上市！》），此外深圳中科傳感、無(wú)錫聯(lián)河、珠海光辰、上海拜安、北京佰為深等多所國(guó)產(chǎn)傳感器企業(yè)都擁有了全套的光纖傳感解調(diào)方案。

從技術(shù)上來(lái)看，國(guó)產(chǎn)光纖傳感技術(shù)已經(jīng)很接近世界先進(jìn)水平，差距在不斷縮小中。

在光纖傳感系統(tǒng)的核心部件上，包括廈門(mén)彼格的窄帶光源，世維通的鈮酸鋰波導(dǎo)，以及長(zhǎng)飛，長(zhǎng)盈通保偏光纖，先品耐高溫耐輻射特種光纖及相關(guān)的器件方面都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

華為也深入布局光學(xué)/光電傳感器領(lǐng)域，旗下哈勃資金投資了多家激光器及相關(guān)企業(yè)。激光器是光纖傳感和激光雷達(dá)等光學(xué)/光電傳感器的光源核心零部件。

華為投資的部分激光器及光纖傳感企業(yè)（可上下滑動(dòng)查看）：

縱慧芯光：提供高功率以及高頻率垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）解決方案，生產(chǎn)VCSEL芯片、器件及模組等產(chǎn)品，可應(yīng)用在3D感知、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛、生物醫(yī)療傳感器和高速光通信等領(lǐng)域。同時(shí)，縱慧芯光也是華為手機(jī)ToF光源的主要供應(yīng)商。2020年6月獲華為哈勃投資。

源杰半導(dǎo)體：是光通信上游光芯片領(lǐng)域國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的 IDM 廠商，產(chǎn)品涵蓋從2.5G 到50G 磷化銦激光器芯片，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于光纖到戶、數(shù)據(jù)中心與云計(jì)算、5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、通信骨干網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)。2020年9月獲華為哈勃投資。

炬光科技：主要從事激光行業(yè)上游的高功率半導(dǎo)體激光元器件、激光光學(xué)元器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，擁有車(chē)規(guī)級(jí)汽車(chē)應(yīng)用（激光雷達(dá)）核心能力，正在拓展面向智能駕駛激光雷達(dá)(LiDAR)、智能艙內(nèi)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS)等汽車(chē)創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景的車(chē)規(guī)級(jí)核心能力。2020年9月獲華為哈勃投資。

長(zhǎng)光華芯：長(zhǎng)光華芯也是研發(fā)VCSEL的企業(yè)，已推出距離傳感器、結(jié)構(gòu)光（SL）、飛行時(shí)間（ToF）三大類產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的波長(zhǎng)包含808 nm、850 nm、940 nm等，是全球少數(shù)幾家研發(fā)和量產(chǎn)高功率半導(dǎo)體激光器芯片的公司。2019年4月獲華為哈勃投資。

微源光子：產(chǎn)品主要包括窄線寬半導(dǎo)體穩(wěn)頻激光器及模塊、窄線寬半導(dǎo)體調(diào)頻激光器及模塊、光子晶體激光器等。廣泛應(yīng)用于：相干光通信、激光雷達(dá)、光纖傳感、激光測(cè)距及科學(xué)研究等領(lǐng)域。2022年4月獲華為哈勃投資。

長(zhǎng)進(jìn)光子：是一家研發(fā)、生產(chǎn)和銷售特種光纖并提供技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。擁有涵蓋稀土材料、摻稀土光纖及光子晶體光纖等特種光纖、光纖激光器及放大器等領(lǐng)域的完備研發(fā)實(shí)力與體系，掌握從光纖預(yù)制棒制備、光纖拉制到光纖性能表征的全部核心工藝技術(shù)。2022年9月獲華為哈勃投資。

海創(chuàng)光電：海創(chuàng)光電是一家以光電子技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用為核心，為新一代激光應(yīng)用系統(tǒng)提供解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，公司的產(chǎn)品主要包括激光光學(xué)元器件及激光模組。2021年11月獲華為哈勃投資。

結(jié)語(yǔ) 除了激光雷達(dá)外，華為還親自研發(fā)了光纖傳感器，這與華為長(zhǎng)期從事光纖通信技術(shù)的研發(fā)和積累息息相關(guān)。 通過(guò)進(jìn)入光纖傳感領(lǐng)域，華為實(shí)現(xiàn)了光接入 OptiXaccess、光傳送 OptiXtrans、光終端 OptiXstar、光感知 OptiXsense的企業(yè)光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)閉環(huán)。 光纖在現(xiàn)代信息通信中具有重要作用，并且快速增長(zhǎng)，隨著光纖技術(shù)的普及，光纖傳感技術(shù)也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，憑借高靈敏度、高精度、抗電磁干擾、耐腐蝕等眾多優(yōu)點(diǎn)，光纖傳感技術(shù)在石化、醫(yī)療、新能源、交通等等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 國(guó)產(chǎn)光纖傳感技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平，隨著國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)行，以及光纖傳感需求的迅猛增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)光纖傳感企業(yè)將迎來(lái)新一輪爆發(fā)期！

審核編輯 黃宇