中國(guó)電信高霞：通感一體賦能智能感知光網(wǎng)絡(luò)

3月28日消息（水易）近日，CIOE中國(guó)光博會(huì)聯(lián)合C114通信網(wǎng)舉辦“第五屆光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”線上研討會(huì)——“光纖智能傳感技術(shù)專場(chǎng)”。會(huì)議邀約產(chǎn)業(yè)鏈專家代表，聚焦通感一體化架構(gòu)創(chuàng)新、光纖傳感前沿技術(shù)及行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，助力實(shí)現(xiàn)通信與感知功能的深度融合，共同推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)智能化升級(jí)和光纖傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

中國(guó)電信研究院工程師高霞在會(huì)上分享了通感一體技術(shù)的最新進(jìn)展與實(shí)踐成果，強(qiáng)調(diào)該技術(shù)正推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)從“傳輸管道”向“智能感知網(wǎng)絡(luò)”轉(zhuǎn)型，為數(shù)字中國(guó)建設(shè)注入新動(dòng)能。

光網(wǎng)絡(luò)智能化轉(zhuǎn)型加速

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型與算力需求激增，光網(wǎng)絡(luò)的智能化管理與安全成為關(guān)鍵。高霞表示，通感一體技術(shù)通過突破通信與感知界限，利用物理層感知與信號(hào)解析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纜資源數(shù)字化建模、故障風(fēng)險(xiǎn)智能化預(yù)警及環(huán)境態(tài)勢(shì)動(dòng)態(tài)化感知等能力，構(gòu)建“通信-感知-決策”閉環(huán)體系，顯著提升網(wǎng)絡(luò)韌性。結(jié)合AI算法，該技術(shù)為智慧運(yùn)維、智能城市、災(zāi)害預(yù)警等場(chǎng)景提供核心支撐，成為光網(wǎng)絡(luò)智能化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力。

技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化協(xié)同推進(jìn)

當(dāng)前，分布式光纖傳感技術(shù)（DFOS）和oDSP技術(shù)成為兩大焦點(diǎn)。DFOS通過解析光信號(hào)的瑞利、布里淵等散射效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)、溫度等全域感知，其基于頻域和時(shí)域反射技術(shù)，可覆蓋從短距cm級(jí)高精度到長(zhǎng)距離百公里的需求；oDSP則與通信系統(tǒng)深度兼容，但需突破算法與硬件功耗、標(biāo)準(zhǔn)化等瓶頸。AI技術(shù)的融入大幅提升數(shù)據(jù)處理效率，通過模型算法、提取數(shù)據(jù)特征，基于固有硬件，顯著提升智能感知處理能力，但算力需求與模型泛化能力仍是待解難題。此外，通信與感知一體化組網(wǎng)架構(gòu)需依據(jù)光纖資源、波道狀態(tài)、拓?fù)鋭?dòng)態(tài)等選擇優(yōu)化通感功能耦合機(jī)制，一是通過物理層協(xié)同抑制信號(hào)串?dāng)_，保障通信可靠性；二是提升傳感精度與覆蓋維度。其中，通過暗光纖實(shí)現(xiàn)物理層隔離的組網(wǎng)架構(gòu)，兼具高可靠性與部署靈活性，成為技術(shù)落地的關(guān)鍵路徑。

此外，科研投入方面，科技部2023年將通感一體技術(shù)納入兩項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，以國(guó)家戰(zhàn)略牽引核心技術(shù)攻關(guān)。中國(guó)電信牽頭核心課題，并發(fā)布中國(guó)電信全光網(wǎng)2.0智能化成果，以及在“光華杯”千兆光網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽中獲三等獎(jiǎng)，彰顯場(chǎng)景落地實(shí)踐價(jià)值。標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)上，國(guó)外內(nèi)正加速制定光器件、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及多場(chǎng)景應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建。中國(guó)電信積極融入ITU、OIF及IPEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織，貢獻(xiàn)技術(shù)方案與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，助力構(gòu)建開放、互通的通感一體技術(shù)體系。

中國(guó)電信智能運(yùn)維實(shí)踐探索

中國(guó)電信基于通感一體技術(shù)與AI深度融合，在光網(wǎng)絡(luò)智能運(yùn)維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)探索。針對(duì)光纜外破風(fēng)險(xiǎn)及同路由隱患，基于現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境，采用相位OTDR技術(shù)結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，通過分析振動(dòng)信號(hào)特征，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與故障定位，降低業(yè)務(wù)中斷風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確率大于90%，相關(guān)成果發(fā)表于ECOC等國(guó)際頂會(huì)。在空芯光纖運(yùn)維領(lǐng)域，針對(duì)低瑞利散射特性，缺少適配空芯光纖OTDR的難題，基于頻分復(fù)用技術(shù)，設(shè)計(jì)通感一體系統(tǒng)架構(gòu)，于100km空芯光纖上同時(shí)實(shí)現(xiàn)800G高速率通信與光纖分布式表征，動(dòng)態(tài)范圍~40dB，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)維，助力空芯光纖規(guī)模部署。海纜運(yùn)維方面，聯(lián)合沿海省份開展錨害預(yù)警實(shí)驗(yàn)，通過振動(dòng)特征分析預(yù)判漁船非法拋錨風(fēng)險(xiǎn)，并探索構(gòu)建空天地海一體化災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，提升海纜故障響應(yīng)能力。此外，中國(guó)電信積極推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)制定，通過全生命周期模型映射，實(shí)現(xiàn)故障溯源、性能預(yù)測(cè)等智能功能，加速運(yùn)維向“自評(píng)估、自決策”轉(zhuǎn)型。這些實(shí)踐顯著提升網(wǎng)絡(luò)可靠性與運(yùn)營(yíng)效率，助力光網(wǎng)絡(luò)向智能化演進(jìn)。

此外，通感一體技術(shù)正從電信運(yùn)維向更廣泛場(chǎng)景延伸。通過解調(diào)振動(dòng)、溫度、應(yīng)力等多維物理場(chǎng)信息，可支撐城市交通態(tài)勢(shì)感知、橋梁健康監(jiān)測(cè)、冰川動(dòng)力學(xué)分析及海底地震預(yù)警等應(yīng)用，助力數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

未來趨勢(shì)：高速、智能、多場(chǎng)景融合成

光網(wǎng)絡(luò)通感一體未來的發(fā)展趨勢(shì)，一是面向高速、長(zhǎng)距離、實(shí)時(shí)、多參量通感融合，其中需要優(yōu)化設(shè)計(jì)通信與傳感系統(tǒng)高效集成方案，研究多維感知、高分辨率、跨中繼長(zhǎng)距離傳感方案，還需數(shù)據(jù)高效壓縮和算法優(yōu)化架構(gòu)；二是面向高精度、高可靠、智能化感知，探索集成技術(shù)與數(shù)據(jù)分析，人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)，挖掘海量數(shù)據(jù)特征，助力高精度感知，引入數(shù)字孿生和大模型，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自評(píng)估和自決策，加速云網(wǎng)自智；三是面向多場(chǎng)景智能感知，探索多芯、空芯等新型光纖運(yùn)維及監(jiān)測(cè)技術(shù)，另外基于既有光纖網(wǎng)絡(luò)，助力智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，構(gòu)建高可靠、可感知、全連接的智能光基座。

高霞表示，光網(wǎng)絡(luò)通感一體技術(shù)正經(jīng)歷從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到商用的關(guān)鍵期，正迎來新一輪發(fā)展機(jī)遇。技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、標(biāo)準(zhǔn)完善與跨界合作將成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地的四大支柱。中國(guó)電信未來將持續(xù)聯(lián)合業(yè)界伙伴，深化技術(shù)攻關(guān)與生態(tài)共建，為全球光通信與傳感產(chǎn)業(yè)的智能化升級(jí)注入新動(dòng)能。

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