近日，传感器业界关注度颇高的“2023中国光纤传感大会”在安徽合肥举办，集中展示了中国光纤传感技术发展的最新成果，推动我国光纤传感技术整体研究进展和产业化进程。

(资料图片)

令人关注的是，本次大会中，华为受邀参加了“光纤传感在油气资源领域的应用”专题研讨会，发表《AI大模型助力分布式光纤传感工程应用》的演讲，并参与《油气长输管道行业光纤传感技术白皮书》审校会议，完善白皮书初稿。

这意味着，除激光雷达外，华为亲自进入了另一条传感器赛道，并推出了多款光纤传感系统。

近年来，光纤传感尤其是分布式光纤传感技术，因其在智慧管廊、安防等领域的重要作用，备受重视，成为增长最快速的传感器赛道之一。

今年以来，中国光纤传感领域消息不断，光格科技在7月24日登陆科创板，拜安传感建成国内首条具备量产能力的MEMS光纤传感器芯片生产线……中国光纤传感进入快速发展期。

华为光纤传感布局如何？华为推出了哪些光纤传感器产品？中国光纤传感现状怎样？什么是分布式光纤传感？详细情况请看下文。

布局光纤传感领域，华为推出两款光纤传感系统，为什么涉足这个传感器赛道？

2023年8月11日-13日，“2023中国光纤传感大会”在安徽合肥举行，值得关注的是，本次大会中，我国科技巨头华为公司受邀参加了“光纤传感在油气资源领域的应用”专题研讨会，并发表《AI大模型助力分布式光纤传感工程应用》的演讲，此外还参与了《油气长输管道行业光纤传感技术白皮书》审校会议，协助完善白皮书初稿等工作。

除激光雷达外，华为又亲自下场深度参与一条传感器细分赛道。

据华为官网信息显示，早在2019年9月，华为就已经发布了首款光纤传感产品OptiXsense EF3000，该款产品已在山东济华燃气公司及多家油气企业进行商用及联合测试，有效保证管道安全运行。

此后，2022年6月，华为发布了光视联动周界防护解决方案，整合光纤传感及智能视觉技术，构建多维感知网络系统，为各种复杂周界场景构建“零漏报、低误报、全天候、全覆盖”的防护检测能力。

同年11月，在华为全联接大会2022期间，华为推出光纤传感新品Huawei OptiXsense EF3000-F50，面向周界防护场景。

▲来源：华为官网

据华为官网显示，光纤传感器产品属于华为“企业光网络”里的“光感知-OptiXsense”旗下，是华为正儿八经的面向企业级用户推出的拳头产品。

▲来源：华为官网

据华为官网介绍，华为光感知基于分布式光纤振动技术，将感知算法引入光纤传感应用场景中，配合大数据/GIS地图的能力，提供差异化、多维度、多场景的智慧检测预警解决方案。

可见，华为的光感知技术是基于分布式光纤传感器技术达成，并将华为擅长的算法技术引入光纤传感中，提高感知能力、丰富感知场景——随着智能传感器的普及，可以预见未来感知算法将是传感器企业的重要竞争差异和优势。

▲来源：华为官网

光纤传感在国防、电力、石油、建筑、医学等领域有广泛的应用，目前华为推出的光纤传感产品主要应用于管线巡检查和周界安防场景。

为什么华为会进入光纤传感领域？什么是光纤传感器？什么是分布式光纤传感？相比其他传感器光纤传感器有什么优点?

这要从光纤传感技术的发源说起。

光纤传感器（Fiber Optical Sensor）是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。光纤传感器是光纤和通讯技术迅速发展的产物，与以电为基础的传感器有本质区别。

光纤最早是应用于光的传输，适合长距离传递信息，是现代信息社会光纤通信的基石，目前几乎所有高速数据通信都使用光纤。

因为光波在光纤中传播的特征参量会因外界因素的作用而间接或直接地发生变化，人们发现这一特性可以用来分析探测这些物理量、化学量和生物量，因此光纤传感器就诞生了。

不难想象，华为作为通信巨头，本身对光纤技术具有深厚的研究和积累，因此从光纤通信进入光纤传感也就自然而然。

此外，通过进入光纤传感领域，华为在业务层面上也形成了光接入 OptiXaccess、光传送 OptiXtrans、光终端 OptiXstar、光感知 OptiXsense的业务闭环，这为企业级客户提供全面、优质的服务至关重要。

什么是光纤传感器？

光纤传感器的基本原理是光源通过光发送器发出后，以光纤为传输载体传送给敏感元件，在这一过程中，被测量对光的某一性质进行调制，被调制后的光进入接收光纤，然后耦合到光接收器，最终光信号被转变为电信号，电信号再经过信号处理系统处理后变成所需要的被测量。

光发送器（光源）、 光接收器、 敏感元件、 光导纤维及信号处理系统是构成光纤传感器的几个重要组成部分。有些光纤传感器中， 光无源器件也作为光线传感器的重要组成部分。

▲光纤传感器构成示意图

光纤传感技术的核心是光纤传感器，相应的光纤传感技术主要分为功能型（传感型）光纤传感器和非功能性（传光型）光纤传感技术。

两种类型的光纤传感器主要区别在于，光纤本身是不是作为敏感元件。分布式光纤传感器即属于功能型（传感型）光纤传感器。

关于光纤传感器更详细的知识，请参看《149页PPT深入了解光纤传感器各项知识》及《中国光纤传感技术发展路线图》内容，本文不再赘述。

根据上述光纤传感器技术原理，此后发展为分布式光纤传感器、准分布式传感器和点式传感器三种，区别是光纤传感测量是否连续。

分布式光纤传感技术是在70年代末提出的，它是随着现在光纤工程中仍应用十分广泛的光时域反射（OTDR）技术的出现而发展起来的。

经过多年发展，分布式光纤传感技术产生了拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射等一系列分布式光纤传感机理和测量系统，并在多个领域得以逐步应用。目前，这项技术已成为光纤传感技术中最具前途的技术之一。

与离散点式传感器、准分布式传感器相比，分布式光纤传感系统中的传感光纤既是传感单元，亦是传输单元，一台监测距离数十至数百公里的光纤传感设备可等效于数十至百万个温度、应力、声波探测单元，监测距离内全覆盖，在长距离大范围监测场合下较离散点式、准分布式传感器具备优势。

分布式光纤传感器中的光纤能够集传感、传输功能于一体，能够完成在整条光纤长度上环境参量的空间、时间多维连续测量，具有结构简单、易于布设、性价比高、易实现长距离等独特优点，特别适用于工作环境恶劣、监测距离长的电网基建、城市管廊、油气能源基建、海底缆线、交通基建、城市安防等领域中，受益于下游应用领域的建设需求，推动了分布式光纤行业的快速发展。

分布式光纤传感器在技术层面与准分布式传感器和点式传感器及其他常见传统传感器的对比如下：

▲来源：中商情报网

根据调制方式，光纤传感器还分为强度调制与频率调制分类。强度调制传感器是成本较低的，用在一些工程领域较多（比如，侧液面，位移，间隙，压力等甚至与生物化学指标结合在一起的。）频率调制像光栅多用在高价值的目标对象上，比如战斗机，航天器，大型客机，油井等等。

国际上有一些不错的高端光栅传感器公司，比如Luna，不过光纤本身加上数采价格不菲。做研究的采购多。目前，单光栅的比较便宜，多光栅的价格比较贵。

光纤传感器呈指数级增长，分布式光纤传感将打败其他光纤技术！华为大量投资激光器企业，中国光纤传感产业链正在崛起！

光纤传感器市场有多大？

据此前知名市场咨询机构 IDC 物联网和通讯业务副总裁 Hugh Ujhazy介绍，预计2021-2025年，光纤传感器（FOS）市场将呈指数级增长。基础设施、公共服务和检测的巨大需求将大大促进分布式光纤传感的应用。光纤能够适应各种挑战环境，是推动市场增长的另一个因素。

据IDC预测，在2021-2025年期间，亚太地区（不包括日本），公共服务、石油和天然气、水资源、交通基础设施和街道照明的互联设备数量将保持每年9.15%的复合增长率。这反映了在5年内连接设备将从17亿台上升到25亿台。

到2025年，这一总数将占该地区连接终端总数的20%以上。近年来，由于COVID-19疫情，全球人民被迫改变工作和生活方式。于是，保护和维护基础设施变得尤其重要。由于交通、能源和通信领域需要建立有弹性和高可靠的基础设施，导致企业和家庭网络连接的需求爆炸式增长。光纤已成为满足这种不断增长的通信需求的首选基础设施。2021-2025年，移动和固定网络的流量数据预测年复合增长率为13.9%，意味着到2025年，总流量将达到801.6PB，远远高于2021年的476PB，大部分流量通过光纤网络来传输。

分布式光纤传感（DFOS）迅速被接纳，促使制造商和供应商大力投资研发，为客户提供更好的产品。服务提供商尝试控制效率和优化生产工艺，以获得最大的市场份额，并打败光纤技术的其他竞品。

据中商产业研究院引用Frost&Sullivan（沙利文）报告数据显示，2022年，我国光纤传感解决方案市场规模达到93.5亿元。预测到2023年，市场规模将达到117.5亿元。随着电网基建、城市管廊、油气能源基建、海底缆线等行业投资的高速发展整体光纤传感市场快速增长。

根据凌云光纤传感报告，分布式光纤传感市场应用以油气为主，包括油气管道、油气井下和油气抗震的应用，占了整体应用的46%，军用及事业领域占比12%，建筑领域及其他占比43%。也应证了其在易燃易爆领域，以及广域的优势。

光纤传感产品具有小批量多品种、分布在各种细分市场的特点，国内外的确没有大型的专业做光纤传感的公司，也鲜有光纤传感器的市场数据；但是很多国外的石油巨头、军工巨头，还有ABB、西门子这样的电力设备大公司都有自己的光纤传感业务，只不过外人对这些业务的发展情况很难摸清楚。在一些新兴领域，比如分布式传感，也有一批中小型的专业公司。

根据咨询公司QYResearch的数据显示，目前全球排名前五的光纤传感器制造商有：Micron Optics、Honeywell、FISO Technologies、Omron和FBGS Technologies GMBH，市场份额约为39%。

目前无国产光纤传感器厂商在全球市场中占据较大份额，近期上市的光格科技，是国内分布式光纤传感市场份额位列第一的厂商，（相关信息参看《国产光纤传感器龙头企业上市！》），此外深圳中科传感、无锡联河、珠海光辰、上海拜安、北京佰为深等多所国产传感器企业都拥有了全套的光纤传感解调方案。

从技术上来看，国产光纤传感技术已经很接近世界先进水平，差距在不断缩小中。

在光纤传感系统的核心部件上，包括厦门彼格的窄带光源，世维通的铌酸锂波导，以及长飞，长盈通保偏光纤，先品耐高温耐辐射特种光纤及相关的器件方面都实现了国产化。

华为也深入布局光学/光电传感器领域，旗下哈勃资金投资了多家激光器及相关企业。激光器是光纤传感和激光雷达等光学/光电传感器的光源核心零部件。

华为投资的部分激光器及光纤传感企业（可上下滑动查看）：

纵慧芯光：提供高功率以及高频率垂直腔面发射激光器（VCSEL）解决方案，生产VCSEL芯片、器件及模组等产品，可应用在3D感知、虚拟现实、增强现实、自动驾驶、生物医疗传感器和高速光通信等领域。同时，纵慧芯光也是华为手机ToF光源的主要供应商。2020年6月获华为哈勃投资。

源杰半导体：是光通信上游光芯片领域国内领先的 IDM 厂商，产品涵盖从2.5G 到50G 磷化铟激光器芯片，产品广泛应用于光纤到户、数据中心与云计算、5G 移动通信网络、通信骨干网络和工业。2020年9月获华为哈勃投资。

炬光科技：主要从事激光行业上游的高功率半导体激光元器件、激光光学元器件的研发、生产和销售，拥有车规级汽车应用（激光雷达）核心能力，正在拓展面向智能驾驶激光雷达(LiDAR)、智能舱内驾驶员监控系统(DMS)等汽车创新应用场景的车规级核心能力。2020年9月获华为哈勃投资。

长光华芯：长光华芯也是研发VCSEL的企业，已推出距离传感器、结构光（SL）、飞行时间（ToF）三大类产品，标准产品的波长包含808 nm、850 nm、940 nm等，是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司。2019年4月获华为哈勃投资。

微源光子：产品主要包括窄线宽半导体稳频激光器及模块、窄线宽半导体调频激光器及模块、光子晶体激光器等。广泛应用于：相干光通信、激光雷达、光纤传感、激光测距及科学研究等领域。2022年4月获华为哈勃投资。

长进光子：是一家研发、生产和销售特种光纤并提供技术服务的高新技术企业。拥有涵盖稀土材料、掺稀土光纤及光子晶体光纤等特种光纤、光纤激光器及放大器等领域的完备研发实力与体系，掌握从光纤预制棒制备、光纤拉制到光纤性能表征的全部核心工艺技术。2022年9月获华为哈勃投资。

海创光电：海创光电是一家以光电子技术研发与应用为核心，为新一代激光应用系统提供解决方案的高新技术企业，公司的产品主要包括激光光学元器件及激光模组。2021年11月获华为哈勃投资。

结语

除了激光雷达外，华为还亲自研发了光纤传感器，这与华为长期从事光纤通信技术的研发和积累息息相关。

通过进入光纤传感领域，华为实现了光接入 OptiXaccess、光传送 OptiXtrans、光终端 OptiXstar、光感知 OptiXsense的企业光网络业务闭环。

光纤在现代信息通信中具有重要作用，并且快速增长，随着光纤技术的普及，光纤传感技术也呈指数级增长，凭借高灵敏度、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等众多优点，光纤传感技术在石化、医疗、新能源、交通等等领域有着广泛的应用。

国产光纤传感技术已接近世界先进水平，随着国产替代的进行，以及光纤传感需求的迅猛增长，国产光纤传感企业将迎来新一轮爆发期！

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