В МТС действует R&D направление по развитию технологии оптоволоконной сенсорики – использованию оптического волокна в качестве распределенного датчика в различных решениях умного офиса и города: в климатических, противопожарных, охранных системах, в мониторинге утечек трубопроводов, дорожной обстановки, состояния строительных конструкций, машин и механизмов.
Как уверены в МТС, применение технологии оптоволоконной сенсорики позволяет примерно на треть сократить затраты на оборудование и монтаж по сравнению с традиционными решениями.
Результаты первых пилотных проектов показывают, что применение технологии оптоволоконной сенсорики позволяет примерно на треть сократить затраты на оборудование и монтаж по сравнению с традиционными решениями.
В технологии оптоволоконной сенсорики анализируется распространение световых импульсов в оптическом кабеле: компактный прибор – когерентный рефлектометр – посылает в оптоволокно и принимает рассеянные в нём модулированные импульсы света. Любое внешнее физическое воздействие на кабель – температура, вибрация, звук, натяжение – меняет характеристики света в волокне, эти изменения можно анализировать в виде цифровой рефлектограммы с помощью алгоритмов цифровой обработки сигналов и ИИ.
Таким образом оптический кабель, проложенный вдоль контролируемых пространств или поверхностей на несколько километров, выступает по всей своей длине как распределенный датчик и проводник сигналов, а анализ рефлектограммы позволяет снимать данные с любой точки оптоволокна. Технология имеет ряд преимуществ – дешевый оптоволоконный кабель заменяет различные датчики, требующие электропитания; он компактен и прост в монтаже, не подвержен электромагнитным помехам и устойчив к высоким температурам. Аппаратная часть в виде оптоволоконного кабеля рефлектометром универсальна, а различные сценарии использования определяются программными настройками.
Подразделение, которое занимается R&D в области оптоволоконной сенсорики, ведет прикладные исследования и занимается разработкой коммерческого решения в сфере оптоволоконной сенсорики с 2024 года.
Среди реализованных проектов подразделения:
- исследования по удаленному мониторингу дорожной обстановки (получение рефлектограммы с подземной кабельной канализации в результате воздействия на нее вибрации автомобилей и пешеходов);
- создание распределенных систем мониторинга климата в центральном офисе МГТС и столичной гостинице Cosmos Arbat Selection (данные температуры с проложенного под потолком оптического кабеля передаются на контроллер системы кондиционирования).
«Оптоволоконная сенсорика широко используется в мире и нашей стране в нефтегазовой отрасли для мониторинга эксплуатации трубопроводов и скважин. В последние годы появляются всё более успешные коммерческие кейсы для охранных и противопожарных систем, диагностики состояния транспортной и промышленной инфраструктуры. Среди российских операторов связи мы первыми взялись за исследования и пилоты в этом перспективном направлении и первыми в стране реализовали проекты по мониторингу температуры в зданиях. В этом нам помогли обширные компетенции МГТС – крупнейшего инфраструктурного телеком-оператора Москвы – в строительстве и эксплуатации инфраструктуры ВОЛС», – отметил директор по инновациям и разработке МГТС Евгений Лукьянчук.
«Использование оптоволоконной сенсорики позволяет ощутимо экономить при создании различных решений и в целом повысить их надежность. Например, реализуя пилоты по мониторингу климата в офисах, мы увидели, что развертывание традиционных систем с использованием обычных точечных датчиков обошлось бы в 1,5 раза дороже. С учетом перспектив технологии, сегодня мы работаем над созданием оптоволоконных сенсорных систем для жилых комплексов, бизнес-центров, дата-центров, мониторинга дорожного движения. Уверен, что в будущем наша компания сможет предложить перспективные разработки в этой сфере для городской среды, ЖКХ, промышленности, транспорта. Наше технологические преимущество в том, что мы являемся связующим звеном между производителями рефлектометров и потенциальными заказчиками. Причем у нас есть опыт в разработке алгоритмов обработки данных с оптоволокна и возможности для создания собственного оборудования», – подчеркнул Евгений Лукьянчук.
В каких сферах можно ожидать распространение оптоволоконной сенсорики:
- мониторинг помещений и коммуникаций внутри зданий (обнаружение утечек водоснабжения, термометрия, пожарная сигнализация);
- обнаружение протечек трубопроводов городских коммуникаций;
- термометрия силовых кабелей систем электроснабжения;
- противопожарные системы в туннелях и подземных сооружениях;
- система мониторинга дорожной обстановки с использованием подземной кабельной канализации;
- мониторинг целостности строительных конструкций (зданий, мостов, эстакад, тоннелей в метрополитене) за счет установки деформационных датчиков;
- системы контроля работы промышленного оборудования, механизмов и машин (комплексный автоматизированный мониторинг температуры, пожаров, вибрации, шумов, протечек);
- мониторинг условий работы дата-центров (климатика, термометрия оборудования);
- охрана периметров объектов от несанкционированного доступа;
- мониторинг шумовой обстановки на улицах и стройплощадках с помощью оптоволоконных микрофонов.
Тема актуальная. Разнообразие применений оптоэлектронной сенсорики постоянно растет. Можно вспомнить, например, что оптоволоконные микрофоны используются для связи внутри МРТ, где обычные микрофоны не могут работать из-за мощного магнитного поля. И в других применениях, где важна полная невосприимчивость к электромагнитным и магнитным полям.
Системы ОС использует, например, компания Baker Hughes, для мониторинга скважин с условиями до 200°C и давлением 15 000 psi. Применяются они и для мониторинга целостности и температуры трубопроводов на протяжении десятков километров. Словом везде, где требуется контроль объектов по всей его длине из одной точки, высокая надежность и долгий срок службы.
Многочисленные ПВОЛС и технологию оптоволоконной сенсорики сейчас пробуют использовать, например, для детектирования проходящих над ними судов или подводных аппаратов.
- -
