近年來，針對(duì)交通強(qiáng)國戰(zhàn)略對(duì)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的新需求，我們積極開展新一代大容量光纖傳感網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)攻關(guān)，取得了世界領(lǐng)先的創(chuàng)新成果，在國際上首次工業(yè)化生產(chǎn)出單纖超過十萬個(gè)光柵傳感器的產(chǎn)品，形成大容量、高密集、高精度的光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該技術(shù)已在機(jī)場智能跑道、智慧地鐵、智能高速公路等多個(gè)國家戰(zhàn)略任務(wù)和重大工程中實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，為多個(gè)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供關(guān)鍵智能化平臺(tái)和核心數(shù)據(jù)支撐，得到行業(yè)和相關(guān)部門的高度好評(píng)。
加速光纖傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展
《瞭望》：光纖傳感網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)研發(fā)方面還存在哪些瓶頸？如何看待這些挑戰(zhàn)？
姜德生：過去十年我們解決了光纖傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感器端的問題，未來十年我們要解決解調(diào)器端的問題。光纖傳感網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)行業(yè)的示范應(yīng)用顯現(xiàn)出了巨大的市場應(yīng)用前景。然而現(xiàn)有光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)解調(diào)儀表，由很多分立的高端光、電芯片和器件組合而成。隨著傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積的增加，解調(diào)器需要的空間變大，我們?cè)诠饫w傳感網(wǎng)絡(luò)全時(shí)全域智慧高速示范項(xiàng)目中，需要專門修建一個(gè)機(jī)房放解調(diào)器。此外成本限制了大規(guī)模應(yīng)用，比如我們現(xiàn)在光纖傳感網(wǎng)絡(luò)橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)得到行業(yè)的高度重視和好評(píng)，但是按照現(xiàn)有解調(diào)器價(jià)格水平和現(xiàn)有橋梁規(guī)模計(jì)算，即使每座橋只使用一臺(tái)解調(diào)器，總耗資也將超過1000億元。因此迫切需要通過光纖傳感的芯片化研究實(shí)現(xiàn)光纖傳感解調(diào)儀表的高集成和低成本。
《瞭望》：如何加速解調(diào)器端等的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展？
姜德生：解調(diào)器里面的高端光、電芯片和器件的關(guān)鍵技術(shù)仍存在諸多卡脖子問題，高端的光、電芯片及器件依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化率低，受到國外供應(yīng)商的壟斷。在越來越復(fù)雜的國際關(guān)系下，實(shí)現(xiàn)下一代解調(diào)儀表的研發(fā)突破形勢嚴(yán)峻。同時(shí)，對(duì)于航空航天、深海深地等特殊應(yīng)用場景的傳感，雖然市場規(guī)模不大，卻是國家重大戰(zhàn)略部署領(lǐng)域，不僅要求傳感系統(tǒng)的小型化、低重量、高可靠，而且對(duì)軟硬件的國產(chǎn)化、安全性提出了較高的要求，傳統(tǒng)采用分立器件的系統(tǒng)集成方法已難以滿足需求。
目前國內(nèi)外都缺乏適用于大規(guī)模光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的光、電芯片和器件的完整體系、整體統(tǒng)籌。因此，研制面向光纖傳感的光、電芯片和器件，改變分立芯片和器件構(gòu)建光纖傳感解調(diào)儀表的傳統(tǒng)模式，是眾多行業(yè)領(lǐng)域智能化升級(jí)的迫切需求，也是極有可能另辟賽道實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的有效途徑。
在智能化物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的當(dāng)下，建議加快部署新一代智能傳感網(wǎng)絡(luò)中卡脖子關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及上下游產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，形成具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套生產(chǎn)技術(shù)與裝備，形成以光纖通信、光纖傳感、光器件產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能競相發(fā)展的格局。
在位于湖北省武漢市的長飛光纖光纜股份有限公司光纖生產(chǎn)車間內(nèi)，工作人員對(duì)光纖進(jìn)行檢測（資料照片） 肖藝九攝/本刊
完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與安全法規(guī)
《瞭望》：在制定和完善相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與安全法規(guī)方面，你有哪些建議？
姜德生：近40年，我和團(tuán)隊(duì)積極促進(jìn)光纖傳感技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化。如今，在各類工程及各類結(jié)構(gòu)健康及安全監(jiān)測領(lǐng)域中，對(duì)溫度、應(yīng)變、微振等信號(hào)的監(jiān)測精度、覆蓋范圍、空間分辨率、智能化數(shù)據(jù)采集等指標(biāo)都提出了越來越高的要求。隨著光纖傳感技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，進(jìn)一步制定和完善相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與安全法規(guī)是確保光纖傳感系統(tǒng)可靠性和安全性的重要措施。
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，需要進(jìn)一步建立完善相關(guān)應(yīng)用指南，重點(diǎn)關(guān)注重大工程、網(wǎng)絡(luò)安全、物理保護(hù)以及安全培訓(xùn)和意識(shí)提升等。定期對(duì)光纖傳感系統(tǒng)安全法規(guī)的實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果和新的安全風(fēng)險(xiǎn)情況，對(duì)安全法規(guī)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和完善，進(jìn)一步提高光纖傳感系統(tǒng)的可靠性和安全性，為各行各業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
《瞭望》：推動(dòng)國產(chǎn)光纖傳感技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，在加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用合作，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)方面需要怎么做？
姜德生：大容量光柵陣列光纖傳感網(wǎng)絡(luò)在眾多行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用不僅在中國是第一次，而且在世界上也屬首次，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。針對(duì)這一問題，建議做三件事：
