1、目录目录 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。引言光纤通信网络通感一体化的多场景应用分析光纤通信网络通感一体化关键技术研究光纤通信网络通感一体化产业发展及标准化总结及展望主要贡献单位P1P2P6P17P29P31I M T-2 0 2 0(5 G)推 进 组面向多场景应用的光网络通感一体化架构和关键技术方案研究1I M T-2 0

2、2 0(5 G)推 进 组面向多场景应用的光网络通感一体化架构和关键技术方案研究引言光纤通信网络可以实现大容量、长距离、高可靠的信息传输，是通信网络的重要基础设施，广泛应用于电信领域、电力和油气等能源行业的信息通信网络，经过多年发展已形成庞杂的体系，承载着丰富多样的业务。光纤传感技术利用光纤对温度、应变、振动、声波等物理场的敏感性，实现对光纤周围环境的感知。光纤通信技术与光纤传感技术皆以光纤为媒介，在信号的调制、发送、放大、探测等方面类似，二者的融合具有先天优势。此外，人工智能（AI）技术的发展，对通信网络优化、智能感知及控制应用产生了深远的影响，极大地推动了通信和感知的深度融合。通感一体化技

3、术一方面提升了光纤光缆的资源利用率，另一方面满足5G-A/6G、智算等新一代信息通信技术对光纤通信网络提出的智能化运维管理需求。本蓝皮书分析了光纤通信网络通感一体化的应用需求，提出较为成熟的解决方案，探讨技术的产业化和标准化进展，提出未来发展趋势及发展建议，推动光纤通信网络通感一体化技术和产业良性发展。2I M T-2 0 2 0(5 G)推 进 组面向多场景应用的光网络通感一体化架构和关键技术方案研究光纤通信网络通感一体化的多场景应用分析图1 光纤寿命与应力关系光纤通信和感知的融合是基于光纤光缆资源共享的基础之上，在一张网络上同时实现数据传输与环境感知功能，对传统光纤通信网络功能进行革新与扩

4、展。目前具备通感一体化功能的光纤通信网络主要有两大应用方向，一是借助感知功能提升通信系统的稳定性，即利用光纤光缆对所处环境的感知、识别与预测，实现光纤光缆的智能化管理和监测应用；二是基于光纤通信资源使能多场景的感知增强，即借助于泛在部署的光纤通信系统资源，实现感知的多维、广域覆盖，降低感知硬件部署成本，提升光纤光缆资源利用率，满足多场景的感知需求。1.1 光缆资源的管理和监测光纤通信网络经过多年的发展，建设规模和复杂度不断增加，形成庞杂的体系，利用光纤传感技术，实现光缆资源管理、维护及监测的智能化和可视化，保障光纤通信网络的安全和稳定，提升传输质量。光缆资源管理方面，光缆资源管理方面，传统光缆

5、资源管理(光纤识别、光纤路由还原、光纤寿命预测等)手段大多依赖于静态数据库，更新不及时，且易出错，无法准确反映光纤光缆在实际网络中的变动。利用光纤传感技术，与地理信息系统（GIS）结合，有望实现光缆路由信息的精准管理与可视化展示。此外，传统光纤寿命评估多基于经验，缺乏对光纤状态参量的精准感知和实际运行环境的考虑，预测准确度较低。应力与光纤的寿命密切相关1，如图1所示，通过光纤传感技术，实时监测光纤的应力变化，建立科学的寿命预测模型，可实现对光纤性能衰减的预警和维护。3I M T-2 0 2 0(5 G)推 进 组面向多场景应用的光网络通感一体化架构和关键技术方案研究光缆资源监测方面光缆资源监测

6、方面，面对复杂网络环境下光缆资源的隐形损伤，如微裂纹增长、缓慢性能退化等，传统技术手段在实时性、定位精度以及对微小损伤的敏感性上存在局限，难以做到早期预警，尤其是对于埋深较深、环境复杂的光缆段（如图2所示），定位误差较大，甚至无法进行有效测试，亟待解决。基于光纤传感技术，构建实时、准确监测光纤状态、并在故障发生前进行预警的监测系统，实现在复杂环境下非接触式探测光缆位置及埋深，降低误报和漏报，减少业务中断时间。图2 光缆铺设环境复杂1.2 环境感知和安全监测光纤通信网络利用光纤传感技术可以实现对光纤周围环境的感知，构建泛在的感知网络。复用已有的光纤资源进行环境感知和目标资源的安全监测，减少单独部