传感与测量｜用“通信光缆”做地震阵列：DAS 最新实例剖析与新技术关联

一、最新实例（2025）：把现有光纤“变身”万点地震传感器

海底/近海断层监测：美国团队用分布式光纤声学（DAS）把现有海底通信光缆当作连续阵列，监测海底断层活动；这是用“现成光缆 + 光学后端”做近海地震观测的最新进展之一。项目报道强调：传统海底仪器稀疏、回收难，而 DAS 可在不改动光缆的情况下读取振动信息。
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城市/城域复用：研究者还复用城市里**“闲置或单纤可用”的长距离光缆**开展城市地震监测与交通振动观测，标志着 “城市级密集阵列” 的可行性愈发清晰。
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产业意义：DAS 不需要在每个测点安装物理传感器，只要把光学“解调器”（DAS 读出机）接到光纤端，就能获得以米为步进、数十公里连续的振动测量，极大降低大范围、长时段监测的部署和运维成本。

二、它是怎么工作的？——工程视角的“原理一页纸”

基本原理：在光纤一端注入相干激光，利用光纤内部天然散射（瑞利散射）作为“无数微反射点”。外界振动会改变光纤某一小段的应变→引起回波相位/频率的微小变化。DAS 设备通过相干解调 + 相关算法，把这些变化“还原”成沿纤分布的振动—时间图。

关键参数：

量程/长度：典型 20–50 km（受激光与相干长度限制）；

空间分辨率：~1–10 m（由“规范距/标距”设置决定）；

带宽：可覆盖地震/交通所需（从 <1 Hz 到 kHz 量级）。

系统组成：窄线宽激光 + 调制器 + 相干接收（本振/平衡探测） + 高速采集卡 + 实时/近实时算法。整个“传感阵列”就是光纤本体（不必逐点布放加速度计）。
（更多面向工程的解读见官方/实验室技术通稿。
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）

三、对标传统方案：DAS 适合、边界与改造点

优势

覆盖面极大：一根光纤=连续万点；特别适合长线资产（油气/电缆/轨道/边界）；

改造量小：复用现有通信/备用光纤，少挖掘、少停工；

远程/集中：光学端在机房，便于集中供电与维护。

局限

标定复杂：把“光纤应变”转为“地表真实加速度/位移”需要场地-纤缆耦合建模与标定；

频带/信噪折中：长距离、细步进与高带宽不可兼得，需做系统级权衡；

数据洪流：公里级光纤 × 米级分辨率 × 高采样率 → 数据量巨大，需边缘筛选/压缩/事件触发。

工程落地要点

光纤类型与铺设方式（松套/紧套、入土/管道/海缆）直接影响耦合与带宽；

解调器的相干稳定性与ADC 采样链路质量决定可用动态范围；

联动 GIS/SCADA/告警平台，按“区段-事件-处置”形成闭环（地震、渗漏、盗采、占压等场景都可共享一套基础设施）。

（城市/海域项目的实践细节参见 2025 年高校/实验室新闻稿与行业协会通讯。
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四、和“新技术”的三条关联线（给工业与基础设施的启发）

硅光 + 相干 FMCW 技术外溢：小型化、低功耗 DAS
2025 年多家硅光公司把相干 FMCW 激光/接收做上芯片，原用于测距/成像（FMCW LiDAR），正在拉低相干光学前端的成本与体积——这套技术栈未来可望反哺 DAS 解调器的小型化与网格化部署。
SiLC Technologies

Yahoo Finance


事件相机（Event-based Vision）在“异常检测/同步测量”上的协同
事件相机只在“亮度变化”时输出数据，动态范围 >120 dB、时间分辨率极高。近月发布的Raspberry Pi 5 事件相机套件降低了工业应用门槛。把它与 DAS 的时间戳/事件对齐，可在交通/厂区实现“光纤振动 + 视觉事件”跨模态融合，减少误报、提高定位精度。
PROPHESEE

PROPHESEE


量子 NV-金刚石磁传感：从实验室走向产业
NV 中心能在常温下做超高灵敏磁测，正被用于生物、材料与电池监测等前沿场景。2025 年多篇综述/新闻指出其产业化潜力与阵列化进展；未来与光纤/光学测量并行，可构成多物理场融合监测平台。
Nature

Tech Xplore


五、给“明扬”的实施清单（可直接用于方案标书）

场景优先级：长线资产（油气/供水/长距离电缆/园区边界）→ 近岸/跨海桥隧 → 城市地震微动网；

试点规模：先做 5–10 km 级试点（2–5 m 规范距、100–500 Hz 带宽），与现有点传感器/摄像头做时间对齐与标签校正；

平台集成：把 DAS 的“区段事件流”接入现有 SCADA/告警平台，落成事件工单化；

设备路线：优先选商用 DAS 解调器（长距/短距型号各一），并留意相干硅光与低功耗化新品路线；

多模态融合：在关键位置布置事件相机/热像/麦克风做现场标定，作为模型训练与误报抑制的“真值”来源。

参考与来源

华盛顿大学：用 DAS 利用海底通信光缆监测近海断层活动（2025-07-24）。
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劳伦斯利弗莫尔国家实验室：DAS 在地震观测中的关键性突破与联合团队（2025-05-21）。
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行业协会通讯：城市/区域复用光纤开展地震与环境振动观测的进展（2025-07）。
fiberopticsensing.org

事件相机：Prophesee GenX320 套件上 RPi 5，面向工业/机器人实时应用（2025-08）。
PROPHESEE


硅光相干测距/成像（FMCW LiDAR）产业动向（SiLC、LightIC 等，2025）。
SiLC Technologies

NV-金刚石量子传感：2025 年综述与产业化进展。
Nature

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