日本电信电话公司（NTT）联合东京大学工学系研究科，于3月19日正式宣布了一项光纤传感技术的重大突破。双方利用现有的光通信电缆结构，成功实现在数米乃至数公里尺度上，精准检测曲率半径在数米以上的平缓形变。这一成果将彻底改变大型基础设施的监测模式，使过去难以捕捉的微小形变变得可量化、可追踪。
传统的光纤形状传感技术受限于检测原理，通常只能识别数厘米至数十厘米的急峻弯曲，且有效监测距离仅数米。这种局限性使其难以应用于大型工业设施或地下管网等长距离、大曲率半径的场景。此次新技术的问世，使得对数十米至数公里长的基础设施进行远程、连续的形变监测成为可能，填补了行业技术空白。
该技术的应用前景极为广阔。通过实时监测大型构筑物产生的非预期微小扭曲，或是对地下管道等不可见社会基础设施进行数字化可视化，企业能够提前发现潜在风险。未来，随着传感光纤在大型设备中的广泛部署，基于数字孪生技术的预防性维护将成为现实，极大提升社会基础设施的安全性与运维效率。
此次突破的背景源于对现有技术的深刻反思。光纤形状传感通常利用多芯光纤中多条光路的差异来推算弯曲程度，在医疗机器人等精密领域表现优异。然而，受限于测量仪器，传统技术无法应对大型结构物缓慢累积的形变。而大型工厂管道、电力及通信地下管网等关键设施，往往因环境复杂、长度巨大，导致传统雷达或摄像机器人难以实现长距离、高精度的连续监测。
针对这一痛点，NTT与东京大学村山英晶教授团队提出了创新解决方案。团队结合了NTT在通信电缆设计与评估领域的深厚积累，以及村山教授独创的基于应变分布的形状推演算法。通过引入B-OTDR（布里渊光时域反射仪）技术，系统能够高精度地测量光纤长轴方向的应变分布，并逐次计算各点的弯曲方向与幅度，从而重构出整条光纤的三维形状。相比传统的OFDR技术，B-OTDR将测量距离从数米扩展至数公里。
硬件层面的革新同样关键。传统多芯光纤因纤芯间距极小（仅数十微米），限制了可检测的曲率半径。本次实验采用了专为室内通信设计的8芯光纤电缆，其纤芯以0.25毫米的间距整齐排列并固定。这种特殊的矩形结构不仅将可检测的曲率半径提升至数米以上，还有效降低了因非预期扭转带来的解析误差，显著提升了数据的可靠性。
在筑波研发中心进行的实证实验中，研究团队搭建了曲率半径分别为3米、7米和10米的模拟管路。实验结果显示，即使在检测难度最大的10米曲率半径场景下，推算形状与实际形状的误差仍控制在1%以内。这一高精度验证标志着该技术已具备从实验室走向工程应用的成熟度。未来，团队计划进一步拓展至3米以上的更平缓形变及三维空间变化的检测。
该技术一旦成熟，将广泛应用于航空器、船舶、电塔等大型结构，以及海上风电、油田管道、城市地下综合管廊等关键领域。对于中国相关企业而言，这一技术路线的突破提供了新的参考方向。在“新基建”与数字化转型的浪潮下，利用现有通信光缆资源实现基础设施的智能化感知，是降低运维成本、提升安全水平的有效路径。国内企业可关注此类“通信+传感”的融合技术，探索在智能电网、智慧交通等场景中的本土化应用，抢占基础设施全生命周期管理的先机。