基于掺铒光纤放大器的布里渊光时域反射仪的研究

为了提高布里渊光时域反射仪(BOTDR)的传感长度和系统分辨率,分析了基于掺铒光纤放大器(EDFA)的BOTDR性能。研究表明,在被测光纤中,反向泵浦的EDFA在增益和噪声指数方面优于正向泵浦;未使用EDFA的BOTDR测得光纤长约为50km,而利用EDFA的BDTDR测量的距离大于80km;反向泵浦和正向泵浦的温度分辨率分别为0.5℃和1.0℃。结果表明,反向泵浦的BDTDR的性能高于正向泵浦。     

长距离布里渊光时域反射光纤传感技术进展

大型桥梁坍塌、建筑物倾斜、冰灾造成输电杆塔倒塌大范围停电等自然灾害新闻屡见不鲜,对类似这些设施的监测研究成为热点。布里渊光时域反射(BOTDR)光纤传感具有分布式温度/应变同时传感、单端注入与测量等优点而被人们广泛采用。本文针对长距离光纤传感应用场景,分析了BOTDR传感机理;综述了近20年以来10 km及以上长距离BOTDR光纤传感系统的发展和关键技术;总结了基于数据处理、脉冲编码、多波长探测、高消光比调制、拉曼、窄线宽光源、单光子探测技术改善BOTDR性能指标的基本原理及具体指标值。展望了进一步提高系统信噪比、空间分辨率、传感距离、缩短整个系统的测量时间,优化多个性能参数;进一步增加除温度/应变传感参量,提升系统功能;进一步解决温度/应变交叉敏感问题都将成为长距离BOTDR系统今后的发展方向。     

相位敏感OTDR和布里渊OTDR结合的双参量分布式光纤传感的研究

在分布式光纤传感及应用中,单一传感系统一般只能实现一种参量的监测,如相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)只能监测光纤沿线的振动信息,布里渊光时域反射计(BOTDR)仅能监测应变/温度信息。对于多参量监测的应用场合,必须通过配合多种技术和系统来实现多参量监测和分析,增加监测成本和复杂性。设计并搭建了一种集成Φ-OTDR和BOTDR的双参量分布式光纤传感系统。该系统通过同时测量光纤中的瑞利散射和布里渊散射信号,在一根传感光纤中实现了温度/应变和振动的双参量检测。经过试验测试和验证,其测量距离达50 km以上,空间分辨率可达20 m,温度测量精度为±3℃,频率测量精度±0.15 Hz以上。     

光纤光栅静态和动态波长同时解调技术的研究

阐述了基于可调谐滤波器(TOF)对光纤光栅(FBG)静态波长和动态波长同时解调技术的研究。将FBG粘贴于悬臂梁上,在其自由端通过砝码和激振器同时给FBG施加静应变和动应变,检测FBG静态波长和动态波长的变化。初步实验表明：准静态波长检测分辨率为1．6pm,动态波长检测分辨率为0．007pm／√Hz。     

基于调谐滤波技术的光纤光栅传感解调系统

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试表明该系统的波长分辨率为3pm,应变测量分辨率为2．55μ,扫描时间小于200ms,波长检测范围可达9．16nm。     

基于保偏光纤模式干涉的应变传感器研究

为了进一步了解模式干涉光纤传感器的原理,并相应提高应变传感器的性能,提出一种基于保偏光纤(PMF)的模式干涉应变传感器。在两根单模光纤(SMF)之间,腰椎放大熔接一根长30mm的PMF,构成全光纤模式干涉传感器。应变的变化将会引起光纤的纤芯模与包层模相位差的变化,从而导致干涉光谱的变化。在应变范围为0～3 605με,通过光谱仪(OSA)检测宽带光源经光纤传感器后的透射光谱。采用最小二乘法对光强强度和应变进行线性拟合,发现光强减小的趋势与应变的变化有很高的线性关系,并测得应变的灵敏度可达到0.004dB/με,对应的分辨率为2.5με。本文传感器制造简单、费用较低和结构稳固,并且具有很高的分辨率,因此适用于实际测量。     

基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术 ,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。 在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分 布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应 变参量。整个传感 网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变 和温度两个参 量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到 ±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、 大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。     

一种光纤Bragg光栅传感器解调系统的实验研究

实验研究了基于可调谐光纤激光扫描的光纤Bragg光栅（FBG）传感器解调技术。系统由可调谐光纤F—P（TFFP）滤波器、掺Er光纤放大器（EDFA）、隔离器和耦合器组成可调谐激光光源，根据光电探测器输出波形、驱动电压与应变问关系实现了应变解调。分析了影响系统解调精度的原因，并做了相应的改进。实验测得，应变与TFFP驱动电压间的线性度达到0．998，且能达到1．26μstrain的高应变分辨率。     

基于光纤腔衰落解调技术的光纤光栅传感研究

采用弱调制长周期光纤光栅(LPG)作为基本传感器件,将其接入到光纤谐振腔中,利用光纤腔衰落(FRD)技术,通过检测脉冲激光的衰落时间实现光纤光栅传感的波长解调.进行了0～100℃温度和0～1000με应变实验,波长解调范围为10 nm.     

一种新的灵敏度可调谐FBG解凋技术

实验研究了一种基于机械微应变引入长周期光纤光栅(LPFG)的灵敏度可调谐的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感系统.利用机械线加工技术设计了周期性压力槽,通过螺旋微位移结构定量推进弹簧进而对光纤施加径向压力,写制出谐振峰值可调谐的LPFG.紫外激光写入技术制作的FBG的波长位于LPFG的谐振边带范围内时,利用该LPFG作为透射滤波器实现了一种新的灵敏度可调谐FBG应变传感系统.实验分析了施加在LPFG上的压力由20 N调节至60 N时对FBG施加O～3000με的灵敏度可调谐传感实验结果,FBG传感系统光功率变化率由0.802 nW/με增加到1.204 nW/με.     

基于数据挖掘的分布式入侵检测系统

简单介绍传统入侵检测系统,进而提出基于数据挖掘的分布式入侵检测系统模型,讨论了为了实现该模型所需要的数据挖掘技术.这些技术的应用,可以有效检测大规模协同攻击,提高分布式入侵检测系统的自适应性和可扩展性.     

Model-Based Evaluation of Distributed Intrusion Detection Protocols for Mobile Group Communication Systems

Under highly security vulnerable, resource-restricted, and dynamically changing mobile ad hoc environments, it is critical to be able to maximize the system lifetime while bounding the communication response time for mission-oriented mobile groups. In this paper, we analyze the tradeoff of security versus performance for distributed intrusion detection protocols employed in mobile group communication systems (GCSs). We investigate a distributed voting-based intrusion detection protocol for GCSs in multi-hop mobile ad hoc networks and examine the effect of intrusion detection on system survivability measured by the mean time to security failure (MTTSF) metric and efficiency measured by the communication cost metric. We identify optimal design settings under which the MTTSF metric can be best traded off for the communication cost metric or vice versa. We conduct extensive simulation to validate analytical results obtained. This work provides a general model-based evaluation framework for developing and analyzing intrusion detection protocols that can dynamically adapt to changing attacker strengths with the goal of system lifetime optimization and/or communication cost minimization.     

无线传感器网络入侵检测系统

无线传感器网络与传统网络存在较大差异,传统入侵检测技术不能有效地应用于无线传感器网络。文中分析了无线传感器网络面临的安全威胁;总结了现有的无线传感器网络入侵检测方案;在综合现有无线传感器网络入侵检测方法的基础上,提出了一种分等级的入侵检测系统,该入侵检测体系结构通过减少错报能检测到大多数的安全威胁。     

基于计算机免疫的Multi-agent入侵检测系统

传统入侵检测系统的能力在迅猛发展的互联网面前日显薄弱。本文探讨了将计算机免疫技术、Multi—agent技术引入到传统入侵检测系统中，构建一个基于计算机免疫的Multi—agent入侵检测系统。该系统与传统系统相比具有灵活性、分布式、智能化等特点，能全面、深入的实现入侵的检测和防御。     

分布式入侵检测系统的体系架构

由于 ＴＣＰ／ＩＰ协议的开放性，目前的网络极易受到攻击。网络入侵行为，特别是分布式入侵行为，给网络的正常运行造成了巨大的危害，阻碍了网络经济的迅速发展。为了能有效地检测和跟踪入侵行为，这里提出了一个基于智能代理的入侵检测系统的体系结构和分布跟踪算法。该系统是一个分布式实时入侵检测系统，它由智能的主机代理、网络代理和路由器／网关代理组咸。每个智能代理都是独立的实体，拥有解决问题的不完全的信息或能力，通过协同工作并使用分布跟踪算法，实时检测网络入侵行为，跟踪网络入侵者，有效地维护网络安全。     

相位敏感光时域反射系统模式识别方法综述

基于相位敏感的光时域反射系统（Ф-OTDR）是一种新型的分布式光纤扰动传感系统。随着应用需求的不断细化,单纯对外部侵扰活动的检测及定位已无法满足实际需要,亟待对检测到的信号进行准确的分类识别。在检测到侵扰信号的同时,如何能准确判别入侵事件的类别,减少误报率和漏报率是分布式光纤扰动传感系统研究的关键问题。文中主要针对分布式光纤扰动传感系统的原理进行了简要的介绍,将现有的扰动信号特征提取的方法和分类器设计的方法进行归纳和分类,并对识别结果进行总结和对比以方便研究人员根据应用环境的差异以及待测信号的特征,准确选择适合的信号模式识别方法,促进研究人员对分布式光纤扰动传感系统模式识别方法进行更为深入的研究。     

A trust mechanism-based channel assignment and routing scheme in cognitive wireless mesh networks with intrusion detection

Cognitive Wireless Mesh Networks (CWMN) is a novel wireless network which combines the advantage of Cognitive Radio (CR) and wireless mesh networks. CWMN can realize seamless integration of heterogeneous wireless networks and achieve better radio resource utilization. However, it is particularly vulnerable due to its features of open medium, dynamic spectrum, dynamic topology, and multi-top routing, etc.. Being a dynamic positive security strategy, intrusion detection can provide powerful safeguard to CWMN. In this paper, we introduce trust mechanism into CWMN with intrusion detection and present a trust establishment model based on intrusion detection. Node trust degree and the trust degree of data transmission channels between nodes are defined and an algorithm of calculating trust degree is given based on distributed detection of attack to networks. A channel assignment and routing scheme is proposed, in which selects the trusted nodes and allocates data channel with high trust degree for the transmission between neighbor nodes to establish a trusted route. Simulation results indicate that the scheme can vary channel allocation and routing dynamically according to network security state so as to avoid suspect nodes and unsafe channels, and improve the packet safe delivery fraction effectively.     

基于混沌神经元的延时滥用入侵检测模型

在研究混沌神经元延时特性的基础上,构建了MLP/CNN混合前馈型神经网络.提出基于混沌神经元的滥用入侵检测模型,它既具备MLP的分类功能,又具有混沌神经元的延时、收集和思维判断功能,具有灵活的延时分类特性,因而能够有效地识别分布式入侵.使用从网络数据流中获取的样本,以FTP口令穷举法入侵为例,对该模型进行仿真和整体测试,结果表明可以依据实际情况设置入侵判据,本文对FTP入侵检测的精确率在98%以上,误报率和漏报率均小于2%.该模型可以推广到检测分布式DOS等具有延时特性的攻击行为和具有延时分类要求的其它系统中.     

光纤振动信号特征提取及线性分类方法

在光纤预警系统(OFPS)中产生的入侵事件主要分 为有害入侵和无害入侵。目前对于这两类扰动常规 的特征提取方法通常是采用时域分析,但是对于不同有害入侵事件其时域特征区分不明显, 因此时域处理 不能更好体现它们之间的细节差别。通过对有害入侵信号的频谱进行统计研究发现,不同信 号的频谱分布 存在较为明显的差异性,因此本文将入侵信号变换到频域并借鉴声信号的处理方法,提出了 一种基于能量 占比特征的有害入侵事件识别算法。对采集到的振动信号进行预处理并计算功率谱密度(PSD ),计算各信号 不同频段的能量占比,并将其作为信号分类识别的特征。之后将能量占比特征作为样本送入 分类器进行 OFPS振动信号识别。在分类器的选择上,本文采用线性判别分析(LDA)分类器对信号进行识 别,LDA能 最大限度的保持原始数据信息,并有效区分振动信号。通过实验结果表明该算法在OFPS 振 动信号的识别 研究中提高了有害入侵信号的识别率,从而验证了本算法的可行性,同时有效减少了识别时 间。     

移动Agent在DIDS中应用的关键技术

移动代理作为一种先进的软件技术,可有效解决入侵检测系统分布式天然特性所带来的诸多问题。针对目前入侵检测系统的不足,将新型分布式处理技术移动Agent与入侵检测融为一体,提出了一种基于移动代理的分布式入侵检测系统(DIDS)的模型,并深入阐述了在分布式入侵检测系统中应用移动代理技术所需要解决的关键问题。