光纤通信网络中故障优化诊断方法仿真

在光纤通信网络故障诊断问题的研究中,为及时准确的诊断出光纤故障,对光纤通信网络故障的检测需根据光纤通光后的信号异常曲线变化,完成各种故障判断.但是,由于在长距离的光纤通信中,通光后的故障信号随着传输距离的扩大,会发生较大程度的衰减,造成故障信号曲线发生非正常形变.传统的光纤故障检测方法只能根据采集的信号的异常变化判断光纤故障,对于光纤故障信号的长距离衰减形变无法与正常故障信号进行区分,容易出现误判.提出一种利用光功率值监测方法的光纤故障诊断方法.根据OTDR发射的激光脉冲信号在光纤中的后向瑞利散射和菲涅尔反射对光纤通信网络的功率值进行监测,并将样本的光功率值数据进行均值化处理,获取准确的OTDR故障曲线,为故障点的定位提供准确的数据基础.综合OTDR接收到的反射光功率值变化情况,最终获取准确的光纤故障点的定位.实验结果表明,利用光功率值监测方法对光纤故障进行诊断,极大的提高了诊断结果的准确性,缩短了诊断时间.     

光纤线路的常用测试方法

随着光缆线路的大量敷设与使用,网络数据传输对光纤通信系统的依赖程度日益加深。在网络建设、改造和维护中,我们不得不面对伴随而来的各类光纤故障。对光纤线路如何进行测试,是网管员们比较关心的问题。该文介绍了连通性测试、光功率损耗测试、收发功率测试和反射损耗测试等四种光纤检测的常用方法。     

基于BWO-ELM算法与VR-GIS技术的电力光缆故障诊断及定位研究

针对目前电力光缆故障模式识别精度低和故障点定位误差大的问题,提出一种基于BWO-ELM算法与VR-GIS系统的电力光缆故障诊断及定位方法,首先利用白鲸优化算法（BWO,beluga whale optimization）优化极限学习机（ELM,extreme learning machine）初始参数,构建BWO-ELM多分类OTDR曲线分析的故障模式识别方法,获取光纤故障点的直线距离与类型,为故障定位奠定基础;其次,提出基于VR-GIS的光缆故障精确定位方法将光纤故障点的直线距离转换为光缆距离,并与实际地理位置匹配,得到实际故障点的坐标,同时直观展示于VR-GIS系统;最后通过仿真实验来验证所提方法的应用效果,结果表明所提方法故障模式识别精度约为98.66%,故障定位误差在3m上下浮动,平均误差为1.481%,较其他识别模型和故障定位方法具有较高的性能与准确率。     

基于光频域反射仪的机载光缆连接检测技术

现阶段主要通过光时域反射仪（OTDR）检查机载光缆的连接情况,但商用OTDR的最优空间分辨率仅为分米量级且存在“死区”,无法对相距仅为厘米量级的连接头进行检查,在总装和试验试飞阶段多次导致光缆故障排除进度拖延。因此提出使用光频域反射仪（OFDR）对机载光缆网络进行高空间分辨率检测。搭建OFDR系统,利用相位噪声补偿算法解决激光器相位噪声和扫频非线性问题,达到5 mm空间分辨率指标。利用该系统对实际机载光缆进行检测,可以正确区分相距仅4 cm的两个连接器,准确定位了连接故障位置,有效提高了光缆故障排除效率。     

基于光功率值监测的光纤故障诊断方法

针对传统光纤故障诊断技术模型复杂,故障数据采集方法繁琐,模糊规则难以确定等问题,提出了基于光功率值监测的光纤故障诊断方法,首先针对光纤故障的特点,利用光功率的变化值描述光纤中不确定性故障信息,运用光功率的异常特征相关系数对故障的可能性进行规约;最后把规约后优化数据输入到BP故障识别网络中,采用最小二乘法与梯度搜索方法使网络的实际故障输出值与期望的输出值的误差均方值最小,完成对光纤不同故障状态的识别和诊断,实现远程数据采集与故障诊断.分析表明,改进方法能够实现光纤不同故障的诊断,有效地提高了光纤故障模式的识别能力.     

基于渗透测试的通信光缆寻障定位仿真研究

针对传统通信光缆寻障定位方法信号去噪性能较差的问题,提出一种基于渗透测试的通信光缆寻障定位方法,基于渗透测试对通信光缆实施OTDR测试,设定仪表上的物理参数,获取其OTDR曲线,从而获取通信光缆活动接头、断裂、弯曲等各种故障信息,完成OTDR测试后,计算故障前与故障后的具体光功率差值,获取通信光缆的故障点发生位置,确定故障点发生位置后,利用溶接点定位方法分析OTDR曲线,获取测试端与故障点之间的光纤长度、测试端距各个机房的光纤长度,对该故障点进行准确定位,实现了基于渗透测试的通信光缆寻障定位。实验结果表明,基于渗透测试的通信光缆寻障定位方法的去噪信号高频部分波形更加密集且平稳,即该方法的信号去噪性能较好,更适用于通信光缆的寻障定位。     

基于GIS和OTDR的光纤智能监控系统研究

为了提高光纤故障处置效率,设计了一种基于GIS和OTDR的光纤智能监控系统;介绍了系统的总体技术架构和软件功能框架;采用小波分析技术,提取OTDR曲线中的事件信息,找出故障点位置;将故障点的光纤长度数据转换为经纬度数据,并结合光缆拓扑结构和GIS系统,将故障点在电子地图上实时显示并告警;经过系统测试,结果表明:系统的OTDR损耗分辨率达到0.01 dB,动态范围为34~45 dB,监测响应时间为5 ms;故障定位误差小于10 m,告警时间为2 ms,完全满足光缆应急处置要求。     

基于SSTDR技术的战机电缆隐性故障检测仿真分析

飞机尤其是战机电缆故障会造成重大事故和财产损失,实际飞机制造、维护和修理中电缆隐性故障的发现和排除是一项重要而又困难的工作。首先对国内外电缆隐性故障检测技术进行综合分析论述。断路故障和短路故障是航空电缆中最为常见的故障类型,但由于战机线缆多段、多接头的特性使得检测信号会发生衰减和扰动变形,传统的信号时域反射(TDR)方法对电缆的故障定位存在误差。针对航空电缆中断路和短路这两种故障类型提出了扩展频谱时域反射的方法(SSTDR),该方法利用检测信号反射的延迟特性来定位系统中故障点,从而有效避免测试信号衰变对故障定位的影响。最后使用仿真技术对不同损伤状态进行仿真分析,形成理论结果,供相关技术人员学习参考。     

级联特征点检测的锥套小目标快速检测定位算法

为提升无人机自主空中加油中锥套小目标的检测精度和实时性,提出了级联网络与特征点检测网络的锥套小目标高精度快速定位算法。该算法设计了锥套目标全局粗定位和局部精定位的两级检测神经网络结构,采用特征点的输出位置误差及特征点群拟合的椭圆参数误差设计网络的损失函数,利用特征点拟合的锥套目标尺寸位置信息修正跟踪算法,提升了跟踪算法的和目标定位的实时性。实验测试结果表明,该定位算法定位成功率在95%以上,定位的精度（预测区域与真实区域的重叠率）在80%以上,定位输出速率达到100 Hz,对于环境的变化有着较强的适应性。因此该算法可以快速准确地进行锥套目标的跟踪,对于无人机空中加油技术的发展具有重要的研究意义。     

基于故障定位集的无线传感器网络故障检测

由于无线传感器网络(WSN)节点的位置分布广,网络出现故障后如何进行故障检测以实现功能的恢复显得尤其困难,因此,探索快速有效的网络故障检测方法对于大规模WSN的可靠应用很有必要;基于最小故障定位集,提出了一种新的故障定位和故障检测方法;该方法在WSN分布式结构模型基础上,将网络节点与节点间的连接关系以图的方式进行描述,利用最短路径分析方法,来对WSN中出现的故障进行定位和检测;应用分析表明,该算法可以快速有效实现WSN故障定位与检测.     

小波分析在光时域反射计中的应用

光时域反射计(OTDR)主要用于测试整个光纤链路的衰减,并提供与长度有关的衰减细节,但有时测量曲线会有较大误差。根据小波分析在奇异性检测及对信号进行消噪处理的理论,提出用小波分析对OTDR测量曲线进行奇异性检测和消噪的方法。利用OTDR对光纤进行了测试,实验结果显示:光纤实际接口位置与基于小波分解算法用计算机监测的位置实际偏差在4 m以内,并对正常光纤接口位置没有误监现象,表明了该方法的可行性和有效性。     

基于嵌入式平台的网络化OTDR模拟训练系统设计

介绍了一种网络通信技术和实物模拟相结合的光时域反射仪(OTDR)模拟训练系统设计方法。系统采用虚拟的方式实现光缆线路特性与故障的生成,无需建设专用线路训练场地和光缆线路的采购与破坏;而光时域反射仪的人机交互和测量显示又采用实物形式模拟,提高了模拟仿真训练系统的真实性;整个系统可以实现较低成本的逼真训练。     

多路EPON光纤在线并行监测系统

介绍了电力系统光通信网的现状,对现阶段的EPON(Ethernet Passive Optical Network,以太无源光网络)光缆监测方法进行了分析和比较,提出了"OTDR(光时域反射仪)+光开关+合波器+光反射器(终端过滤器)"多路EPON光缆并行在线监测系统设计方案,该系统能实时地监测多路光缆线路传输性能的劣化,及时发现障碍隐患,并迅速对多路被监测光纤的障碍点进行定位,有效地压缩障碍历时,降低电力系统光纤通信网的故障发生.     

光网络中基于小波变换的链路故障监测算法

针对光网络中传统故障监测方法误差大、速度慢等问题,提出一种基于小波变换的链路故障监测算法。在该算法中采用动态周期轮询的方法监测链路光功率,利用小波变换在时-频域上的良好局部特性提取监测值中的故障信息。算法对监测到的光功率值进行多尺度分解以降低噪声影响,从而提高故障监测的准确性。仿真结果表明,与时域的分析方法相比,基于小波变换的故障监测算法能够较好地克服噪声影响,漏警率减少到0,误警率降低了5百分点;而且实验环境下的故障监测时间为2.53~3.12ms,能够满足实时需要。     

基于小波变换和Prony算法的超高压线路的故障定位

超高压线路逐渐成为电力系统的骨干网络。为实现准确快速地判断出故障类型以及故障点位置,研究利用Prony算法对谐波进行检测分析,判断是否为异常波,进而对故障进行定位。在研究过程中发现Prony算法对噪声非常敏感,对检测结果产生极大影响,故使用小波变换(wavelet transform, WT)对信号进行去噪,并优化prony算法,由此设计了一种超高压线路故障定位方法。通过实验得到,算法的故障定位准确率为97.399%,绝对误差距离为0.085 km,能够实现实时准确的故障定位。     

基于ABC-LS的传感器节点定位算法

为了减少无线传感器网络节点的定位误差,提出一种人工蜂群算法(ABC)修正最小二乘(LS)定位误差的传感器节点定位算法(ABC-LS)。首先估计未知传感器节点与信标节点间距离,然后采用LS算法初步确定未知传感器节点位置,最后采用ABC算法对LS算法的节点定位误差进行修正,并采用仿真实验测试ABC-LS与其他节点定位算法的优劣。结果表明,ABC-LS提高了无线传感器节点的定位精度。     

光纤在线自动监测系统在铁路通信专网中的应用

光纤传输系统本身有网络管理、保护倒换功能,但不支持对光纤特性的监测,当光缆出现故障时,无法确定故障位置而进行快速修复。常规的人工测量光纤传输网络方式已不适应铁路通信系统对光纤传输网络性能分析和管理维护的要求。光纤在线自动监测系统与常规监测方式相比具有很大优越性,它的应用将为线路的运行维护人员提供了一个自动化的维护与测试平台,实现了光纤通讯维修体制从“故障修”到“状态修”的转变。     

光缆监测系统的设计与实现

针对光纤断裂、损伤等故障发生时人工调度方式不能实时处理故障的问题．自行研制了一个全自动光缆监测系统。该系统采用集散式监控模式,上位机完成系统监控与控制功能,下位机完成光缆的测试与故障定位,二者以电话网络或者Intranet网络进行数据传输。该文给出了基本原理、软硬件设计以及数据库结构设计。     

基于联合压缩感知重构的网络通信故障检测系统设计

针对当前故障检测系统检测网络通信故障信号时存在不精准的问题,设计了基于联合压缩感知重构的网络通信故障检测系统。结合联合压缩感知理论,设计系统总体结构。选用光时域反射仪F7高端电信级光缆故障光纤测试仪OTDR作为系统硬件,依据工作原理,判断通信网络传输特性,设置菜单按钮,缩放、等比、还原检测出的波形。采用AD8066型号低噪声放大器,设计电流电压转换电路,在反馈电阻两端并联一个电容以抑制噪声,并利用单色驱动器24-40W激光驱动器为激光电源提供电流,使脉冲信号转换为电信号。在J2SE平台下,设计中心服务功能,通过激光驱动发射正脉冲,使格雷互补码偏置到峰值的一半左右,实现格雷互补码在OTDR中应用,依据系统检测流程,完成网络通信故障检测。系统性能测试结果表明,基于联合压缩感知重构检测系统对网络通信故障信号检测结果较为精准,误差最大为0.3dB,为网络运行维护奠定基础。     

基于扩展有限状态机模型的故障检测

提出了基于扩展有限状态机的故障检测模型和检测算法。该模型对软件中的故障进行了形式化定义和描述,检测算法对故障模型中的状态变迁进行缩减,检测故障模型的部分状态变迁,进而可以有效缓解状态空间过大而引起的时间和空间效率问题,从而最大限度地发现被测系统中的故障;最后给出了一个简单协议来加以分析和验证。实验表明,该算法可以快速准确地定位软件中故障发生的位置。