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。     

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.     

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。     

利用OTDR检测光缆线路故障点的注意事项

当光缆在运行的过程中发生故障的时候,需要对故障点精确定位并予以检测。在对光缆电路故障点的检测过程中,要考虑到光纤的长度,故障点所处实际地理位置以及影响维修的各种因素。检测光缆线路故障的时候,利用OTDR可以获得故障点的相关信息,传输到GIS数据库中存储,同时在GIS地图上显示出来。应用OTDR检测,能够对光缆故障点快速准确定位,及时采取技术措施处理,避免因此造成不必要的损失。     

基于OTDR和光功率测试的光纤故障监测应用方法

为了降低光纤光缆故障率和缩短光缆网络故障诊断时间,提出了一种基于光功率测试和光时域反射仪的光纤故障监测方法;利用光功率测试技术对光缆性能进行实时监控并预警光缆故障;分析光纤功率衰减的原因,计算得到光缆修理增加的长度,设计了修正故障地点的算法;当光缆网络发生故障时,利用光时域反射仪测试故障位置,并利用误差检测算法对电缆衰减进行分析排除,对故障地点进行故障位置修正以便快速抢修;结果表明,该方法可以降低光缆网络故障率,在故障定位中可以提高光缆故障定位的精度,计算的故障位置与实际故障位置的误差不超过10m,可以进行实时快速的维修,对于运营时间较长的光缆网络的效果更明显,具有较好的应用价值。     

小波分析在通讯光纤故障诊断系统中的应用研究

小波分析理论在信号去噪、信号奇异值分析等方面有显著的优势。通过Matlab小渡变换工具箱仿真实现曲线信号的降噪、OTDR曲线分析,并通过实验确定光纤故障诊断系统中OTDR事件点。     

小波变换在OTDR事件分析中的应用

光时域反射计(OTDR)作为现代光纤网络监控的重要部件,采集的数据只能反映光纤各点的衰耗值,无法实现智能的事件检测分析.基于小波变换信号去噪和奇异性检测的理论,通过算法实现了OTDR测量曲线的噪声抑制和OTDR事件点定位.实际测量结果表明了算法在工程应用中的可行性和有效性.     

一种电力光纤实时监测系统设计

提出了一种电力光纤实时监测系统。根据电力光纤环网的特点进行设计,结合OTDR技术和GPRS技术,实现对光纤的实时监测。当光纤有故障发生时,第一时间向工作人员发送报警短信,同时在网站地图上显示故障点位置。实验证明,该系统能在20秒内完成对光纤故障点定位,发送报警短信,以及在地图上显示故障点位置等操作,具有较强的实用性。     

基于光纤传感检测的矿井人员定位方法

针对矿井发生重大灾害时由于断电、突水等因素造成的通信中断,人员定位困难问题,本研究基于相位敏感光时域反射机理,提出了受困人员拍击井下既有通信光缆定位的方法。通过分析施加振动对光相位的影响规律,从理论上证明解调光相位可实现振动信号的提取及定位。实验选取拍击、20Hz方波与200Hz正弦波来模拟外界振动信号,采集信号经差分累加去噪,最后通过拟合算法实现振动波形还原。实验证明,在12km长度光纤上,系统对1KHz以下振动信号具有良好的频率响应特性。选取4.633km处与10.022km处模拟单次拍击固定点的重复性实验,综合定位误差范围为-7m～＋11m。研究表明该方法可应用于井下通信中断应急救援时的人员定位,为快速确定受困人员位置提供一种新的解决方案。     

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OTDR的光路监测终端设计

针对目前光纤通信网络规模的不断扩大以及人们对光通信网可靠性的需求,该文研制了一种基于OTDR的光路监测终端。该装置由数据处理模块、光路监测模块、电源模块、人机交互模块等组成。数据处理模块由STM32F407芯片及其子系统组成;光路监测模块由OPM模块以及OTDR模块组成,OPM模块对光路性能参数进行监控,包括功率、波长等,用于发现光路故障,OTDR模块可检测到故障点与监测终端的距离;电源模块由开关电源模块与降压芯片组成,能将220 V交流电转换为5 V/3.3 V直流电,为CPU以及各模块提供电源;人机交互模块采用了0.96寸OLED和GPRS模块组成。软件基于轮询的方式,将监测模块采集的数据进行故障分析,定位故障点,将位置信息以短信方式发送给维护人员,并在OLED上显示光路故障告警信息。     

基于离散小波变换的输电线路故障精准定位

为了提高架空线路和地下电缆组合输电线路发生故障时的定位精度,提出了一种基于离散小波变换(DWT)的输电线路故障定位新方法。通过DWT对输电线路单端测得的瞬态信号进行多分辨率分析(MRA),在低故障起始角情况下,利用线模电流和零模电流检测故障,结合小波模量极大值(WMM)求解从故障点到变电站的行波到达时间,从而对输电线路故障进行精准定位。采用半正弦电压响应的方法克服了采样频率有限和故障起始角低的缺点,运用100kHz半正弦信号的发送时间与接收导数信号的时间之差计算故障距离。在考虑谐波畸变和故障电阻、接地电阻、故障位置和起始角变化的情况下对所提方法进行测试,结果表明：对于100km的输电线路,即使在故障靠近总线（<2%）且故障起始角较低的情况下,所提出的方法得到的故障定位误差仅为0.14km。     

基于时域反射法的电力电缆网络故障诊断方法研究

针对维护大规模老化电力电缆网络这一关键挑战,通过详细描述电力电缆中的信号传输物理模型,提取反射信号和透射信号中的故障特征,研究基于时域反射法的电力电缆网络故障诊断方法,实现电缆网络故障的快速辨识与定位;以最小单元Y型电缆网络为研究对象并建立其物理模型,利用分布式检测时测点之间的反射信号及透射信号所反映出的信号传播路径和阻抗不匹配信息,开展多源信息融合的电缆网络故障诊断方法研究;在Matlab/Simulink软件环境中搭建Y型电缆网络的故障仿真模型,通过设计不同主干、分支线路故障的仿真实验,验证了方法的有效性和适用范围,测量得到的故障距离相对误差限定在1%内。     

轨道交通供电系统电缆故障在线定位技术研究

传统的电力系统中,电缆故障定位技术主要是通过离线定位实现,导致电缆故障定位误报率较高,基于此,设计出新型电缆故障在线定位技术;利用傅里叶变换公式,采集供电系统电压脉冲,并对异常脉冲进行记录;通过异常脉冲分析结果与供电系统导体数据变化,完成电缆故障类别判定;根据电缆故障类别判定结果,采用行波计算法对故障点到电缆端点的距离展开计算,完成电缆故障定位;实验表明,该故障定位技术误报率较低,使用效果好。     

基于DSP的飞机电缆故障定位设备设计

针对飞机电缆故障定位的特点,介绍了一种基于DSP的飞机电缆故障定位设备的设计。利用低压脉冲反射法为被测电缆注入窄带脉冲,采用等效采样对脉冲回波信号进行采集,通过DSP软件对采集数据进行处理,计算电缆故障位置,并将结果通过CAN总线传送到上位机,达到对电缆故障定位的目的。     

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.