光時(shí)域反射的事件分析算法研究.pdf

1、光時(shí)域反射（OTDR）是目前較為實(shí)用的一種光纖后向散射測量技術(shù)，它通過測量光脈沖沿光纖傳輸時(shí)所產(chǎn)生的后向信號(hào)，主要包括 Rayleigh、Raman、Brillouin等散射信號(hào)類型及 Fresnel反射，以獲取光纖鏈路的特性，被廣泛應(yīng)用于無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障定位中。
　　隨著PON的日益龐大和復(fù)雜，研究OTDR的精準(zhǔn)高效的事件分析算法顯得尤為重要，它可減少網(wǎng)絡(luò)維護(hù)時(shí)間和人力開銷，以確保網(wǎng)絡(luò)正常穩(wěn)定地運(yùn)行。

2、　　傳統(tǒng)的事件定位算法包括兩點(diǎn)法與最小二乘法、Gabor變換法、小波變換法等。兩點(diǎn)法與最小二乘法相結(jié)合是早期的事件定位算法中較為成熟的一種，它原理簡單，容易編程實(shí)現(xiàn)，但事件判別易受噪聲影響，精度差。
　　針對于此，Gabor變換法作為一種時(shí)頻分析的解決方案，可有效提高檢測精度，但其窗函數(shù)固定，只具有單一分辨率。相比而言，小波變換法通過對 OTDR數(shù)據(jù)做離散二進(jìn)小波變換的多分辨率分析更為可取，但計(jì)算復(fù)雜度過高，不適合在現(xiàn)有的PON監(jiān)

3、測系統(tǒng)中采用。
　　因此，本文對比研究了不同算法定位 OTDR事件的性能優(yōu)劣，基于計(jì)算復(fù)雜度和算法性能的折中考慮，提出了短時(shí)傅里葉變換（STFT）與模型相關(guān)匹配相結(jié)合的方法，有效地提高了事件判別的準(zhǔn)確度和對噪聲的容限度。
　　另外，傳統(tǒng) OTDR事件分析是基于點(diǎn)對點(diǎn)的光纖線路進(jìn)行的，而在實(shí)際 PON中，線路基本上都是復(fù)雜的點(diǎn)對多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，因而除了對事件定位算法提出更高要求以外，還需要合理的故障告警算法與之匹配，才能自動(dòng)地及時(shí)告

4、警故障點(diǎn)位置。本文提出的點(diǎn)對多點(diǎn)的故障告警算法，周期性地獲取參考和測量兩條跡線，設(shè)置故障點(diǎn)優(yōu)先級(jí)，針對斷點(diǎn)、裂縫、接頭松動(dòng)、熔接損耗等不同情況完成故障告警流程。
　　最后，本文基于實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的硬件測試平臺(tái)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的基于Code::Blocks的軟件系統(tǒng)，包括算法的C/C++實(shí)現(xiàn)，利用 wxWidgets插件用戶界面設(shè)計(jì)，跡線顯示及操作，故障信息告警等重要內(nèi)容。該系統(tǒng)界面友好，流程合理，魯棒性及實(shí)用性較強(qiáng)，能夠很好地滿足用戶