光時域反射的事件分析算法研究.pdf

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

2、　　傳統(tǒng)的事件定位算法包括兩點法與最小二乘法、Gabor變換法、小波變換法等。兩點法與最小二乘法相結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)做離散二進小波變換的多分辨率分析更為可取，但計算復雜度過高，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，基于計算復雜度和算法性能的折中考慮，提出了短時傅里葉變換（STFT）與模型相關匹配相結合的方法，有效地提高了事件判別的準確度和對噪聲的容限度。
　　另外，傳統(tǒng) OTDR事件分析是基于點對點的光纖線路進行的，而在實際 PON中，線路基本上都是復雜的點對多點結構，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，才能自動地及時告

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