光纤通信网络中节点故障定位方法研究

光纤通信网络中节点故障定位方法研究

王蒙蒙 ,杨凯旋

130428199010022966  河北  邯郸056000

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摘要：随着网络通信技术的不断发展,网络数据信息故障问题也逐渐明显,需加强对光纤通信网络内部节点故障的预警与定位处理。光纤通信具备效率高、质量轻、信息传送量大、耗损低等优点，被应用于电话、计算机通信、云数据可访问性、互联网使用等在内的各种通信技术领域。保障光缆的安全直接影响到通信系统的实时性、可靠性和准确性。因此,精准高效的网络节点故障定位方法则为人们提供良好的网络通讯支撑。

关键词：光纤通信网络；节点故障；定位方法；研究

中图分类号：  TN919 文献标识码：A

引言

节点故障定位能够保证光纤通信网络,确保网络运行质量。 针对故障定位不准确的问题,研究了一种新的光纤通信网络中节点故障定位方法。 采取分布式故障数值处理方式,执行故障特征值标记代码指令,将代码指令发送至不同的数据节点中,在发送的同时构建指令存储区域,实现分布式处理操作,并将执行后的指令结果返回至中心处理客户端,进而避免因光线通信网络外部数据的干扰影响特征值数据的提取结果。研究光纤通信网络中节点故障定位方法具有较高定位精准度,其定位精准度达到98%,优于对比方法,且在定位过程中不会影响光纤通信网络的正常通信速度,有效保证网络的安全性能。

1 光纤故障定位技术

1.1GIS 技术

GIS 技术为存储、分析和输出地理信息提供了方法，它使用地理模型和数据库提供各种动态和空间地理信息系统，并将相关地理信息通过图形的方式进行展现，GIS 系统由系统管理人员、地理空间数据、计算机硬件和软件系统构成。GIS 系统功能包括: 数据采集、数据编辑、数据库管理与存储、空间查询、产品显示等。数据的采集是将统计数据、文字报告、地图数据和物化遥感数据等录入系统。数据管理和存储能够提供数据修改、检索、存储和更新的功能，决定 GIS 的数据分析精度和效率。空间查询包括拓扑叠加、空间模型和空间检索分析，可以实现网络、数字地形等多种模型性的分析，是GIS 系统的核心功能。

1.2Φ － OTDR 故障定位

Φ － OTDR 技术是从传统的 OTDR 技术上发展而来的，2 种技术的区别都来自于Φ －OTDR 技术中光源的改进，将光的特征变化转化为承载光纤振动状态的信号，再进行模数转换，其灵敏度远高于普通的 OTDR，还能同时检测多点入侵事件。除此之外，它还在多种极端环境条件下具有令人满意地执行高质量、高精度、高相干激光等特点。通过使用电光调制器作为强度调制器来实现光源。Φ － OTDR 利用瑞利散射的相干效应来检测振动;其系统独立设计用于高速数据传输。

2光纤通信网络中节点故障定位研究

2.1光缆故障监测系统设计

将FBG 和Φ －OTDR 连接光纤的2 端，FBG 用于监测光纤是否发生故障。Φ －OTDR 能够计算出光纤损耗分布特性曲线，非破坏性的探测光纤的运行状况，并分析得出光纤的故障位置。远程测试单元通过波分复用器和多路光开关对Φ －OTDR 进行复用。而手持GIS 数据采集模块由DTU 模块和GPS 定位器组成，将串口数据转换为 IP 数据通过网络传输至无线终端和中央管理器。服务器为系统网络结构的中间层，包括后台软件、MySQL 数据库、电子地图。服务器用于Φ －OTDR 的配置管理、解调仪数据分析、告警处理、测试结果以及地图告警定位功能。将系统数据库中的预存长度与计算结果进行对比，判断光纤线路是否发生故障。若光纤线路故障，发出光纤故障告警至客户端，以可视化图形的方式将结果展现于电子地图，并通知光纤维护工作人员。客户层为系统最上层，光纤维护人员可以通过客户端浏览器访问服务端的告警情况、电子地图访问等光纤状态信息。系统开发模式为 BIS 模式，具有操作简单、分布性强、易维护、成本低等优点[1]。

2.2光纤通信节点故障定位处理

针对光纤通信故障信号的变化率分析故障位置,同时加强对故障数据的追踪力度,预测故障发出信号与定位信息的距离,集中判断平稳网络内部的故障数据,根据故障信息的异常信号检验光纤网络内部节点故障区域的可行性概率数值,在定位起始阶段,为增强现有监测节点的定位精准性,交换故障定位矩阵信息,同时在交换矩阵上游输入节点控制区域数值,简化数据警告程序,提高故障定位效率。 若网络故障数据上游不能产生相应的光纤功率值,则表明该区域故障节点数值不符合系统处理需求,经过初始处理后,定位网络故障数据的监测点,同时对应网络功能模型划分故障层次,联合监测点与数据存储层单独检验光纤通道的故障段故障信息,匹配对应节点编号,在同一节点编号下调整故障数据的定位模式。将网络节点故障转化为数据通道或链路管理空间,模拟初始故障资源传输空间,输出业务配置管理模式,并监测不同通道的数据通过情况,确保节点内部元件的安全。 在传输过程,连接不同通道与传输区域,将链路与通道内部的信息全部返回至客户端,并在客户端进行管理者故障定位操作,故障预警数据收集:将数据监测点处的预警指令传输至节点故障数据接收层中。由于预警信号来源于不同的数据监测点,而数据监测点分别对应相关的故障链路以及数据通道,为简化数据相关处理,需将预警信息按照属性进行分类,并隔离不同属性的预警数据,加强对同一属性数据的管理与控制。节点故障定位运行系统需要专业性较高的预警空间进行相应的定位处理,为此,需对无效的预警数据进行过滤,在数据过滤的过程中需增加客户端的参与程度,将失效预警数据与业务数据相混合,并传输至无效数据处理空间,恢复内部网络传感数据信息,在网络空间内部设置过滤层,调节过滤层的信号接收结构,有效过滤无效预警信息。经过数据处理,获取相应的预警参数数据,按照预警规则集中处理故障数据

[2]。

  2.3光纤通信网络传输大数据采样处理

为了提升光纤通信传输质量，在信号层面和大数据分析模型基础上进行光纤通信网络传输的大数据监控，结合模糊检测方法，提升光纤通信网络传输质量。光纤通信网络传输质量决策模型描述为输出参量的多元统计分析模型，采用模糊决策和综合调度方法，进行光纤通信网络传输质量决策调度，采用基向量特征加权处理，结合自适应的融合调度方法，构建光纤通信网络传输统计分析模型，根据特征分解结果进行光纤通信网络传输质量的自适应参量估计采用负载均衡方法进行光纤通信网络传输的信道均衡调节，建立光纤通信网络传输的输出相关性检测模型，以数据滤波模型为基础，利用相邻帧参数测量方法，进行光纤通信网络传输的输出稳定性调节完成光纤通信网络传输质量预测结合光纤通信网络传输分布，进行光纤网络传输数据特征分析。采用大数据挖掘方法，从光纤通信网络传输质量特征向量中挖掘出反映光纤网络质量的随机分布向量，选取向量构成光纤通信网络传输质量检测的变换矩阵建立光纤通信网络传输质量模型，采用时间平均统计分析方法进行网络负载均衡控制通过最大似然估计方法进行传输质量的参量估计，构建自适应横向滤波器采用载波调制方法进行光纤通信网络的波特均衡控制，采用自适应加权方法进行光纤通信网络传输信道畸变抑制，结合大数据采样和空间均衡配置方法，实现光纤通信网络传输质量提升[3]。

结束语

    在传统光纤通信网络中节点故障定位方法研究的基础上提出了光纤通信网络中节点故障定位方法研究,克服了之前节点故障定位过程中需整合节点内部预警信息的问题,有效提升故障定位的可靠性,在定位的同时分布式处理故障信息,能够适用于各种不同控制模式的网络系统。

参考文献：

[1]赵锦辉,何涛,向皓,胡率,张成.智能光纤监测技术在电力光通信中的应用[J].电子技术,2022,51(08):300-301.

[2]邹平.光纤通信网络的生存性及经济性研究[J].通讯世界,2014(20):35-36.

[3]王培国,刘发彪,黄炜,李泽.基于光纤通信网生存性分析模型的故障仿真平台设计[J].计算机应用研究,2014,31(12):3792-3794.