基于光譜資源優(yōu)化與自愈技術(shù)的智能光纖傳感網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的容量與可靠性是光傳感網(wǎng)絡(luò)的兩大主要挑戰(zhàn)。通過各類復(fù)用技術(shù)的混合使用及多層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能成倍擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量。光傳感網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，隨著系統(tǒng)容量的擴(kuò)張，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)增加。在故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)能自動恢復(fù)并保持業(yè)務(wù)不中斷，即網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，是衡量網(wǎng)絡(luò)可靠性的一大指標(biāo)。
　　本文旨在構(gòu)建一個(gè)智能化的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)平臺，當(dāng)兩節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通道發(fā)生故障時(shí)，能自動識別、定位故障，并切換到備用通道以實(shí)現(xiàn)自愈功能。

2、為此，我們建立一個(gè)多網(wǎng)接入、多傳感模式融合、可擴(kuò)展可靠的網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、可靠、智能的實(shí)用化光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容包括:
　　1.針對目前國內(nèi)外對光傳感網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)方面存在的網(wǎng)絡(luò)可靠性、融合性的不足，提出構(gòu)建一種大容量、可靠性強(qiáng)、能容納不同類型傳感器的異構(gòu)型光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。分析常用光傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其魯棒性，選擇可靠性較高的環(huán)型結(jié)構(gòu)作為傳感網(wǎng)主干層結(jié)構(gòu)。
　　2.提出了環(huán)型智能光纖傳感網(wǎng)的主要框架設(shè)計(jì)方案

3、，并通過仿真計(jì)算對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析。采用混合頻譜復(fù)用技術(shù)對系統(tǒng)光譜資源進(jìn)行了分配，有效擴(kuò)展光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量。
　　3.針對提出的傳感網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并搭建雙環(huán)智能傳感骨干網(wǎng)的硬件平臺。通過光電轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)及優(yōu)化，建立了主從機(jī)間穩(wěn)定的多機(jī)通信。在此基礎(chǔ)上，利用光開關(guān)的連接與通信協(xié)議設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的故障識別與鏈路切換，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能。
　　4.在8051單片機(jī)平臺上，調(diào)試主從機(jī)通信程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自診斷、自愈