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

1、光纖傳感網(wǎng)絡的容量與可靠性是光傳感網(wǎng)絡的兩大主要挑戰(zhàn)。通過各類復用技術(shù)的混合使用及多層拓撲結(jié)構(gòu)設計，能成倍擴大網(wǎng)絡系統(tǒng)容量。光傳感網(wǎng)絡要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、準確性，隨著系統(tǒng)容量的擴張，網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的風險增加。在故障出現(xiàn)后，系統(tǒng)能自動恢復并保持業(yè)務不中斷，即網(wǎng)絡的魯棒性，是衡量網(wǎng)絡可靠性的一大指標。
　　本文旨在構(gòu)建一個智能化的光纖傳感網(wǎng)絡平臺，當兩節(jié)點之間的網(wǎng)絡通道發(fā)生故障時，能自動識別、定位故障，并切換到備用通道以實現(xiàn)自愈功能。

2、為此，我們建立一個多網(wǎng)接入、多傳感模式融合、可擴展可靠的網(wǎng)絡模型，實現(xiàn)實時、快速、可靠、智能的實用化光纖傳感網(wǎng)絡系統(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)絡在架構(gòu)方面存在的網(wǎng)絡可靠性、融合性的不足，提出構(gòu)建一種大容量、可靠性強、能容納不同類型傳感器的異構(gòu)型光纖傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)。分析常用光傳感網(wǎng)絡拓撲結(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)的主要框架設計方案

3、，并通過仿真計算對系統(tǒng)可靠性進行分析。采用混合頻譜復用技術(shù)對系統(tǒng)光譜資源進行了分配，有效擴展光纖傳感網(wǎng)絡的系統(tǒng)容量。
　　3.針對提出的傳感網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)，設計并搭建雙環(huán)智能傳感骨干網(wǎng)的硬件平臺。通過光電轉(zhuǎn)換電路的設計及優(yōu)化，建立了主從機間穩(wěn)定的多機通信。在此基礎上，利用光開關的連接與通信協(xié)議設計，實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點間的故障識別與鏈路切換，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡自愈功能。
　　4.在8051單片機平臺上，調(diào)試主從機通信程序，實現(xiàn)系統(tǒng)自診斷、自愈