CC BY
3ВКВО-2021- СТЕНДОВЫЕ ДОКЛАДЫ
DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-374
ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ MIMO ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОИСКА СОБЫТИЙ, ОТОБРАЖАЮЩИХ СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН НА РЕФЛЕКТОГРАММАХ
Зайцева Е.С.1, Бурдин А.В.1'2, Бурдин В.А.1, Прапорщиков Д.Е.1
1Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара 2Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова
E-mail: zaytzewa@inbox.ru
В работе рассматриваются проблемы поиска событий на рефлектограммах в системах автоматизированного мониторинга оптических волокон и, в частности, задача автоматизации поиска неотражающих событий, отображающих сварные соединения оптических волокон на характеристиках обратного рассеяния, полученных с помощью импульсного оптического рефлектометра. В [1] для обнаружения и локализации неотражающих событий на сварных соединениях оптических волокон кабельной линии на элементарном кабельном участке было предложено использовать принципы технологии MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Данная технология с успехом применяется в системах радиолокации. Благодаря ей удается существенно повысить вероятность и точность обнаружения целей при значительном снижении отношения сигнал/помеха. Она предусматривает передачу пространственно-разнесенных зондирующих сигналов, прием эхо-сигналов и совместную обработку принятых сигналов. Здесь, для поиска неотражающих событий предлагается совместная обработка характеристик обратного рассеяния оптических волокон кабельной линии, полученных при зондировании каждого из оптических волокон отдельно. Сварные соединения оптических волокон, расположенные в одной муфте, отображаются на рефлектограммах событиями, расположенными в непосредственной близости друг от друга и, при этом, они различаются между собой практически только за счет потерь вносимых сростками волокон. Это позволяет предположить, что совместная обработка характеристик обратного рассеяния группы оптических волокон кабельной линии позволит увеличить вероятность обнаружения на них неотражающих событий.
В работе предложен алгоритм совместной обработки рефлектограмм оптических волокон кабельного участка. Описаны модель и алгоритм вычисления оценок вероятности обнаружения местоположения муфт на кабельном участке по результатам совместной обработки рефлектограмм группы оптических волокон. Введен критерий эффективности применения принципов MIMO для обнаружения местоположения муфты на характеристиках обратного рассеяния оптических волокон кабельной линии, равный
P 0
C — N 1
N ~ Г> ' ' P 0N
Здесь PN, aN и P1, o1 - оценки среднего значения и среднеквадратического отклонения вероятности обнаружения муфты, рассчитанные по рефлектограммам группы из N волокон и одной рефлектограмме, соответственно. Рассчитаны оценки вероятности идентификации муфты на кабельном участке и оценки параметра CN в зависимости от количества оптических волокон в группе с учетом порогового для рефлектометра значения отношения сигнал/помеха. Введенный параметр эффективности применения принципов MIMO растет с увеличением числа волокон. Для 4-х волокон он равен в 1.6 - 2.4 раза. Для 48 волокон в 2.8 - 8.60 раз. А для 144 волокон в 3.22 - 12.95 раз.
В целом, анализ показал, что совместная обработка рефлектограмм существенно увеличивает вероятность обнаружения муфт на рефлектограммах оптических волокон кабельной линии. Вместе с тем, если не применять специальных алгоритмов обработки рефлектограмм, то увеличение числа совместно обрабатываемых рефлектограмм даже до 144 с надежностью 0.9 позволяет выявить не более чем 35% - 75% от всех муфт на участке в зависимости от длины участка и параметров рефлектометра. Это позволяет сделать заключение о целесообразности совместного применения принципов MIMO и вышеуказанных специальных алгоритмов обработки.
Литература
1. RU 2698962C2, БИ25 (2019)
374............№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpress.ru fotonexpress@mail.ru
