[發明專利]一種基于決策樹的ONU故障診斷方法

在審

• 申請號: 201711128941.3
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107911762A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 花純征;丁偉群;鄭波;別長報;儲備;花修亞
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司宿州供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/075
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及電力通信網ONU故障診斷技術領域，具體涉及一種基于決策樹的ONU故障診斷方法。

背景技術

PON(無源光纖網絡)技術可以提高光纖資源的利用率，但是在上行鏈路中容易受到干擾，影響PON系統的穩定運行。另外，PON系統傳輸距離延伸環境下，增加了相關光信號延伸設備，使這個問題更加復雜。一般來說，產生干擾的原因主要包括：長發光、發光超出或偏離授權窗口、消光比不達標、特定情況下短時發光或隨機突發式亂發光等幾種。從已有研究成果可知，長發光對業務的影響最為嚴重。所以，解決長發光問題，是當前的研究重點。

已有相關研究提出了一些長發光告警診斷方法，包括信號掃描法、虛擬ONU法。但是，在這些算法中，需要人工積累判斷規則，然后基于判斷規則和告警信息，通過人工打開和關閉發光器、電源開關等措施，進行故障診斷，這種故障診斷的效率較低。

為了提高ONU(光網絡單元)故障診斷的效率，本發明提出了基于決策樹的ONU故障診斷算法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于決策樹的ONU故障診斷方法，代替人工故障診斷方法，提高故障診斷的效率。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于決策樹的ONU故障診斷方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟S1，采集一段時間內ONU的狀態特征與故障、告警特征與故障以及性能特征與故障，挖掘出特征與故障之間的對應關系；

步驟S2，根據特征與故障之間的對應關系，構建決策樹；

步驟S3，采集ONU實時特征，輸入決策樹中進行ONU故障診斷；

步驟S4，對故障診斷的結果進行性能分析，如果不滿足性能要求，則重新構造決策樹。

進一步的，步驟S1中，采用HBase新型數據庫存儲采集到的特征與故障數據。

進一步的，步驟S2中，采用Hunt算法來構建決策樹。

進一步的，采用Hunt算法創建決策樹時，采用信息熵選擇最好的數據特征，來劃分數據集。

進一步的，采用信息熵選擇最好的數據特征來劃分數據集的過程為：如果給定一個節點t，它的條件熵計算公式如下：Entropy(t)＝-∑_jp(j|t)logp(j|t)，其中，p(j|t)表示給定節點t中屬于類j的記錄所占的比例，定義信息增益如下：

其中，n_i表示與特征i相關聯的記錄個數，k表示特征值的個數，p表示當前節點的父節點，n表示父節點p中的數據個數。

進一步的，決策樹采用文件存儲方式。

進一步的，步驟S4中，采用準確率和誤報率來分析ONU故障診斷結果的性能，準確率和誤報率的計算公式見下式：

與現有技術相比，本發明所達到的有益效果是：本發明能夠用于代替人工故障診斷方法，提高了故障診斷的效率，而且取得了較高的準確率、較低的誤報率。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程圖；

圖2為實施例中采用本發明方法的準確率性能分析的示意圖；

圖3是實施例中采用本發明方法的誤報率性能分析的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

為解決PON系統上行鏈路中容易受到干擾，影響PON系統的穩定運行等問題。本發明的一種基于決策樹的ONU故障診斷方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟S1，采集一段時間內ONU的狀態特征與故障、告警特征與故障以及性能特征與故障，挖掘出特征與故障之間的對應關系；

通過OLT、ONU的OAM模塊獲取運行、維護等數據，從EPON系統的MPCP模塊獲取協議消息數據，從這些數據中抽取出狀態特征與故障、告警特征與故障、性能特征與故障等數據。然后基于維護經驗，挖掘出關鍵特征，以及關鍵特征組合下的故障診斷結果。

例如：當診斷發現部分ONU滿足以下特征組合時，則可將其列為疑似故障ONU。特征1：多個ONU發生告警的時間與單個ONU告警修復的時間間隔小于N分鐘；特征2：同一時間內，多于1個ONU在線；特殊3：多個ONU發生告警的時間間隔小于M分鐘；特征4：多個ONU誤碼率超過K比特；特征5：出現長發光的ONU數量發生變化；特征6：ONU與OLT之間的通信時間超出正常閾值。