Page 33 - 网络电信2023年3月刊
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(2)  Map。将光通信系统状态识别数据片看作一组(Key,                      这样光通信系统状态识别问题就变为
            value) 键值对,Map函数处理(Key,value) 得到(Key,value)
            中间值,将中间值发送到节点中,对具有相同中间值的键进行                                                                           (5)
            合并处理,产生中间键链(Key,list of values) 。                        式中,K(x i ,x j ) = φ(x i ) ·φ(x j )
                (3)  Reduce。Reduce函数遍历所有中间键链(list  of                最后建立光通信系统状态识别的分类器,具体为
            values),输出新的键值对,并把Reduce的输出结果发送到服
            务器进行存储。MapReduce的运行原理大致如图1所示。                                                                        (6)

              图1 MapReduce的运行原理                                      三、光通信系统状态识别的仿真测试
                                                                     3.1 搭建云计算平台
                                                                     为了验证云计算的光通信系统状态模式识别方法的性能,
                                                                 首先搭建云计算平台,该平台共包含了11个节点,其中1个节点
                                                                 为服务节点,主要用于管理和协调其它节点,并存储光通信系
                                                                 统状态数据以及识别结果,其它10个节点作为普通节点,它们
                                                                 的配置完全相同,属于同构节点,主要用于运行光通信系统状
                                                                 态识别程序,并得到光通信系统状态识别结果,它们的配置具
                                                                 体如表1所示。

                                                                  表1 云计算平台的节点配置

                2.2 模式识别技术建立光通信系统状态识别分类器
                对于给定的光通信系统状态识别样本{x i ,y i },i=1,
            2,…,N,支持向量机可以拟合y关于x的对应关系,具体如下


                                                             (1)
                原始样本的光通信系统状态识别样本具有高维特征,直接
            进行建模难以获得理想的光通信系统状态识别结果,因此,采
            用非线性映射函数,将光通信系统状态识别样本数据映射到高
                                                                     3.2 测试数据
            维空间,然后进行求解,即变为如下优化问题。                                    选取多个光通信系统作为实验对象,采集它们一段时间的

                                                                 工作状态数据作为测试对象,光通信系统状态划分为2类,一类
                                                                 为正常状态,另一类为异常状态,共进行5次仿真测试,每一次
                                                            (2)  测试的正常状态和异常状态数据样本的个数分别如表2所示。


                                                                  表2 光通信系统状态识别的测试数据
                其中:  ξ为松弛变量,为了加快光通信系统状态识别速
            度,建立Lagrange函数,具体如下



                                                            (3)


                根据KKT条件,对w,b,ξ,α求偏导等于零,可以得到


                                                                     3.3 光通信系统状态识别结果分析
                                                                     选择光通信系统状态识别正确率、误识率、漏识率作为实
                                                                 验结果评价标准,对于相同的数据,在相同的环境下,选择当
                                                            (4)  前流行的光通信系统状态识别方法:  K近邻算法、RBF神经网络
                                                                 进行对比实验,结果如图2~图4所示。对图2~图4的光通信系
                                                                 统状态识别结果进行分析可以得到如下结论:
                                                                     (1)  K近邻算法的光通信系统状态识别正确率极低,得到较


                                                       网络电信 二零二三年四月                                            59
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