Οπτικές ίνες στην ασφάλεια και την επιτήρηση

Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε δίκτυα επικοινωνιών και επιτρέπουν τη μετάδοση φωτεινών σημάτων σε μεγαλύτερες αποστάσεις και σε υψηλότερο εύρος ζώνης σε σχέση με άλλες μορφές μετάδοσης σημάτων, όπως ο χαλκός, ενώ η ταχύτητα μετάδοσης πλησιάζει αυτή με την οποία διαδίδεται το φως στον αέρα. Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται…

Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε δίκτυα επικοινωνιών και επιτρέπουν τη μετάδοση φωτεινών σημάτων σε μεγαλύτερες αποστάσεις και σε υψηλότερο εύρος ζώνης σε σχέση με άλλες μορφές μετάδοσης σημάτων, όπως ο χαλκός, ενώ η ταχύτητα μετάδοσης πλησιάζει αυτή με την οποία διαδίδεται το φως στον αέρα. Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται τις οπτικές ίνες σήμερα, συνήθως τις συνδέουν με υπηρεσίες Internet υψηλής ταχύτητας. Ωστόσο, η ίδια η τεχνολογία είναι σε θέση να κάνει πολύ περισσότερα από τη μεταφορά μεγάλου όγκου δεδομένων σε υψηλές ταχύτητες. Οι οπτικές ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιμετρική ασφάλεια ενός συστήματος, την ανίχνευση πιθανών εισβολών, καθώς και σε ποικιλία άλλων εφαρμογών όπως την ιατρική, τις τηλεπικοινωνίες κ.ά.

Μια οπτική ίνα αποτελείται από ένα διαφανές πλαστικό περίβλημα, το οποίο φιλοξενεί στο εσωτερικό του τη κεντρική γυάλινη κυλινδρική ίνα ή αλλιώς τον πυρήνα από όπου διαδίδεται το φως και τέλος την επικάλυψη (μανδύας), που είναι ένας ομόκεντρος με τον πυρήνα κύλινδρος (εικόνα 1). Στις εφαρμογές συστημάτων ασφαλείας περιμετρικής προστασίας, οι οπτικές ίνες που χρησιμοποιούνται διαθέτουν κάποια ξεχωριστά χαρακτηριστικά σε σχέση με τις οπτικές ίνες που χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες ή σε συστήματα φωτισμού. Η κατασκευή τους δίνει τη δυνατότητα εξασθένησης του οπτικού σήματος κατά τη διαδρομή του από τον οπτικό πομπό προς τον οπτικό δέκτη, όταν δεχθούν κάποιο εξωτερικό ερέθισμα. Επίσης, είναι αρκετά πιο ευαίσθητες από τις κλασσικές σε οποιαδήποτε διαταραχή στο εξωτερικό περίβλημά τους, όπως στην άσκηση πίεσης, σε ένα μικρό τσάκισμα ή σε μια στιγμιαία ταλάντωση. Είναι ειδικά κατασκευασμένες για έκθεση σε εξωτερικούς χώρους και ανθεκτικές σε δύσκολες καιρικές συνθήκες όπως δυνατό αέρα, έντονη βροχόπτωση ή διακυμάνσεις θερμοκρασίας. Συνήθως η θερμοκρασία λειτουργίας αυτών των οπτικών ινών κυμαίνεται από -40^ΟC έως και 70^ΟC, χωρίς να επηρεάζονται από τις φυσιολογικές μεταβολές κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Η FOSA (Fiber Optic Sensing Association), είναι μία ένωση που παρέχει πληροφορίες, εκπαιδευτικό υλικό και άρθρα σχετικά με την τεχνολογία της οπτικής ίνας με σκοπό την ανάδειξη των πλεονεκτημάτων της τεχνολογίας ανίχνευσης της οπτικής ίνας και των εφαρμογών της στην ασφάλεια. O Thomas Cohen, Εκτελεστικός Διευθυντής της FOSA αναφέρει πως οι αισθητήρες οπτικών ινών έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν δραματικά τη ζωή πολλών ανθρώπων, να ενισχύσουν τις επιχειρήσεις και να δημιουργήσουν θέσεις εργασίας. Οι επιχειρήσεις, τα ιδρύματα και οι κυβερνητικές υπηρεσίες αναπτύσσουν ήδη αυτές τις εφαρμογές για να κάνουν τους δρόμους ασφαλέστερους, να προστατεύσουν το περιβάλλον και να ενισχύσουν την ασφάλειά (εικόνα 2). Η βιομηχανία, οι καταναλωτές και η κυβέρνηση πρέπει να κατανοήσουν καλύτερα την αξία και να αποκτήσουν μεγαλύτερη πρόσβαση στις πληροφορίες σχετικά με αυτήν την προηγμένη τεχνολογία, εξηγεί ο Thomas Cohen.

Πλεονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η οπτική ίνα σε σχέση με άλλες μορφές μετάδοσης σήματος είναι πολλές. Συγκεκριμένα εκτός από τη ταχύτητα στη μετάδοση δεδομένων και τη μεταφορά τεράστιου όγκου δεδομένων σε σύγκριση με τα χάλκινα καλώδια, οι οπτικές ίνες έχουν μικρότερες απαιτήσεις όσο αφορά την ενέργεια. Αυτό συμβαίνει γιατί κατά τη μετάδοση δεδομένων δεν παρατηρούνται απώλειες σήματος, ενώ η χρήση της φωτεινής δέσμης απαιτεί μικρότερη κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με το ηλεκτρικό σήμα. Επιπλέον τα δεδομένα είναι λιγότερο ευάλωτα σε παρεμβολές και μεταδίδονται ψηφιακά, εξασφαλίζοντας με αυτό τον τρόπο υψηλή ποιότητα στην επικοινωνία και παράλληλα την αποφυγή προβλημάτων.

Εγκατάσταση

Μία οπτική ίνα μπορεί να τοποθετηθεί κατά μήκος μιας περίφραξης, περίπου στο μέσο και παράλληλα προς το επίπεδο του εδάφους (εικόνα 3). Επιπλέον είναι κατάλληλη για εφαρμογή σε περίπτωση που θέλουμε ειδοποίηση για τυχόν εισβολή κάποιου ανθρώπου, πριν πλησιάσει τη περίφραξη (εικόνα 4). Αυτό επιτυγχάνεται με τη στιγμιαία δόνηση που προκαλείται κατά το πέρασμα ενός ανθρώπου πάνω από το υπόστρωμα που βρίσκεται η οπτική ίνα, επηρεάζοντας το ποσοστό ισχύος της φωτοδέσμης, με αποτέλεσμα η μονάδα ελέγχου να δώσει συναγερμό εισβολής. Ακόμα με την ίδια λογική, μπορούμε να την τοποθετήσουμε και σε ένα τοίχο, για να έχουμε ειδοποίηση σε περίπτωση που κάποιος προσπαθήσει να αναρριχηθεί.

Εναλλακτικές εφαρμογές της οπτικής ίνας

Η ανίχνευση μέσω οπτικών ινών είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία που χρησιμοποιεί αποκλίσεις φωτός στα καλώδια οπτικών ινών για να μετρήσει απομακρυσμένα την ακουστική, τη θερμοκρασία και την ένταση. Μέσω της τεχνολογίας οπτικών ινών, μπορούν να ανιχνευτούν διαρροές αγωγών, κυκλοφορία οχημάτων, κίνηση πεζών, σεισμική δραστηριότητα, επικίνδυνες θερμοκρασίες, καταρρέουσα υποδομή και άλλες συνθήκες από μίλια μακριά. Οι οπτικές ίνες εφαρμόζονται στις μέρες μας για την παρακολούθηση χιλιάδων μιλίων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, αγωγών, διεθνών συνόρων, υποδομών και υποδομών ζωτικής σημασίας σε ολόκληρο τον κόσμο. Επιπλέον, η τεχνολογία βρίσκει εφαρμογή στις μεταφορές, την ασφάλεια, το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, την ενέργεια, το στρατό και την ιατρική βιομηχανία. Ο Lynn Mattice, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας συμβούλων διαχείρισης Mattice & Associates και πρώην CSO της Boston Scientific, αναφέρει ότι υπάρχουν πολλές εφαρμογές για την τεχνολογία ανίχνευσης οπτικών ινών, ακόμη και πέραν της τοποθέτησής της σε ένα φράχτη ή κάτω από το έδαφος. Πιστεύει ότι υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να αυξηθεί το επίπεδο εκπαίδευσης των τελικών χρηστών ασφαλείας σχετικά με τα οφέλη της ίνας, αλλά τονίζει ότι το κύριο πράγμα που πρέπει να συμβεί στον τομέα της ασφάλειας είναι οι κατασκευαστές να αρχίσουν να κατανοούν πραγματικά τους κινδύνους και τα ζητήματα που αντιμετωπίζουν σήμερα οι οργανισμοί. Πιο συγκεκριμένα αναφέρει, πώς σε ένα λιμάνι θα μπορούσε να γίνει χρήση της οπτικής ίνας κάτω από το νερό τοποθετώντας και αισθητήρες, έτσι ώστε να μπορέσουμε να ανιχνεύσουμε υψηλές θερμοκρασίες αλλά και κάθε δραστηριότητα (εικόνα 5) και προσθέτει, πως το κόστος που συνδέεται με το καλώδιο οπτικών ινών έχει μειωθεί δραματικά τα τελευταία χρόνια. Ο συνδυασμός των τεχνολογιών στο ίδιο καλώδιο επιτρέπει τη σύνδεση με μια κάμερα ή έναν αισθητήρα, παρέχοντας με αυτό τον τρόπο όχι μόνο ένα ολοκληρωμένο σύστημα ασφαλείας, αλλά και ένα έξυπνο σύστημα. Η δυνατότητα ανάπτυξης λύσεων είναι πραγματικά εκπληκτική αναφέρει ο Lynn Mattice.

{gallery}4362{/gallery}