Sistemi sa optičkom reflektometrijom u vremenskom domenu
Silikonska optička vlakna nisu savršeno homogeni materijal, jer sastav materijala od koga su izgrađeni varira na mikroskopskom nivou, čime se stvaraju diskontinuiteti za prostiranje svetlosnih zraka, pa dolazi do njenog slučajnog i neuniformnog rasipanja.
Prikaz povratne disperzije ili refleksije svetlosti zbog postojećih diskontinuiteta i nesavršenih karakteristika optičkog vlakna u korišćenom materijaju za njegovu izradu
Opis
Još jedna vrsta tehnologije, koja ima veliki potencijal za buduće primene, jeste Optička reflektometrija u vremenskom domenu (Optical Time Domain Reflectometry - OTDR), koja radi na dobro poznatom principu Rejlijeve raspodele verovatnoća primenjene na disperziju svetlosnih zraka (Rayleigh Scattering). Postoje brojne varijante za njenu primenu, koje su uglavnom klasifikovane kao Fazno senzitivna OTDR (POTDR) ili kao Koherentna OTDR (C-OTDR), zavisno od toga kako se svetlost šalje duž vlakna i kako se povratni - reflektovani svetlosni signal obrađuje.
Princip rada
Princip rada koji primenjuju takvi sistemi perimetarske zaštite je dosta složen i veoma sličan principu na kome se zasniva radar. Naime, kontroler sistema generiše kodirani svetlosni impulsni signal koji se šalje duž standardnog jednomodnog optičkog vlakna. Dok kodirana svetlost putuje niz optičko vlakno, pojedini njeni delići će se nepovratno raspšiti (po principu Rajlijeve raspodele), ili će se vratiti nazad, reflektujući se od mikroskopskih diskontinuiteta koji se neminovno pojavljuju u staklenom vlaknu prilikom njegove proizvodnje. Najveći deo svetlosne snage kodiranog impulsa bez ometanja stiže do kraja senzorskog kabla, dok vremenski i po formi ujednačeni (znači, stabilni - jednolični) signali povratnih i raspršenih zraka predstavljaju svetlosnu baznu potku, odnosno postojane okolnosti ambijenta.
Kada je senzorski optički kabl na neki način narušen, menjaju se osobine svetlosti koja se vraća refleksijom (ili raspršenom refleksijom), to jest narušava se i redovna forma svetlosne bazne potke. Te promene u karakteristikama povratnog signala detaljno analizira kontroler sistema da bi verifikovao da li je to događaj za pokretanje pravog alarma ili neka druga vrsta smetnje. Kontroler takođe selektuje segmente senzorskog kabla na dužine od 10 metara merenjem vremena potrebnog za prostiranje povratnih signala kodiranog impulsa. Na takav način, sistemski kontroler određuje koji segment optičkog kabla je pod alarmom, te se time određuje vrlo precizna lokacija provale na ogradi.
Sistemi OTDR tehnologije su za sada veoma skupi sistemi, i u ovoj fazi se tek vrše njihove uspešne probe na senzorskim optičkim kablovima ugrađenim na ogradama. Ono što je relativno veliki nedostatak u tom sistemu, to je potreba za usavršavanjem neophodno moćnog softvera za obradu signala, a radi poboljšanja osetljivosti i smanjenja neželjenih alarma u sistemu. No, pored svega, on se pokazao potencijalno koristan u primeni nekih aplikacija sa ukopavanjem optičkog kabla, pošto može da zadovolji potrebe visokog nivoa osetljivosti.
Znači, ovaj sistem može da ponudi dobru senzitivnost, ali se to onda događa na uštrb selekcije signala i efektivne eliminacije neželjenih alarma. Takođe, u nekim aplikacijama ovih sistema, su nužni širokopojasni spojni putevi (sa velikim brzinama protoka digitalnih signala) i velika procesorska snaga kompjutera, zbog izuzetno velike količine signalnih informacija koje je potrebno analizirati i procesirati.
Prednosti
Ovim sistemom mogu se štititi velike dužine perimetara, uz visoku osetljivost i veoma precizno lociranje mesta provale. To su u suštini sigurani i pouzdani sistemi, imuni na EMI, RFI i munje. Ako na liniji dođe do presecanja optičkog kabla, sistem i dalje može nesmetano da funkcioniše, ali samo do mesta gde je nastalo presecanje kabla. Kao što je rečeno, visoka senzitivnost sistema čini da je veoma prikladan za aplikacije sa primenom ukopavanja kabla pored ograde (sa njene unutrašnje strane).
Slabosti
Kao kod sistema sa Bragovom rešetkom, i kod ovih sistema se u mnogome radi o dovoljno neproverenoj tehnologiji, na praktičnoj primeni kod perimetrarske detekcije provale na ogradi. Trenutno je nedovoljno dobro razvijena selekcija signala, pa se zbog toga u sistemu pojavljuje povećan broj neželjenih alarma. U današnje vreme to je još veoma skupa tehnologija, ali se s vremenom očekuje pad cena opreme i instalacije sistema u celini.
Potencijalni uzroci neželjenog alarma
Kao za svaki sistem detekcije provale koji je ugrađen na ogradi, loš kvalitet ograde je najčešći uzrok neželjenih alarma. Visoka osetljivost ovog sistema, u praksi se ustvari okreće protiv njega, pošto se zbog toga događa povećan broj detekcija alarma koji nisu povezani sa provalom na ogradi, a koji ipak moraju da se procesiraju (moraju da budu obrađeni i selektovani). To povlači za sobom nužnost dodatnog usavršavanja selekcije signala, radi neophodnog smanjenja broja neželjenih alarma na prihvatljiv nivo.
Uobičajene metode za prevazilaženje zaštite
Mostom iznad ograde, ili tunelom prokopanim ispod nje, ograda se može zaobići, pa time i osetljivi senzorski optički kabal koji je na njoj montiran.
