سیستم امنیتی و حفاظتی، ارتعاش فیبر نوری
سیستم امنیتی و حفاظتی، ارتعاش فیبر نوری
از فناوری فیبر نوری لزوما همیشه به عنوان رسانای انتقال استفاده نمی‌شود. در برخی موارد از این فناوری می‌توان به عنوان حس‌گر و آشکارساز هم بهره برد. فناوری ارتعاش فیبر نوری، یک فناوری جدید با کاربردی جدید است که برای حس‌گری و کشف اهداف درسیستم‌های امنیتی حفاظتی و به‌ویژه امنیت پیرامونی محیطی استفاده می‌شود. این سیستم امنیتی حفاظتی از ۲ بخش کلی تشکیل شده است: ۱) بخش سخت‌افزار ۲) بخش نرم‌افزار. بخش سخت‌افزار از ماژول‌های الکترونیکی مخابراتی امنیتی-حفاظتی تشکیل شده‌است و بخش نرم‌افزار شامل یک برنامه جامع مدیریت نظارت و کنترل تحت عنوان SAM200 است که فرامین کنترلی نظارتی دسترسی به بخش‌های سخت‌افزاری مختلف را شامل می‌شود. این سیستم هم‌چنین از یک بخش interface واسط هم تشکیل شده که رابط و واسط بین بخش سخت‌افزار و نرم‌افزار است.
سیستم امنیتی-حفاظتی ارتعاش توسط فیبر نوری، اولین بار توسط شرکت چینی Guangtuo و با نام تجاری Gato و به عنوان نوآوری جدید و اختراع معرفی شد.
لایه‌های طراحی
اگر از نقطه‌نظر معماری و طراحی به این سیستم یک‌پارچه بنگریم، این سیستم از ۳ لایه طراحی مختلف تشکیل شده‌است که با هم‌دیگر و وابسته به هم کار می‌کنند. این ۳ لایه عبارتند از لایه کشف، شناسایی و آشکارسازی هدف. اولین لایه تماس فیزیکی و بیرونی‌ترین لایه محسوب می‌شود. پس از اینکه عمل کشف شناسایی با موفقیت رخ داد، در سطح لایه دوم هشدارها و اخطارها عمومی و اعمال ولتاژ به فنس و حصارها باید رخ دهد که مانع از نفوذ عامل خارجی به حریم تحت مراقبت شود. لایه سوم لایه کنترلی و مرکزی است که در اصل تمام فرامین کنترلی و مرکز کنترل یک‌پارچه از آنجا اداره می‌شود و داخلی‌ترین لایه این معماری است. این لایه ارتباط بین لایه سوم و دوم را برقرار می‌کند. در عین حال اطلاعات محیطی را جمع‌آوری، رکورد و طبقه‌بندی می‌کند و مرکز کنترل و فرماندهی و مغز و قلب مدیریت این سیستم در سرورهای خود است که گزارش‌هایی آنلاین و طبقه‌بندی شده از تمام دفعات نفوذ و مختصات زمانی و مکانی نفوذ به فنس‌ها دارد. سناریوهای مقابله با نفوذ بنا به میزان و شدت نفوذ در این لایه تعبیه و طراحی شده و فرامین و واکنش‌های مختلف متناسب با شرایط مختلف الگوریتم‌نویسی شده است.
پیاده‌سازی و معماری سیستم
پس از شناسایی لایه‌های مختلف طراحی سیستم، باید بتوانیم سیستم را در هر مقیاسی طراحی و پیاده‌سازی کنیم. قبل از پیاده‌سازی ضرورت دارد که اجزای مورد نیاز این سیستم را بشناسیم و رابطه بین اجزا را هم معرفی کنیم. این سیستم کاملا تحت شبکه است و از پروتکل TCP/IP برای یک‌پارچه کردن نظارت کنترل حفاظت استفاده می‌کند. تمام دوربین‌های دید در شب، آژیرها، شبکه فیبر نوری حس‌گر، ولتاژ متصل به فنس‌ها، سرورها، همه و همه در قالب یک شبکه واحد یک‌پارچه هستند. ولتاژ فنس‌ها 5KV-10KV به صورت موضعی و نقطه‌ای هستند که اگر مهاجمان مختلفی به قسمت‌های مختلف فنس هجوم آورند ولتاژهای نقطه‌ای به اهداف نقطه‌ای و به صورت واکنش نقطه‌ای عمل کند. برای حفظ پایداری این شبکه در بعد محافظت و نظارت از باطری‌های UPS استفاده شده که اگر برق هم قطع شود، این سیستم تا 8 ساعت برق دارد. تمام اجزای معماری در بلوک دیاگرام معماری بالا مشخص هستند. برای کابل‌کشی فیبر ارتعاش و تشخیص درست موقعیت نفوذ و هم‌چنین نظارت متمرکزتر و بهتر، مناطق حصارکشی‌شده زوم‌بندی شده‌اند. متناسب با تفکیک سخت‌افزاری، برنامه نرم‌افزاری سیستم SAM2000 برای پوشش کل منطقه آن را به 26 منطقه با طول 100 متری تقسیم می‌کند که با حاشیه اطمینان 100 متر کل منطقه 2500 متری را پوشش دهد. وسعت و محدوده پوشش این سیستم به شعاع 2.5 کیلومتر است.
از گذرگاه باس برای ارتباط بین سوییچ‌های دسترسی در لایه اول استفاده شده است که سیستم ناپایداری است و اگر ارتباط بخشی از باس قطع شود، ارتباط بخش‌های زیادی از شبکه و سوییچ‌های لایه دسترسی از بین می‌رود. لذا توپولوژی مَش یا استار برای بهینه‌سازی این بخش از طراحی پیشنهاد می‌شود. 2 ماژول جدید که در معماری بالا به کار رفته‌اند عبارتند از A7 و F7.
استانداردهای معماری سیستم
هر سیستمی برای آن که بتواند مقبولیت عمومی داشته باشد و به نحو درست اجرا شود، نیازمند به اخذ و پذیرفتن استانداردهای مرتبط و اجرای درست آن استانداردها در پروژه خود است.
در این معماری از استانداردهای متنوع، هم در حوزه تامین قطعات، هم اجرا و هم پیاده‌سازی استفاده شده است. تمام این استانداردها، استانداردهای ملی کشور چین است که در این پروژه کلا از 22 استاندارد استفاده شده و بیش‌ترین تعداد استاندارد از فهرست GB با 12 استاندارد است. در مقام بعدی 5 استاندارد از فهرست GA و 5 استاندارد باقی‌مانده متفرقه هستند که همه استانداردهای ایمنی حفاظت و هوشمندسازی مخابرات و شبکه هستند.
نرم‌افزار سیستم
نرم‌افزاری که برای مدیریت جامع این سیستم تحت عنوان SAM200 به کار رفته است، خود برنامه‌ای متناسب با سخت‌افزار موجود در شبکه ماژول‌ها و بخش‌های مختلف نرم‌افزاری دارد. برخی ویژگی‌ها و خصوصیات برنامه عبارتند از:
مدیریت تجهیزات
تنظیم پیکربندی
پیکربندی ROUND TOUR
گزارش داده
آگاه شدن از طریق هشدار
پیکربندی سیستم
نقشه الکترونیکی
هشدار
کنترل زنگ هشدار
پیش نمایش ویدیو
پخش ویدیو
مدیریت کاربر
نتیجه‌گیری
یک سیستم جامع کنترل سخت‌افزاری-نرم‌افزاری با تکیه بر فناوری فیبر نوری ایجاد شده است که از فیبر نوری به عنوان حس‌گر و جهت کشف لرزش ضربه و ارتعاش نفوذ استفاده می‌کند. این سیستم قابلیت به‌کارگیری در مناطق حساس بسیاری نظیر زندان‌ها، مراکز دفاعی، فرودگاه‌ها، راه‌آهن، مترو، معادن و تأسیسات نفت و گاز را داراست. برای بهینه‌سازی این سیستم هم می‌توان از راه‌کارهای موازی مثل کواد و WSN یا شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم در مواقعی که بخشی از فیبر شبکه آسیب دیده و برای پوشش بهتر استفاده کرد. هم‌چنین می‌توان به جای گذرگاه ناپایدار باس در لایه اول طراحی از توپولوژی‌های مَش یا ستاره که پایدارتر است و احتمال خوابیدن شبکه در اثرقطعی یا نقص را کمتر می‌کند بهره برد.
