Kategorie
#Ludzie: 3 pytania do

Cyberbezpieczeństwo to priorytet

Z dyrektorem WCSS dr. inż. Jackiem Oko, rozmawia Magdalena Baranowska-Szczepańska.

Po kilkuletniej przerwie wrócił Pan na stanowisko dyrektora WCSS. Jakie są Pana pierwsze wrażenia?

Dobre. Przez ostatnich pięć lat, piastując urząd Prezesa UKE, miałem stały kontakt z Politechniką Wrocławską ale jako wykładowca, zanurzony bardziej w aspekty regulacyjne, prawne i dopiero gdzieś potem techniczne. Powrót do WCSS oznacza powrót do dominacji aspektów technicznych i technologicznych nad prawnymi, bowiem centra obliczeniowe (superkomputery, komputer kwantowy) to wyzwania głównie w sferze technicznej i finansowej oraz powrót do codzienności sfery uczelnianej jak dydaktyka, projekty i administracja, w tym niestety również aspekt finansów jak koszty energii, płac. Powrót do projektów różnej skali i różnego rodzaju.
O pozytywnym odczuciu decydują w pierwszej kolejności jednak czynniki ludzkie, gdyż uczelnie, ich centra obliczeniowe, zespoły środowiskowe (jak PIONIER, KDM-y czy też poszczególne MAN -y) to fantastyczne zespoły ludzkie, pełne pozytywnie zakręconych ludzi, w drugiej zaś dopiero kolejności możliwości i wyzwania techniczne XXI wieku, które wzmacniają chęć działania. A to właśnie zespoły ludzkie definiują organizacje.

WCSS skończyło 30 lat. Jakie plany i wyzwania czekają Centrum w rozpoczętym właśnie roku?

Żartując lekko: oczekujemy na kolejne 30 lat sukcesów. Mówiąc jednak poważnie, a mam wrażenie, iż dotyczy to nie tylko WCSS ale i innych centrów i ośrodków, to główne wyzwania stanowią wyzwania technologiczne, techniczno-organizacyjne i kadrowe, ze stałym wyzwaniem finansowym.
Wyzwania technologiczne obejmują obliczenia i komunikację kwantową, akcelerację sztucznej inteligencji czy wręcz implementację sieci i obliczeń neuromorficznych oraz integrację nowych architektur w jeden sprawny, spójny i łatwo dostępny dla użytkownika (badacza naukowego) ekosystem obliczeniowy.
Wyzwania techniczno-organizacyjne to przede wszystkim optymalizacja wykorzystania zasobów (obliczeniowych i sieciowych) z jednoczesnym uwzględnieniem (a wręcz nawet implementacją) ograniczeń energetycznych i klimatycznych, zapewnienie ciągłości systemów i usług (szczególnie obliczeń) i wsparcia zarówno dla klasycznych (obznajomionych ze specyfiką obliczeń wielkoskalowych) jak i nowych początkujących użytkowników.
Dużym wyzwaniem w konkurencyjnym otoczeniu jest również utrzymanie kompetentnej kadry wraz ze stałym jej rozwojem i podnoszeniem kompetencji oraz zapewnienie dopływu nowej i pełnej nowych pomysłów kadry, a zwłaszcza kadry młodego pokolenia.
Niezależnie natomiast od uwarunkowań lokalnych fundamentalnym wyzwaniem dla całego naszego środowiska będzie zapewnienie suwerenności obliczeniowej i suwerenności posiadanych danych w istniejących warunkach finansowo-prawnych przy stałej niepewności ciągłości finansowania.
Wracając zaś do realiów naszego Centrum, to naszym głównym zamiarem jest modernizacja zasobów sieciowych i obliczeniowych, by utrzymać niezbędny europejski poziom i dostępność usług (utrzymując/modernizując infrastrukturę obliczeniową na pozycji najdalej w połowie drugiej setki TOP 500) oraz rozbudowa w perspektywie kilkuletniej komputera kwantowego do jednostki co najmniej 300 qubitów, a lekko marząc docelowo do jednostki 1000 qubitów. Wymaga to pozyskania finansowania na rozwój zasobów obliczeniowych zarówno w ramach realizowanych przez konsorcja środowiskowe projektach jak i działań komercjalizujących nasze zasoby i usługi. Wyzwaniem lokalnym i zarazem środowiskowym będzie zapewnienie wysokiego poziomu bezpieczeństwa cyfrowego dla naszej infrastruktury i użytkowników poprzez budowę zespołów SOC i CSIRT wraz z niezbędnym zestawem narzędzi, procedur i kompetencji (nadążając za nowelizacją UKSC oraz dyrektywą NIS-2). Realizujemy ich budowę i rozwój poprzez działania własne, zakończone już projekty (jak realizowany dla Ministerstwa Cyfryzacji RegSOC) oraz przede wszystkim uczestnictwo w nowych inicjatywach jak sztandarowy dla środowiska projekt PUCHACZ.

No właśnie, cyberbezpieczeństwo to jedno z najważniejszych pojęć ostatnich kilkudziesięciu miesięcy, odmieniane przez wszystkie przypadki i to praktycznie w każdej dziedzinie życia. WCSS będzie miało ogromne pole do działania w tej kwestii, w obszarze wspomnianego projektu PUCHACZ. Proszę przybliżyć Czytelnikom naszego newslettera kwestie działania WCSS, jako jednego z partnerów w tym projekcie.

Cyberbezpieczeństwo dla uczelni i obszaru badań naukowych to priorytet zarówno ze względu na nowe wymogi prawne, w tym dyrektywę NIS2 i ustawę o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa (KSC), traktujące Uczelnie jako podmioty kluczowe lub ważne, jak i potrzebę budowy bezpiecznego otoczenia środowiska akademickiego odpornego na wzrastający poziom zagrożeń zewnętrznych jak i wewnętrznych. Uczelnie w myśl wspomnianych aktów prawnych muszą wdrożyć proces analizy ryzyka, polityki bezpieczeństwa, procesy monitorowania systemów (rozwiązania klasy: SIEM/EDR) oraz procedury zgłaszania zaistniałych incydentów w ciągu 24÷72h (w zależności od uczelni i jej klasyfikacji przez UKSC).
Projekt PUCHACZ (Platforma Uzyskiwania Charakterystyk Adwersarzy i Cyber Zagrożeń) ukierunkowany jest na budowę unikalnej infrastruktury badawczej, umożliwiającej realizację badań w obszarze nowatorskich metod analizy i przeciwdziałania zaawansowanym cyberatakom. PUCHACZ zakłada budowę trzech odrębnych laboratoriów, które wykorzystując i udostępniając kolejno wyniki swoich prac, stworzą w efekcie innowacyjne i efektywne rozwiązanie, zarówno umożliwiające zabezpieczenie samej infrastruktury PUCHACZ-a, szczególnie w kontekście wymagań nakładanych przez europejską dyrektywę NIS2, jak i finalnie rozwiązanie w postaci zestawu zaawansowanych, modyfikowalnych i rozszerzalnych narzędzi wspierających funkcjonowanie zespołów cyberbezpieczeństwa. Laboratorium 1, poprzez wykorzystanie szeregu systemów zabezpieczeń różnej klasy (AI-Firewall, IDS, WAF, XDR DNS-RPZ, CTI Platform), stworzy bazę wiedzy o aktualnych cyberzagrożeniach dla potrzeb pozostałych laboratoriów. Laboratorium 2 to techniki, środowiska i infrastruktura ukierunkowane na złożoną analizę złośliwego oprogramowania, w szczególności o nieznanej uprzednio charakterystyce. W oparciu o bazę wiedzy zbudowaną przez Laboratorium 1, dostarczy ono wymagań i wytycznych dotyczących kluczowych funkcjonalności narzędzi, które mają zostać opracowane w ramach projektu. Laboratorium 3. opiera się na wykorzystaniu metod sztucznej inteligencji w celu dostarczenia zaawansowanych, modyfikowalnych i rozszerzalnych narzędzi wspierających funkcjonowanie zespołów cyberbezpieczeństwa, m.in. w zakresie tworzenia systemów-pułapek opartych na modelach językowych LLM oraz priorytetyzacji zagrożeń.
Organizacja badań zarówno w postaci kaskadowej jak i jednocześnie równoległej pracy Laboratoriów zapewni środowisku innowacyjny i odpowiadający potrzebom modelowy ekosystem bezpieczeństwa. PUCHACZ wykorzysta w szerokim zakresie doświadczenie zespołów eksperckich dedykowanych do realizacji projektu przez Konsorcjantów, w szczególności w obszarach cyberbezpieczeństwa, sztucznej inteligencji, usług CERT/SOC i analizy danych, a także możliwości zapewniane przez istniejące zasoby obliczeniowe i infrastruktury składowania danych.
Z punktu widzenia WCSS projekt Puchacz stanowi kontynuację działań w zakresie zwiększania poziomu cyberbezpieczeństwa infrastruktury Konsorcjum (KDM-ów i MAN-ów), Uczelni oraz będzie umożliwiał budowanie kompetencji WCSS i Politechniki Wrocławskiej w całym środowisku akademickim naszego regionu. Projekt PUCHACZ to równocześnie budowa potencjału narzędziowego i proceduralnego do zwiększenia poziomu cyberbezpieczeństwa całego naszego środowiska i zaczyn do budowy organizacji regionalnych międzyuczelnianych zespołów CSIRT.

Kategorie
Wstępniak

Coraz bliżej setki

Z wielką radością witamy Państwa w 50. numerze naszego newslettera! Przypominamy, że pierwszy numer PIONIER NEWSa ukazał się 26.04.2021 roku… To już prawie pięć lat, odkąd piszemy dla Państwa o tym, co ważne w życiu Polskiego Internetu Optycznego PIONIER.  Nasz newsletter zbliża się zatem nieuchronnie do setki!

Tęga zima zaczęła już odpuszczać, a zatem w nieco poluzowanych szalikach i bez rękawiczek, w przedwiosennym nastroju, piszemy dziś dla Państwa o tym, co ciekawe i ważne dla PIONIERa.

Rozpoczynamy od zaprezentowania nowego składu Prezydium Rady Konsorcjum PIONIER, który 18 lutego wybrany został na najbliższe dwa lata. W rubryce “3 pytania do” mamy dziś rozmowę z dr. inż. Jackiem Oko, który  ponownie objął stanowisko dyrektora Wrocławskiego Centrum Sieciowo-Superkomputerowego.

Piotr Turowicz z kolei przybliża dziś na naszych łamach – dość szczegółowo –  zjawisko rozproszenia Brillouina, skupiając się na opisie miernika DTS i zasadach pomiaru.

Mamy dla Państwa także coś do posłuchania, tym razem podcast o tym, jak nowoczesne technologie wspierają badaczy z zakresu humanistyki.

Przygotowaliśmy w tym numerze także bardzo ciekawy materiał o Wielkopolskim Parku Narodowym, który jest… żywym laboratorium naukowym! Mamy też dla Państwa spis konferencji, szkoleń i warsztatów.

Z przedwiosennymi pozdrowieniami,

Magdalena Baranowska-Szczepańska

Kategorie
#Technologie: Projekty PIONIERa

DARIAH: Fuzja humanizmu i technologii

Rozmowę  Dominikiem Purchałą, który jest Przewodniczącym Zespołu Uniwersytetu Warszawskiego ds. DARIAH oraz Maciejem Głowiakiem, kierownikiem Działu Nowych Mediów PCSS, przeprowadziła Magdalena Baranowska-Szczepańska i Kacper Zieleniak z Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego.

Infrastrukturę badawczą polskiej humanistyki cyfrowej tworzy wiele usług oferujących dostęp zarówno do narzędzi jak i danych źródłowych czy badawczych. Wśród nich wyróżnia się Federacja Bibliotek Cyfrowych (FBC), która pełni w konsorcjum DARIAH.PL rolę istotnego źródła metadanych i treści cyfrowych pochodzących z polskich instytucji GLAM.

Dzięki temu, że wszystkie opisane w FBC zasoby – od tekstów i obrazów po nagrania muzyczne, które można przeszukiwać nie tylko po metadanych, pełnym tekście, ale także na podstawie samej melodii – są dostępne w jednej, spójnej platformie, badacze z różnych jednostek mają szybki i jednolity dostęp do materiałów niezbędnych do ich projektów.

Ta rozbudowana baza danych, licząca ponad 7 milionów cyfrowych obiektów, stanowi cenne źródło dla narzędzi Dariah.lab, które wykorzystują zgromadzone w FBC materiały do analiz, wizualizacji i przetwarzania w ramach interdyscyplinarnych badań, takich jak geoarcheologia, muzykologia czy slawistyka – wyjaśnia Marcin Heliński z Działu Bibliotek Cyfrowych i Platform Wiedzy PCSS. – Dzięki wspólnemu punktowi wyjścia partnerzy DARIAH.PL, w tym liczne instytucje członkowskie PIONIER, mogą łatwiej wymieniać się danymi, koordynować prace i rozwijać nowe metodologie badawcze.

W praktyce FBC nie tylko udostępnia zasoby, ale także ułatwia współpracę międzyinstytucjonalną, umożliwiając naukowcom skoncentrowanie się na pytaniach badawczych, a nie na technicznych aspektach pozyskiwania i łączenia danych.

Takie połączenie bogatej bazy kulturowej i nowoczesnych narzędzi analitycznych przyczynia się do podnoszenia jakości i zakresu badań prowadzonych w ramach DARIAH.PL i całego konsorcjum PIONIER – dodaje M. Heliński.

Podcastu wysłuchać można TUTAJ:

 

Kategorie
#Technologie: PIONIERowy GPS

Wielkopolski Park Narodowy – od epoki lodu do światłowodu

Wielkopolski Park Narodowy jest jednym z najstarszych parków narodowych w Polsce. Utworzony został w 1957 roku w celu ochrony unikatowego krajobrazu polodowcowego środkowej Wielkopolski. Obecnie zajmuje powierzchnię 7,5 tysiąca hektarów obejmując lasy, jeziora, pagórkowate wzniesienia morenowe oraz tereny podmokłe. To właśnie lód, mróz i śnieg, zarówno w przeszłości jak i współcześnie, odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu tego obszaru.

Około 10-12 tysięcy lat temu obszar dzisiejszego Parku znajdował się pod wpływem lądolodu skandynawskiego. Ogromna masa lodu przesuwała się z północy, zagarniając skały, piaski i żwiry, modelując tym samym na nowo powierzchnię ziemi. Dzisiejsze łagodne wzgórza czy obniżenia terenu w postaci zagłębień i dolin stanowią bezpośredni efekt zachodzących wówczas procesów.
Najwyższe wzniesienia Wielkopolskiego Parku Narodowego to moreny czołowe i denne, do których należy zespół pięciu wzniesień na wale polodowcowym, tzw. ozie Bukowsko-Mosińskim, zwanych Szwedzkimi Górami. Zimą, pod śniegiem, wyglądają one niemal jak miniaturowe pasmo górskie.
Jeziora, takie jak Jezioro Góreckie, Budzyńskie czy Kociołek, powstałe w długich rynnach wyżłobionych przez wody płynące pod lodowcem, czy wytopiskowe Jezioro Żabiak są dziś wizytówką Parku. Jeziora te mają duże znaczenie przyrodnicze i hydrologiczne, wpływając na lokalne warunki klimatyczne oraz różnorodność biologiczną Parku. A zimą, gdy jeziora zamarzają i krajobraz nabiera surowego charakteru lepiej można zrozumieć warunki panujące tu w epoce lodowcowej.
Na terenie Parku występują także dość licznie głazy narzutowe, przywleczone przez lodowiec z odległych obszarów północnej Europy – głównie Skandynawii. Analiza ich składu mineralnego pozwoliła naukowcom na odtworzenie kierunków przemieszczania się lądolodu oraz rekonstrukcję procesów geologicznych zachodzących w czasie zlodowaceń. Stanowi to ważny element badawczy, ilustrujący skalę oddziaływania lodu na krajobraz.


Bo Wielkopolski Park Narodowy nie jest tylko terem rekreacyjnym. To miejsce długoterminowych badań środowiskowych prowadzonych we współpracy z instytucjami naukowymi, w tym uczelniami wyższymi. Obejmują one m.in. monitoring wód podziemnych i powierzchniowych, obserwację zmian klimatycznych, analizę roślinności oraz badania fauny. Szczególnie istotne są badania pozwalające ocenić, jak współczesne zmiany klimatu wpływają na ekosystemy o genezie polodowcowej.
Przykładem działań naukowców na tym terenie mogą być wieloletnie pomiary jakości i poziomu wód podziemnych prowadzone we współpracy z badaczami ze zlokalizowanej w Jaziorach stacji ekologicznej Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu czy stacji fenologicznej w Trzebawiu, która powstała w ramach projektu PLGrid+ we współpracy z Wielkopolskim Parkiem Narodowym, Instytutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej oraz PCSS, które udostępniło infrastrukturę IT. Dzięki pomiarom dokonanym w stacji ekologicznej możliwe stało się określanie trendów zmian zasobów wodnych oraz ich wpływu na siedliska Parku. W przypadku stacji w Trzebawiu rozpoczęto monitoring sezonowego rozwoju roślin w kontekście zmian klimatycznych, takich jak otwieranie pąków, kwitnienie, listnienie czy zmiana barwy liści. Dane te okazały się pomocne również w celu skutecznej ochrony środowiska.
Pokrywa śnieżna „upraszcza” krajobraz, uwidaczniając jego rzeźbę. Pagórki morenowe, doliny i zagłębienia stają się wyraźniejsze, a ich polodowcowe pochodzenie łatwiejsze do rozpoznania. Sprzyja to analizie rzeźby terenu i identyfikacji form polodowcowych, a także obserwacji śladów aktywności zwierząt. Śnieg działa tu jak naturalny „detektor ruchu” do wykrywania tropów fauny (saren, jeleni, lisów, dzików czy borsuków a w ostatnim czasie również wilków), co stanowi cenne źródło danych badawczych w odniesieniu chociażby do ich możliwości adaptacyjnych do chłodnego klimatu.
Można więc śmiało określić ten obszar jako „żywe laboratorium naukowe”.
Nowoczesne technologie, w tym światłowody, otwierają nowe perspektywy w monitoringu środowiska – zwłaszcza tam, gdzie potrzebna jest ciągła, precyzyjna obserwacja zmian w czasie rzeczywistym i przestrzeni. W połączeniu z klasycznymi metodami badań przyrodniczych, mogą dostarczać zupełnie nowych danych o dynamice środowiska, które wcześniej były trudne lub niemożliwe do zebrania.
Na świecie, w tym w badaniach nad zmianami w środowisku górskim czy lawinowym, wykorzystuje się już techniki oparte na światłowodach do monitoringu zmian fizycznych w terenie – np. do detekcji wibracji, zmian temperatury lub ruchów gruntu w czasie rzeczywistym za pomocą infrastruktury światłowodowej. Światłowód w tym przypadku pełni funkcję czujnika/sensora reagującego na zachodzące w terenie zmiany. Przykładem mogą być czujniki FBG (ang. Fiber Bragg Gratings), umożliwiające precyzyjny pomiar odkształceń, naprężeń i temperatury, co pozwala zmierzyć np. mikroruchy gruntu czy zmiany warunków termicznych. Innymi technologiami są: DAS (ang. Distributed Acoustic Sensing) – pozwala ona na rejestrację drgań, wibracji i fal akustycznych wzdłuż całej długości światłowodu czy DTS (ang. Distributed Temerature Sensing) bazująca na zjawiskach rozproszenia Brillouina lub Ramana, które umożliwiają ciągły pomiar temperatury lub odkształceń na wielu kilometrach światłowodu (pisaliśmy o tym w kilku poprzednich wydaniach newslettera – #039, #042 i piszemy również w dzisiejszym). Dzięki temu możliwy jest ciągły monitoring dużych obszarów w sposób bezinwazyjny, bez konieczności instalowania licznych czujników punktowych oraz bez lokalnego zasilania w miejscu pomiaru. Systemy takie są odporne na wilgoć i mróz z możliwością prowadzenia ciągłego monitoringu przez wiele lat tam, gdzie tradycyjne czujniki mogą zawodzić.
Zastosowanie w warunkach Wielkopolskiego Parku Narodowego technologii FBG czy DAS mogłoby wspomóc np. monitoring i analizę zmian temperatury wód i gruntów wokół jezior i terenów podmokłych, wykrywanie i analizę procesów erozyjnych i stabilności form morenowych poprzez wykrywanie mikroprzemieszczeń gruntu, badania reakcji ekosystemów na ekstremalne zjawiska pogodowe (silne wiatry, burze czy gwałtowne zmiany pogody) lub nieinwazyjne obserwacje aktywności zwierząt.
W warunkach zimowych, takie technologie mogłyby posłużyć do np. monitorowania procesów zamarzania i rozmarzania gruntu, obserwacji zmian struktury lodu na jeziorach czy rejestrowania drgań wywołanych ruchem zwierząt lub pękaniem lodu.
Dane zbierane w terenie wymagają szybkiego i bezpiecznego przesyłu, co zapewnić mogłaby ogólnopolska sieć optyczna PIONIER, łącząca polskie ośrodki badawcze i naukowe. Jedna z jej cięciw, relacja Poznań – Zielona Góra, przebiega przez północno-zachodni obszar Parku, w okolicach Dębienka i Stęszewa.

Pobierz PDF

Dzięki niej informacje z czujników, w postaci dużych ilości danych pomiarowych, mogłyby być przesyłane w szybki i bezpieczny sposób, a następnie analizowane w czasie rzeczywistym przez zespoły naukowców z różnych instytucji, posiadające zdalny dostęp do infrastruktury badawczej, wspierane przez narzędzia AI.
Takie połączenie lokalnych systemów monitoringu w Wielkopolskim Parku Narodowym z siecią PIONIER, mogłoby przyczynić się np. do prowadzenia kompleksowych badań nad wpływem zimy i zmian klimatu na krajobraz polodowcowy.
Rozwiązania przedstawione powyżej, choć nadal innowacyjne, mają więc realny potencjał, by w powiązaniu z krajową infrastrukturą badawczą opartą na światłowodowej sieci naukowej PIONIER, wspierającej naukowców, stać się wysokiej klasy narzędziem przyszłych badań naukowych nad środowiskiem przyrodniczym.
Wielkopolski Park Narodowy stanowi przykład obszaru, w którym historia geologiczna, współczesna przyroda i nowoczesne technologie mogą wzajemnie się uzupełniać, a analiza krajobrazu polodowcowego w połączeniu z zaawansowanymi metodami monitoringu środowiska, pozwolić lepiej zrozumieć procesy zachodzące w przyrodzie oraz skuteczniej ją chronić.
Zamieszczone poniżej odwołania do filmów pokazują Wielkopolski Park Narodowy i jego mieszkańców w „cieplejszej” niezimowej odsłonie.

https://vod.tvp.pl/programy,88/polskie-parki-narodowe-odcinki,317252/odcinek-13,S01E13,1004551

Katarzyna Siudzińska

Kategorie
#Technologie: Aktualności

Światłowodowy jako czujniki

Pomiar temperatury realizowany jest m. in. w oparciu o zjawisko wstecznego rozpraszania Brillouina. Włókno pełni funkcję rozproszonego czujnika światłowodowego, umożliwiając pomiar temperatury wzdłuż całej jego długości.

Kiedy impuls świetlny (promień laserowy) propaguje się przez włókno światłowodowe, niewielka jego część ulega rozproszeniu wstecznemu. W przypadku rozpraszania Brillouina, oddziaływanie światła z falami akustycznymi (fononami) w materiale włókna prowadzi do powstania rozproszonego światła o nieco zmienionej częstotliwości. To przesunięcie częstotliwości, zwane przesunięciem częstotliwości Brillouina, jest wrażliwe zarówno na temperaturę, jak i na naprężenie mechaniczne włókna.
Kluczowe aspekty działania to:
• Wysyłanie impulsu światła: Do włókna optycznego wysyłany jest krótki impuls światła laserowego.
• Rozpraszanie Brillouina: Gdy światło propaguje się przez włókno, w każdym punkcie następuje rozpraszanie Brillouina. Powstają fale rozproszone wstecznie (tzw. Stokesa i anty-Stokesa), których częstotliwość jest przesunięta względem częstotliwości światła padającego.
• Zależność od temperatury: Przesunięcie częstotliwości Brillouina zmienia się liniowo wraz z temperaturą włókna. Oznacza to, że im wyższa temperatura, tym większe jest przesunięcie częstotliwości.
• Zależność od naprężenia: Podobnie, częstotliwość Brillouina jest również wrażliwe na naprężenie włókna. Aby odróżnić wpływ temperatury od naprężenia, często stosuje się techniki, które pozwalają na jednoczesny pomiar obu parametrów, lub wykorzystuje się włókna o specjalnej konstrukcji, w których wpływ jednego z tych czynników jest zminimalizowany lub łatwo kompensowany.
• Lokalizacja: Dzięki zastosowaniu zasad reflektometrii czasowej (OTDR – Optical Time-Domain Reflectometry), czas powrotu rozproszonego światła pozwala na precyzyjne określenie miejsca, z którego pochodzi rozproszone światło. To umożliwia rozłożony pomiar temperatury, czyli uzyskanie profilu temperatury wzdłuż całej długości włókna.
Cechą charakterystyczną rozproszenia Brillouina jest przesunięcie częstotliwości rozproszonego światła proporcjonalnie do zmiany gęstości włókna. Zmiana gęstości z kolei wynika ze zmian temperatury włókna, jak i odkształcenia włókna, która jest następstwem jego naprężenia.

W ramach projektu PIONIER-Lab został zakupiony miernik FibrisTerre 5020.

System wykorzystuje standardowe przemysłowe światłowody jako ciągłe, dalekosiężne czujniki naprężeń i temperatury.

FibrisTerre 5020 zmierzy charakterystyczne przesunięcie częstotliwości Brillouina w każdej pozycji wzdłuż włókna. Przesunięcie częstotliwości Brillouina zmienia się zarówno pod wpływem temperatury, jak i odkształcenia – liniowo w szerokim zakresie.
Zależności te można sprowadzić do prostych równań liniowych:

Jak widać przesunięcie częstotliwości Brillouina związane jest zarówno ze zmianą temperatury jak i wpływających na włókno naprężeń mechanicznych.
Konieczne jest „wyizolowanie” wpływu ɛ (naprężenia) na włókno odpowiadające za pomiar T.
Pytanie brzmi: jeśli zarówno temperatura, jak i odkształcenie mają wpływ na mierzoną wielkość – przesunięcie częstotliwości Brillouina – w jaki sposób system monitorujący może rozróżnić, który z nich się zmienił?

Taka sytuacja ma miejsce w następujących typowych scenariuszach.
Zarówno odkształcenie, jak i temperatura muszą być rejestrowane jednocześnie w tej samej strukturze. Interesujący jest tylko pomiar odkształcenia lub temperatury, ale inna wielkość fizyczna może wykazywać wpływ krzyżowy – i musi zostać skompensowana (w większości przypadków będzie to żądanie pomiaru odkształcenia z kompensacją temperatury).

Jednym z rozwiązań, które okazało się praktycznie wykonalne to użycie dwóch światłowodowych włókien czujnikowych równolegle wbudowanych w jedną konstrukcję kabla.
Teoretycznie idealnym rozwiązaniem byłoby zastosowanie nieizolowanego włókna, ale wówczas poziom zabezpieczenia przed uszkodzeniem jest oczywiście niewystarczający. Potrzebny jest kompromis między ochroną włókna, a zachowaniem jego zdolności wykrywania odkształceń. Aby przełożyć zewnętrzne naprężenia na włókno trzeba zastosować konstrukcje o jak najmniejszym efekcie poślizgu pomiędzy poszczególnymi warstwami wewnętrznymi kabla.

Ważne jest, aby pamiętać również o odpowiednim zróżnicowaniu źródła zmiany charakterystyki rozpraszania Brillouina. Jak wspomniane zostało wcześniej – może to być jednocześnie zmiana temperatury jak i naprężenie światłowodu.
Do jednoznacznego wyodrębnienia obserwacji naprężenia w konstrukcji kabla, zastosowane powinno być drugie włókno w jak najmniejszym stopniu zależne od odkształceń i sił mechanicznych działających na kabel, a co za tym idzie mogące kompensować zmiany temperatury.
Wspomnianą kompensację temperatury zapewnia włókno umieszczone w luźnej tubie. Ważne jest by zagwarantować niski współczynnik tarcia na styku z kolejną warstwą konstrukcji kabla. Drugie włókno tymczasem pełni funkcję mierzenia odkształceń, aby najlepiej przenosić je na włókno – otaczająca go konstrukcja ma postać ścisłej tuby.

Rys. Propozycja budowy kabla sensorycznego z wykorzystaniem włókna w tubie ścisłej i w tubie luźnej.

Tak wyizolowany układ pomiarowy sugeruje również producent miernika DST.

Piotr Turowicz

Kategorie
Kontakt

Redakcja PIONIER News

Zapraszamy do kontaktu z redakcją PIONIER News. Wszelkie uwagi, propozycje, rozszerzenia artykułów i informacji zawartych w niniejszym newsletterze można uzyskać bezpośrednio pisząc na adres: news@pionier.net.pl.

Newsletter jest wydawany przez Biuro Konsorcjum PIONIER – Polski Internet Optyczny. Redakcja zastrzega sobie prawo dokonywania skrótów, korekty i edycji nadesłanych materiałów. Kopiowanie i rozpowszechnianie redakcyjnych materiałów bez zgody wydawcy jest zabronione.

 

 

Zapraszamy do kontaktu z redakcją PIONIER News. Wszelkie uwagi, propozycje, rozszerzenia artykułów i informacji zawartych w niniejszym newsletterze można uzyskać bezpośrednio pisząc na adres: news@pionier.net.pl.

 

 

 

 

 
Kategorie
#Ludzie: W agendzie Prezydium

Wybory Prezydium Rady Konsorcjum PIONIER

W trakcie posiedzenia dr inż. Maciej Stroiński przedstawił kluczowe dla funkcjonowania ekosystemu PIONIER/MANy działania i aktywności RKP podejmowane w mijającej kadencji Prezydium, w którym pełnił funkcję Przewodniczącego.

 

 

W Prezydium mijającej kadencji zasiadali także i wspierali działania Rady Konsorcjum PIONIER:
• prof. dr hab. inż. Roman Wyrzykowski (Politechnika Częstochowska), na stanowisku I Wiceprzewodniczącego,
• dr hab. inż. Robert Suszyński, Profesor PK (Politechnika Koszalińska), na stanowisku II Wiceprzewodniczącego,
• inż. Cezary Citko (Politechnika Białostocka), na stanowisku Sekretarza.

 

 

Uczestnicy posiedzenia Rady Konsorcjum PIONIER podziękowali ustępującemu Prezydium za wieloletnią pracę na rzecz całego Konsorcjum PIONIER, tworzącego od lat ekosystem PIONIER/MANy. Posiedzenie Rady było również dobrym momentem na specjalne podziękowania skierowane do dr. inż. Macieja Stroińskiego.

Dr inż. Maciej Stroiński – budowniczy sieci PIONIER – był przez 20 lat (od początku powołania Konsorcjum PIONIER) I  Wiceprzewodniczącym, a w ostatniej 2-letniej kadencji Przewodniczącym Rady Konsorcjum PIONIER. Jako pierwszy słowa podziękowania, w kierunku ustępującego Przewodniczącego Rady Konsorcjum PIONIER, skierował Pełnomocnik Dyrektora ds. PCSS mgr inż. Robert Pękal, który przy tej okazji przekazał podziękowania od Dyrektor IChB PAN dr hab. Luizy Handschuh, prof. ICHB PAN „za pełną oddania realizację misji reprezentowania ICHB PAN na forum Rady Konsorcjum PIONIER”. Do podziękowań dołączyli się także członkowie Rady Konsorcjum PIONIER, m.in. przedstawiciel z MAN Szczecin dr inż. Krzysztof Bogusławski, który, korzystając z okazji, odczytał list od Rektora Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie prof. dr. hab. inż. Arkadiusza Termana z wyrazami głębokiej wdzięczności za lata zaangażowania, profesjonalizmu oraz oddania wspólnym celom. Można było usłyszeć m.in. słowa: „Pańska droga zawodowa była niczym rejs dostojnego żaglowca przez szerokie morza wyzwań i możliwości. Dzięki wiedzy, odwadze w podejmowaniu decyzji oraz umiejętności wyznaczania właściwego kursu nasza wspólna wyprawa nabierała tempa i pewności, nawet gdy na horyzoncie pojawiały się niesprzyjające wiatry”. Podkreślając jednocześnie szczególne uznanie za wkład w rozwój sieci PIONIER – „przedsięwzięcia, które niczym nowoczesna flota połączyło porty wiedzy i ośrodki naukowe w jedną, sprawnie funkcjonującą całość” – Rektor podkreślił, że praca dr. Stroińskiego „przyczyniła się do umocnienia fundamentów infrastruktury, która stała się istotnym elementem rozwoju Internetu w Polsce, otwierając nowe szlaki komunikacji, badań i współpracy międzynarodowej”. A dzięki „determinacji i wizji kolejne pokolenia badaczy, studentów oraz specjalistów mogą dziś bezpiecznie żeglować po cyfrowym oceanie informacji”. Dodając również, że pozostawia On po sobie „trwały ślad – wytyczony kurs, z którego będą korzystać następni kapitanowie, przejmujący ster okrętu o dumnej nazwie PIONIER”.

 

 

 

 

 

Najważniejszym punktem obrad były wybory nowego składu Prezydium Rady na lata 2026-2028. W głosowaniu tajnym członkowie Rady Konsorcjum PIONIER wyłonili skład Prezydium na najbliższe dwa lata.

 

 

W Prezydium Rady Konsorcjum PIONIER na lata 2026-2028 zasiedli:
• mgr inż. Artur Binczewski (ICHB PAN PCSS), na stanowisku Przewodniczącego,
• dr hab. inż. Robert Suszyński, prof. PK (Politechnia Koszalińska), na stanowisku I Wiceprzewodniczącego,
• dr inż. Piotr Szefliński (Politechnika Łódzka), na stanowisku II Wiceprzewodniczącego,
• mgr inż. Jarosław Skomiał (Uniwersytet Warszawski), na stanowisku Sekretarza.

 

Krzysztof Kołat

Kategorie
#Ludzie: Aktualności

Wiosenne szkolenia i konferencje