«

»

Авг 12 2015

SDR – революция

00249964Военная связь прошла долгий путь от гелиографов, флагов и дымовых сигналов. Прошлый век стал свидетелем феноменального взрыва в коммуникационных технологиях. Менее века тому назад, военные среди других методов связи полагались на голубей! Радиосвязь в корне изменила этот процесс, сейчас же, развитие продолжается еще быстрее с приходом цифровой эпохи. Ближайшая цель военных радиокоммуникаций – обеспечение улучшенной ситуационной осведомленности и повышения взаимодействия с командованием и управлением. Модным словом в течение ряда лет было «network-centricity», радиосвязь имеет решающее значение и для этой концепции. В 2012 году приблизительно 17 млрд. USD было потрачено в глобальном масштабе на новую военную радиосвязь.

Прежде чем рассматривать тенденции в современных технологиях систем радиосвязи, давайте посмотрим быстро на типы радиостанций, используемых в армиях.

VHF (УКВ/ОВЧ) радиостанции работают в диапазоне 30-100MHz, и редко используются в коммерческом секторе. Однако недостатком является то, что диапазон VHF ограничен прямой видимости (примерно в 8 км для стоящего солдата). Радиосвязь в диапазоне VHF предлагает вертикальный класс тактической радиосвязи с органам управления подразделением, но не обеспечивает горизонтальный класс – связь с членами отряда.
Этот ниша заполнена радиостанциями, работающими в диапазоне UHF (УКВ-СВЧ), которые, как правило, меньше и легче (часто их называют радиостанциями PRR – персональная радиосвязь). Эксплуатация таких радиостанций каждым солдатом подразделения значительно усилила тактику небольших отрядов в чрезвычайных ситуациях.
Тем не менее, роль основой тактической сети по-прежнему принадлежит ранцевым радиостанциям HF (КВ-ВЧ) диапазона. На самом деле, отмечается возрождение HF диапазона в течение последних боевых операций в Афганистане и Ираке, где спутниковая связь перегружалась или вообще прекращала работать. HF диапазон (2-30МГц) предполагает радиоконтакты за пределами зоны прямой видимости, за счет отражения сигналов от ионосферы. HF радиостанции обычно используются при пешем патрулировании, потому, что они стали легче и увеличили скорость передачи данных. Еще одним преимуществом является использование автоматической установки связи (ALE), это означает что средний солдат

AN/PRC-154

AN/PRC-154

без особых технических знаний, может полноценно эксплуатировать HF радиостанцию.

Радиостанция с программируемыми параметрами – что это такое?
Современные радиостанции могут передавать не только голосовые сообщения, но и обмениваться данными и изображениями с удивительной скоростью. В самом деле, радиостанция с программируемыми параметрами (SDR – software-defined radio) открывает новые горизонты возможностей в плане боевой радиостанции. Принцип SDR технологий – слияние компьютера и радиостанции. Радиостанции ранее имели набор встроенных функций, которые были ограничены оборудованием. Тем не менее, SDR используя несколько уровней программного обеспечения для выполнения различных задач, так же как и настольный компьютер может производить обработку текста, просмотр интернета и управление базами данных в зависимости от предпочтений пользователя.
Операционная система SDR, используемая в США называется коммуникационным программным обеспечением, с открытой архитектурой (SCA – Software Communications Architecture), и это позволяет SDR устройствам обмениваться информацией друг с другом. Шифрование сигналов является перепрограммируемым и гибким. Например, алгоритмы шифрования Single-Channel Ground and Airborne Radio System (SINCGARS) могут быть загружены на SDR радиостанцию, но если потребуется иная функция (например, комбинация голоса и данных), может быть загружена вместо этого. Таким образом, SDR предполагает огромную гибкость, основанную только на единой аппаратной платформе. Очень важной является возможность использования одной аппаратной платформой разных классов современной радиосвязи: Soldier Radio Waveform (SRW), Wideband Networking Waveform (WNW), Mobile User Objective System (MUOS), Tactical Targeting Network Technology (TTNT), и другие, которые будут разработаны в будущем. К примеру SRW обеспечивает подключение к сети, а WNW поддерживает дальнюю радиосвязь.

SDR преимущества

Ключевым преимуществом SDR является взаимодействие между средствами радиосвязи предыдущих поколений и современными системами. Это дорогое удовольствие – заменить весь ассортимент радиосвязи в вооруженных силах, поэтому важно, чтобы новые и старые системы могли работать совместимо, бок о бок. Радиостанции, применяемые в некоторых странах, могут даже принадлежать к эпохе войны во Вьетнаме. В свое время вооруженные силы США имели до 200 различных типов радио, ни одно из которых не было предназначено для взаимодействия друг с другом. Возможность для армии США, корпуса морской пехоты США и ВВС США легко и просто общаться, конечно же, желательна, и SDR предлагает такую ​​возможность. SDR адаптируется к спектру протоколов, так что могут взаимодействовать разные модели и сети. Это важно, поскольку военные все чаще работают в крупномасштабных и многосторонних операциях, таких как Международные силы содействия безопасности (ISAF – International Security Assistance Force) в Афганистане. Получение радиостанции для взаимодействия важно не только для военных и их союзников, но и для гражданских ведомств, таких как полиция или иные гражданские организации.

AN/PRC-117G

AN/PRC-117G

Интерфейс радиостанций также улучшается, то есть оператору не нужно быть техническим экспертом для использования радисвязи.

Новейшие технологии выполняют свои задачи автоматически, не требуя ввода данных пользователем. Например, радио может выступать в качестве ретрансляторов связи и создания беспроводных сетей передачи данных во время движения.
Еще одним преимуществом SDR является возможность получения многих возможностей функций и сервисов в одном компактном корпусе. Одна система теперь может сделать работу, для которой ранее потребовалось бы несколько радиостанций. Например, данные о пехотинцах, имеющих СДР и встроенные системы глобального позиционирования (GPS – Global Positioning Systems) могут транслироваться в сети, так что все пользователи могут знать, где они находятся. Такая система может даже контролировать жизненно важные параметры солдата и командира и другие не менее важные функции.

AN/PRC-117F

AN/PRC-117F

Срок службы военного радио, как правило, равен 15-20 годам, так что еще одно огромное преимущество SDR радиостанций в том, что модернизация может быть быстро реализована. Это продлевает жизненный цикл радиостанции, так как она может быть приспособлена к новым технологическим возможностям и сервисам просто через изменение программного обеспечения.

Сегодняшнему клиенту нужны маленькие, легкие и быстродействующие устройства, нужны большие мощности, но и в то же время взаимодействующие со старыми узкополосными системами. SDR использует встраиваемые компьютерных технологии, и опирается на достижения в области цифровой
обработки сигналов (DSP – digital signal processing), полу-программируемых вентильных матрицах (FGPA – field-programmable gate arrays), разработках программного обеспечения и генерации программного кода.
Сегодня, типичная батарея имеющая размеры 40 х 75 х 75 мм обеспечивает 8-10 часов работы радиостанции. Батареи радиостанций прогрессировали от никель-кадмиевых, через никель-металлогидридные к текущим литий-ионным.

AN/PRC-148

AN/PRC-148

Технология топливных элементов является еще одной областью, которые будут влиять на СДР, но это, вероятно, дело еще десяти лет.

Продукция

Значимым объектом SDR является радиостанция AN/PRC-154 (Rifleman Radio, продукция General Dynamics), благодаря которой пехотинцы в зоне боевых действий являются пользователями мобильной одноранговой сети (MANET – Mobile Ad Hoc Network). Системы и объекты этой сети автоматически конфигурируется, внутреннее подключение позволяет сигналам

ретранслировать от одного AN/PRC-154 к другому, до получения шлюза на спутник или интернет.

AN/PRC-148 – SDR портативная, тактическая радиостанция MBITR (Multiband Inter/Intra Team Radio) от Thales Communications наиболее широко используема в НАТО. В апреле этого года Thales Communications начала производство второго поколения MBITR2. Эта радиостанция одновременно объединяет два канала – широкополосный тактический интернет SRW и голосовую связь сетей с узкополосным каналом. Thales позиционирует MBITR2 как экономичный способ модернизации для AN/PRC-148.

Другой популярный продукт – AN/PRC-117G Falcon III от Harris Corporation, сертифицированный NSA Type 1. МО Австралии решило дополнить старые системы связи радиостанциями AN/PRC-117G , AN/PRC-117F, а также AN/PRC-150 © в ранцевой версии и AN/PRC-152 с адаптерами для установки в более чем 1000 единиц бронетехники. В последнее время эта страна получила AN/PRC-152 © Falcon III, многополосные портативные тактические радиостанции, с поддержкой системы SINCGARS, передачей голоса и данных, сообщений и имеют встроенные GPS-приемники.

AN/PRC-150

AN/PRC-150

Интересно, что различные «типы» войны предъявлять различные требования к радиосвязи. Фейсал Мунир, региональный директор по продажам от Harris Corporation, на выставке IDEAS в Карачи в прошлом году, в интервью для Defence Review Азии сказал: “Пакистан является важным рынком. Он имеет одну из крупнейших армий в мире, борющеюся с повстанцами, которые используют тактику небольших отрядов”.
Действительно, тактика пакистанские военных претерпела заметные изменения обусловленные действиями против повстанцев и исламских экстремистов, а не ожидаемой массивной бронированной конфронтация с Индией. На этой выставке, Harris Corporation было содействие трех продуктов: портативных радиостанций RF-7800H Falcon III, RF-7800-HH Falcon III и планшета повышенной прочности RF-3590, подходящих для операций против повстанцев.

AN/PRC-152 в адаптере

AN/PRC-152 в адаптере

Американские программы

Целевой программой армии США являются 581000 радиостанция SINCGARS, большинство из которых уже находятся в войсках. Они не являются SDR устройствами, но с таким количеством в эксплуатации, новым радиостанциям SDR, необходимо взаимодействовать с ними. Более 300 000 были приобретены уже после 9/11 (отказа от программы JTRS), то есть они все еще относительно новы. Текущей модель SINCGARS производимая ITT Exelis, с отличающемся включением мода JTRS Enhanced Multiband (JEM), компании Thales.

SDR считаются зрелой технологией и, хотя эта концепция была впервые использована в Digital Modular Radio (General Dynamics) в 1998 году, в последние несколько лет почти в каждой новой модели радиостанции были представлены включения некоторых форм технологии SDR, которая перешла от основных перспективных технологий к развитию более эффективных сигналов и систем, что должно привести к сокращению расходов и большей доступности. Коммерческий сектор не использовал SDR, поскольку он предпочитает большее разнообразие платформ.

Планшет RF-3590

Планшет RF-3590

В США Joint Tactical Radio System (JTRS) должны были установить ориентир в универсальных коммуникациях. Тем не менее, армия США отменила контракт с компанией Боинг в реализации программы JTRS Ground Mobile Radio (GMR) в октябре 2011 года после того, как потрачены миллиарды долларов. Основной проблемой было то, что JTRS стала громоздкой и малодоступной из-за ее сложности и чрезмерной амбицозности. Таким образом, была удалена система JTRS в пользу нахождения имеющихся в продаже продукции более низкой стоимости, меньших размеров, легкого веса и пониженного энергопотребления.

JTRS и ее GMR компонент были реорганизованы в рамках Joint Tactical Networking Center (JTNC), организации отвечающую за развитие SDR технологий среди американских военных. General Dynamics является генеральным подрядчиком в производстве семейства радиостанций HMS, включающих портативную AN/PRC-154 и двухканальную ранцевую AN/PRC-155. Армия также будет ориентироваться на Mid-Tier Networking Vehicular Radio (MNVR), для замены GMR и расширения связи с уровня

AN/PRC-155

AN/PRC-155

бригады/батальона до рот/взводов. Это складывается как жесткая конкуренция между General Dynamics, ITT Exelis, Harris, Raytheon и BAE Systems (с его семейсвом Phoenix), с запроса предложений, опубликованного 28 августа 2012 года.

Будущие направления

Какое будущее для радио? С развитием технологий совершенствующиеся устройства становятся все меньше, SDR могут быть встроены в устройства на запястье или в нашлемный дисплей. Исследователи изучают, как устройства могут быть связаны друг с другом на поле боя, так что люди могли получить доступ и извлечь полезные данные. Будущие сети смогут отображать в режиме реального времени, где дружественные и где враждебные силы, и другие ситуационные возможности. Другой вектор потенциального использования может быть у топографических агентов ядерного, биологического и химического контроля (NBC), или регистрирующие наличие артиллерийских ударов и бомбардировки с воздуха.

Следующим шагом после SDR будет радиостанция с «умным» компьютерным управлением, которая автоматически устанавливает связь в реальном времени. Это называется когнитивная радиостанция, опирающиеся даже в большей степени на компьютеры. Когнитивные радиостанции имеют встроенные системы интеллекта для автоматического мониторинга окружающей среды для таких функций, как физическое вмешательство или радиоэлектронное подавления, а также принимать решения о лучшем способе эксплуатации. Также могут выбирать менее загруженные участки диапазона, зарегистрированных в одноранговой сети. Тем не менее, такая технология, вероятно, будет использоваться в коммерческой продукции, прежде чем она сделает свой ​​путь на военную сцену. Другая проблема когнитивного радио в выборе приоритетов сообщений, чтобы наиболее актуальные может быть переданы быстро, а менее важные ждали своей очереди.

Интересным направлением американской исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) в Райт-Паттерсон Air Force Base, штат Огайо исследование коммуникации через инфракрасный лазер с тем, чтобы уклониться от вражеского перехвата информации.
Небольшие стационарные системы были использованы на авиабазе Баграм, начиная с середины 2000-х годов, и ITT Exelis развивает систему связи корабль-берег для ВМФ с дальностью в 19 км. Такая система будет почти полным кругом коммуникации, начатым гелиографами!

00249964

Lira_banner1_002