הסוכנות למחקרים בטחוניים מתקדמים החלה בפרוייקט אינטנסיבי לפיתוח רשת תמסורת ניידת אשר תתבסס על נקודות תקשורת ניידות באוויר ועל הקרקע
הסוכנות למחקרים ביטחוניים מתקדמים (DARPA) במשרד הביטחון האמריקאי מתכננת להפוך אבן נוספת בתמונת העולם הטכנולוגית שלנו, ולפתח תשתית תמסורת אלחוטית (Backhaul), שתהיה ניידת ותצעד בעקבות הלוחמים.
התמסורת האלחוטית היא באופן מסורתי מערך תקשורת נייח. היישום הנפוץ ביותר שלה הוא לקשר בין התאים הסלולריים לבין מרכז הרשת הניידת ולכן היא מתבססת על אנטנות מיקרוגל גדולות ותשתיות סטטיות המשרתות את שוק היעד לאורך עשרות שנים.
ב-DARPA הגיעו למסקנה שבמבנה הנוכחי שלה, מערכת התמסורת האלחוטית לא מאפשרת לכוחות הלוחמים לנצל את כל היתרונות הטכנולוגיים הטמונים בתקשורת הסלולרית. שכן אזורי הלחימה והפריסה של הצבא האמריקאי מצויים באתרים שבהם אין מערכות סלולריות אמינות, או באזורים שבהם פועלות רשתות סלולריות הנמצאות בשליטת גורמים שהם לא תמיד ידידותיים.
מראה כללי של מערכת אתרי השידור הניידים
צומת התקשורת האווירית ברשת החדשה
הצבא צועד עם התקשורת
הפתרון שהצבא האמריקאי מאמץ: הקמת רשת סלולרית צבאית פרטית, שתתקדם עם הכוחות ותגיע לכל מקום שבו הם פועלים. הרשת החדשה נועדה לספק מענה גם לצרכים מבצעיים חדשים, במיוחד יכולת העברת מידע המגיע בזמן-אמת ממטוסים ללא טייס ליחידות בשטח.
כדי להתמודד עם הצרכים הללו הכריזה DARPA בחודש פברואר 2012 על תוכנית “אתרי התקשורת הניידים” (Mobile Hotspots) לפיתוח תשתית תקשורת ניידת ובעלת יכולת שדרוג (Scalable) המבוססת על גלים מילימטריים. התשתית החדשה תקשר את היחידות בשטח עם מפקדות קדמיות, מרכזי פיקוד טקטיים, נכסים מודיעיניים ומידע המגיע ממקורות שונים, ועם תשתית התקשורת הקיימת באזור הלחימה או באזורים סמוכים.
בקיצור, אתרי השידור הניידים יעניקו ליחידות בשטח ביצועים של תשתיות Backaul מתקדמות, גם באזורים שבהם אין תשתיות כאלה. מנהל התוכנית ב-DARPA, דיק רידג’וויי, הסביר בהודעה של הסוכנות שאומנם קיימות בשוק המסחרי תת-מערכות לתקשורת בגלים מילימטריים הניתנות ליישום בפרוייקט החדש, אולם הן לא נותנות מענה הולם לאתגר הטכנולוגי של התוכנית, בהתחשב בתנאי השטח המורכבים שבהן היחידות פועלות.
טכנולוגיות חדשות
“אתרי התקשורת הניידים דורשים פיתוח אנטנות מסוג חדש, מגברים יעילים יותר לתדרים מילימטריים ותהליכי הקמת רשת דינמיים שיאפשרו הפעלת הרשת במהירות ושמירה על איכות התקשורת. אנחנו צופים שהרשת תשתמש בפרוטוקולי תקשורת מסחריים כמו Wi-Fi, WiMAX או LTE כדי להדגים את הקיבולת הגבוהה של התשתית, אולם תשתית התמסורת רחבת הפס שנפתח תפעל בתאימות מלאה גם מול הפרוטוקולים ותדרי הרדיו המבצעיים האחרים המצויים בשימוש הצבא”.
התוכנית חוזה שילוב של אלמנטים אוויריים, ניידים ונייחים, רובם מהווים חלק אורגני מהיחידה הנפרסת, המספקת תשתית ברוחב פס של ג’יגהביט לשנייה ותקשורת אל מרכזיות התקשורת המעופפות של הצבא.
במסגרת התוכנית יפותחו טכנולוגיות חדשות לאיתור, מעקב והרכשת תקשורת (Pointing, Acquisition and Tracking) בגלים מילימטריים, המאפשרות לשמר תקשורת עם אתרי התקשורת הניידים עם פלטפורמות ניידות אחרות, כמו למשל מל”טים.
מפיתוח להדגמה
במקביל, תפותח טכנולוגיית מגברים מסוג חדש, שיהיו מסוגלים לספק את הביצועים הדרושים במגבלות גודל, משקל והספק המאפיינים מערכות ניידות. הפיתוחים האחרונים בטכנולוגיות מילימטריות בשוק האזרחי לצד פיתוח מגברי הספק לגלים מילימטריים המבוססים על גאליום ניטריד (Gallium Nitride) מספקים יכולת להשיג תקשורת ברוחב פס של 1Gb/s לטווחים של כ-40 ק”מ. המערכת תתבסס על פס התדרים החדש E-Band הפועל בתדרי 71GHz-86GHz.
לאחר פיתוח טכנולוגיות האיתור והעקיבה יתחיל שלב ההדגמה, שבו תיבדק יכולת המערכת להקים במהירות רשת תמסורת ניידת מבוססת איתרנט המקשרת בין לפחות 5 נקודות קצה שחלקן ניידות (מטוסים ומל”טים). הרשת תכיל את מרכיבי הרשתות המסחריות (Wi-Fi, LTE ו-WiMAX) ולפחות קישור איתרנט אחד ברוחב פס של 1Gb/s. תשתית האיתרנט תאפשר לקשר בין לפחות שני אתרי שידור ניידים ליצירת נקודת תקשורת אווירית או קרקעית הכוללת לפחות ארבעה קישורים דו-כיווניים.
תחנת-בסיס מעופפת
בשלב השלישי של התוכנית, תיבדק היכולת של הרשת להעביר מידע מלא מקצה לקצה, ויכולת תמיכה בפונקציות PAT לטווחים של יותר מ-100 ק”מ. במקביל, תידרש הרשת להפגין יכולת הקמת תקשורת הכוללת לפחות 20 מטעדים ניידים (Pods) שכל אחד מהם כולל שני משדרים ושני מקלטים.
מדובר במאמץ טכנולוגי וארגוני אינטנסיבי במיוחד. ב-DARPA הוחלט שהתהליך צריך להסתיים בתוך 13 חודשים בלבד. זו אחת מהסיבות שמשרד הביטחון האמריקאי כבר בחר במל”ט שישמש כפלטפורמת ההדגמה המעופפת של התוכנית. זה יהיה RQ-7 Shadow של חברת AAI ממרילנד.
הוא יישא שני מטעדים תחת כנפיו, שכל אחד מהם תומך לפחות בשני לינקים מילימטריים דו-כיווניים ובתקשורת Wi-Fi, WiMAX או LTE. הצבא יספק למשתתפי התוכנית את הפוד המתאים. היעד הוא להגיע למטעד במשקל של עד 25 פאונד ובעל הספק פעולה של פחות מ-200W.
מל”ט ישמש כפלטפורמת ההדגמה המעופפת של התוכנית
האם ישראל תשתתף בתוכנית?
מעניין לציין שלאחרונה נרשמה חברת Siklu הישראלית כחברה המעוניינת להשתתף בתוכנית. החברה הוקמה בשנת 2008 על-ידי קבוצה של מנהלים ויזמים יוצאי תעשיית התקשורת הישראלית. בהם נשיא ויו”ר החברה איציק קירשנבאום, שהיה מנהל הפיתוח של אינטל בתחום ה-WiMAX, והטכנולוג הראשי יגאל לייבה שהיה אחראי על פיתוח שבב ה-mobile-WiMAX הראשון של Runcom.
החברה מתמחה בפיתוח פתרונות תקשורת בפס התדרים E-Band עבור רשתות סלולריות. להערכתה, תשתית אלחוטית המבוססת על Wireless Ethernet מספקת לחברות התקשורת את מסלול השדרוג הנוח ביותר של רשתות הדור הבא, שכן הוא נוח לניהול ואינו סובל מהחסרונות של כבלי נחושת וסיבים אופטיים: זמינות חלקית ועלות התקנה יקרה מאוד.
כך למשל, כבר היום רוחב הפס הפס לערוץ ברצועת E-Band הוא 250MHz, עם יכולת הרחבה תיאורטית של עד 5GHz. בסוף 2011 היא ביצעה בברלין ניסוי הדגמה להפעלת רשת איתרנט אלחוטית בשיתוף עם חברת EANTC שיצאה מאוניברסיטת ברלין. המוצר של Siklu שהשתתף בניסוי היה משדר/מקלט E-Band שפיתחה בשם EtherHaul, המבוסס על תכנון חדש לגמרי, כולל שבבי סיליקון ייעודיים למימוש קו התמסורת האלחוטי החדש.
