מאת: גלעד ים, מוביליקום. ברשתות תקשורת ימיות למטרות אבטחה ותצפית, מקורו של מכפיל הכוח והסינרגיה הינו בחיבור ושיתוף מיידי בין מקורות התצפית והפיקוד בים באוויר ובחוף. על מנת להשיג סינרגיה זאת בצורה אפקטיבית, יש צורך במערכות תקשורת מתקדמות מסוג 4G Ad-Hoc Mesh לשיתוף והפצה של וידאו ומידע רחב-סרט בין כלל הגורמים בגזרה.
רשת תקשורת 4G Mesh מיידית, אינה דורשת פריסת תשתית או יחידת תקשורת מרכזית ונוצרת מאליה בצורה ישירה בין שתי יחידות או יותר. מהרגע שהרשת הוקמה, יכולים להצטרף אליה בצורה דינמית יחידות נוספות שיתקשרו ישירות ביניהם או דרך יחידות אחרות ברשת בטופולוגית Mesh.
ציור 1: מערכת תקשורת רשתית בין אסדת קידוח, כלי שיט וספינות תחזוקה
דוגמאות לשילוב תקשורת רשתית בסביבה ימית
רשתות תקשורת ימיות יכולות לשמש לתפעול אתרי קידוח נפט וגז, הגנה על נמלים או מתקנים ימיים כמו גם למשמר חופים על מנת לאפשר העברת תקשורת בין כל כלי השיט השונים כולל מסוקים אל מעבר לקו-האופק. במערכות ימיות אלו משולבות יחידות התקשורת בכלי השיט, במערכות עקיבה ותצפית במסוקים או בתחנות חוף, ומאפשרות שיתוף מידע וחוזי באיכות HD ובזמן אמת בין הכלים השונים.
צרכים ואתגרים
תקשורת מיידית, דו-כיוונית ורחבת סרט בין כלי-שיט, מסוקים, נקודות תצפית ותחנות חוף ללא צורך בתשתית תקשורת (תחנות בסיס או רשת מפעיל).
תקשורת IP מאובטחת ומוצפנת בין הכלים השונים בזמן אמת.
עבודה למרחקים ארוכים ותקשורת אל מעבר לקו-האופק, כמו גם בתנאים בהם אין קו-ראיה (NLOS) במקרים של הסתרות והפרעות בנמל.
ציוד אחיד שיעמוד בתנאי סביבה נוקשים ושיתאים להתקנה בכלים, מסוקים ותחנות חוף.
חיבוריות סטנדרטית לרשת חיצונית IP Gateway.
קבלת מידע על מיקום הכלים השונים תוך כדי תנועה.
ציור 2: מערכת תקשורת רשתית של משמר חופים בין כלי שיט, תחנות חוף ומסוקים
רשת תקשורת לתפעול אסדות קידוח
אסדות קידוח גז או נפט, הינם מתקנים מבודדים ואסטרטגיים, וכוללים צוותי עבודה שגרים ופועלים במתקן בלב-ים. מתקנים אלו יכולים לשלוט ולתקשר עם ספינות התפעול והתחזוקה שלהם, כמו גם אל מול כלים לא מאוישים, סירות הצלה ומסוקים.
על יחידות התקשורת לאפשר חיבור IP Gateway ללוויין כערוץ- Backhaul מהאסדה עצמה. אסדת הקידוח יכולה גם לקבל ערוץ וידאו ולשלוט בכלי-שיט לא מאויש במקרים של פגיעה בסביבה, אסונות אקולוגיים ובאזורים אסורים לשיט.
שימוש דומה לתקשורת מסוג זה ניתן ליישום גם עבור מתקנים נוספים בים כגון שדות תעופה אל מול קו החוף או איים מלאכותיים.
רשת תקשורת למשמר חופים
רשת תקשורת למשמר חופים מאפשרת שיתוף וידיאו HD וטלמטריה מכלי השיט לחוף בזמן אמת, כמו גם שיתוף תמונות מכ”מ ונתונים מתחנות החוף לספינות סיור או לכל כלי אחר בים ובאוויר. מסוקים מאפשרים תצפית אל מעבר לקו האופק ע”י תקשורת ממסר (Relay). תקשורת בתצורת Mesh מאפשרת יתירות וגמישות במקרה שתחנת חוף אחת יצאה מכלל שימוש ע”י המשך התקשורת ע”י כלים אחרים.
רשת תקשורת לתפעול והגנה על נמלים
תפעול ואבטחת נמלים מתאפשרים הודות למערכות תצפית הפרוסות ברחבי הנמל ומקושרות לתחנת חוף ולכלי שיט הנעים בקרבת הנמל כולל מידע חוזי ונתונים נוספים כגון מיקום מגוררות. המערכות משתפות וידאו באיכות HD כמו גם תמונות מכ”מ ותקשורת רחבת סרט. הערוץ החוזר בעל השהייה נמוכה, מאפשר שליטה במצלמות התצפית באופן מדויק.
יתרונות מערכות רשתיות מיידית 4G Mesh ימיות
חיבוריות מיידית בכל מקום – כל היחידות בים, בחוף או באוויר מתקשרות ישירות זו מול זו ללא צורך בתחנות בסיס או תשתית רשת חיצונית. ברגע שיחידה נמצאת בטווח קליטה של יחידה אחרת היא יכולה להתקשר אתה באופן מיידי לשתף וידאו, נתונים וקול. יכולת ממסר Relay הינה נדבך חשוב נוסף, במידה ויחידה אינה בקשר ישיר עם יחידה מרוחקת יותר. יכולות אלו מאפשרות פריצת דרך באופן שבו מנוהלת ונפרשת רשת התקשורת הימית.
רשת תקשורת IP רחבת סרט בזמן אמת
ערוץ תקשורת אמין ורחב סרט בסדר גודל של עשרות מגה-בייט לשנייה הינו קריטי למערכות אבטחה ותצפית כמו גם ערוץ מאובטח שמאפשר מעבר של וידאו באיכות גבוהה HD. שימוש בטכנולוגיות קידוד ותיקון שגיאות מתקדמות (4G FEC), משפר את ביצועי המערכת ומבטיח רציפות של ערוץ הווידאו. כמו כן קיימת חשיבות קריטית להשהייה מינימלית על מנת לאפשר יישומי זמן אמת Real-Time דו-כיווניים, כגון: בקרה מדויקת על כלים לא מאוישים.
עבודה למרחקים ארוכים ותוך כדי תנועה
כלי-שיט ומסוקים נעים במהירויות גבוהות ולמרחקים ארוכים מתחנות החוף או מאתרי הקידוח. לשם כך נדרשת יכולת תקשורת תוך כדי תנועה עם יכולות הגברה ותמיכה בטופולוגית ממסר (Relay) על מנת לאפשר תקשורת אל מעבר לקו-האופק. הסביבה הימית מציבה אתגר נוסף לציוד הקולט, גם כאשר הים שטוח אשר גורם להחזרים רבים (Multipath) וגם כאשר יש בים גלים הגורמים לתופעת ה-Multipath אם כי בעוצמות נמוכות יותר.
עבודה בסביבה ללא קו ראיה (NLOS) והתגברות על הפרעות
היחידות תומכות באפשרות לעבוד בתנאים בהם אין קו ראיה NLOS, כגון הסתרות והפרעות של מבנים וספינות בנמל. על המערכות אף להתגבר על תופעת ה-Multipath הנובעת מהחזרים של אותות השידור מספינות ומבנים בקרבת הנמל.
ציוד אחיד ומוקשח
על כל יחידת תקשורת לעמוד בתנאי סביבה נוקשים ולהיות קלה להתקנה בספינות וכלים לא מאוישים כמו גם במסוקים ותחנות חוף. על היחידות להיות מוקשחות ולעמוד בתנאי רעידות, הלם ואטימות למים וללחות.
חיבוריות IP לרשתות חיצוניות (Gateway)
כל יחידה מאפשרת חיבור יעיל וקל לרשת החיצונית ולשמש כ-Gateway. החיבור יכול להיעשות לרשת סלולרית ללוויין או קווית להתחבר לשו”ב הראשי או למפקדה. שימוש ממשק אתרנט בפרוטוקול IP סטנדרטי הינו חיוני ללא הגבלות על המערכות והיצרנים המשולבים בפתרון הכולל ומאפשר אי-תלות בפתרון לטווח ארוך.
סיכום
ברשת תקשורת ימיות למטרות אבטחה ותצפית, דרושה סינרגיה בחיבור ושיתוף מיידיים בין מקורות התצפית והפיקוד בחוף, בים ובאוויר. מערכות תקשורת מידיות מסוג 4G Ad-Hoc Mesh מאפשרות חיבוריות מלאה בין כל יחידות המערכת בים, באוויר וביבשה ואינה דורשת פריסת תשתית או יחידת תקשורת מרכזית. הן מאפשרות תקשורת אמינה ורחבת סרט ופותחת אפשרויות הפעלה חדשות ושילוב אפליקציות רבות ומגוונות בתחומים האזרחיים והביטחוניים של הגנת נמלים, משמר חופים ואבטחת מתקנים אסטרטגיים בלב-ים.
גלעד ים, BSc.EE MBA הינו ראש תחום שיווק וניהול מוצר במוביליקום בע”מ.
