מאת: Gilad Yam, Mobilicom. ברשתות תקשורת ימיות למטרות צבאיות, 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.
"טופולוגיית רשת Mesh"
דוגמאות לשילוב תקשורת רשתית בסביבה ימית צבאית
רשתות תקשורת ימיות צבאיות יכולות לשמש לתקשורת צי של ספינות (כגון אניית אם וספינות משמר בלב ים), למשמר חופים, כמו גם לתפעול כלי שיט בלתי מאוישים, ובכך לאפשר העברת תקשורת ומידע רחב סרט 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.
ציור 1: רשת תקשורת לצי ימי בין אניית אם וספינות משמר בלב ים
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 לצי ימי בין אניית אם וספינות משמר בלב ים
מערכת תקשורת לצי ימי בלב ים (ראה איור 1) מאפשרת לספינת אם לתקשר ולשלוט אל מול ספינות משמר נוספות, ספינות לא מאויישות, מסוקים וכלי-טיס לא מאויישים תוך כדי תנועה. התקשורת הינה רחבת סרט ומאפשרת וידאו ושיתוף נתונים בזמן אמת. תקשורת הענן Cloud Mesh מאפשרת תקשורת ישירה בין היחידות ומקנה יתירות במקרה שאחד מכלי השיט יוצא מהטווח באופן שתחנות אחרות מהוות ממסר (Relay) ליחידה מרוחקת.
רשת תקשורת
למשמר חופים
רשת תקשורת למשמר חופים (ראה איור 2) 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 לכלי שיט בלי מאוישים
תפעול כלי שיט בלתי מאויישים מתאפשר הודות למערכת תקשורת דו-כיוונית עם השהייה נמוכה, כאשר השליטה יכולה להתבצע מתחנות חוף או מכלי שיט אחרים תוך כדי תנועה. התקשורת כוללת העברת מידע חוזי ונתונים נוספים כגון מיקום הכלים. המערכות משתפות וידאו באיכות HD כאשר הערוץ החוזר המאופיין בהשהייה נמוכה, מאפשר שליטה בכלי השיט ובמצלמות התצפית באופן מדויק ובזמן אמת.
יתרונות מערכות רשתיות מיידית 4G Mesh ימיות צבאיות
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 (45G 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 צבאיות, 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 הצבאיים לתקשורת צי ימי בין אניית אם וספינות משמר בלב ים, למשמר חופים, כמו גם לתפעול כלי שייט בלתי מאוישים.
גלעד ים BSc.EE MBA
הינו ראש תחום שיווק וניהול מוצר במוביליקום בע”מ
