המרחב הספקטראלי צר, והצרכים המתקיימים בו הינם מגוונים. מערכות צבאיות, אזרחיות ומסחריות נדרשות לחיות אלו לצד אלו מבלי לגרום להפרעות אחת לשנייה. “קיים צורך לוודא שמערכת אחת אינה מפריעה או “פולשת” למרחב הספקטראלי של מערכת אחרת”, מספר ד”ר ריימונד שן, מנהל תחום פיתוח פתרונות לתחומי האיירוספייס, בטחון וממשלה בחברת Keysight Technologies
“המטרה של הדור החמישי 5G היא לבוא ולאחד טכנולוגיות רבות תחת אותה פלטפורמה טכנולוגית ובתחומי תדרים דומים”, כך אמר ד”ר ריימונד שן, קיסייט. “באותם תחומי תדר אנחנו נראה מגוון רחב של שימושים אזרחיים-מסחריים – כול תחום הטלפוניה החכמה, תחום ה-IoT שיחבר לרשת מיליארדים של חפיצים ורכיבים, מכוניות חכמות, רשתות Wi-Fi, שידורי טלוויזיה, מערכות טלמטריה, ועוד אינספור שימושים. אבל כאן זה לא נגמר, כי על אותו ספקטרום אנחנו גם נראה שילוב של מערכות צבאיות, שירותי חילוץ הצלה ומשטרה, מערכות ממשלתיות אחרות, תקשורת לוויינים, וסוגים של מערכות אזרחיות נוספות – דוגמת: מכ”מים של אניות או כלי טיס אזרחיים. המציאות הזו מזמנת אתגר גדול – הצורך של כול המערכות הללו לעבוד בסינרגיה אחת לצד השנייה על אותו ספקטרום. זהו האתגר המוכר בשם Co-Existence”.
ד”ר שן ביקר בישראל לאחרונה כאורח באירוע COMCAS 2019, במסגרתו הוא תיאר את אתגרי הספקטרום בעולמות ה-Co-Existence, ואת הפתרונות הקיימים בשוק על מנת לסייע לגופים השונים להפעיל מערכות על גבי אותו ספקטרום של תדרים, וזאת מבלי לפגוע או להתנגש אחד בשני. שן משמש בתפקיד מנהל תחום פיתוח פתרונות לתחומי האיירוספייס, בטחון וממשלה בחברת Keysight Technologies.
הצורך להתמודד עם האתגר של Co-Existence קיבל ביטוי ודוגמא ממש לאחרונה כאשר גוף מחקר של משרד ההגנה האמריקאי – The Defense Advanced Research Projects Agency – קיים כנס תחת הכותרת “Spectrum Collaboration Challenge” יחד עם גורמי תעשייה מסחרית-אזרחית. השאלה המרכזית שנידונה בכנס הייתה כיצד יוכלו גורמי צבא והחברות המסחריות לקבוע סט של כללים וחוקים שיסייעו להם להשתמש בספקטרום בצורה יעילה ונכונה יותר. אחד האמצעים שנידונו היה שימוש בטכנולוגיות מבוססות AI שיאפשרו לבצע אופטימיזציה בזמן אמת של השימוש בתדרים.
ד”ר שן, האם אין די תדרים למכלול הצרכים?
“התשובה לכך היא לא. תחום התדרים דומה לכול משאב שקיים במחסור, והצורך לבצע סינכרון ותעדוף של תדרים נוצר מכך שמתקיים מצב בו הספקטרום הינו מוגבל. קיים צורך לוודא שמערכת אחת אינה מפריעה או “פולשת” למרחב הספקטראלי של מערכת אחרת. כי אם הדברים הללו מתרחשים – המשמעות היא יצירה של הפרעות אלקטרומגנטיות וחוסר יכולת של המערכות לפעול בצורה מיטבית, או לפעול בכלל. את החיכוך הזה יש צורך לצמצם, ולגרום לכך שגם אם מתקיים חיכוך אז שקיים מנגנון של תיעדוף וניהול שיאפשר לפתור את הבעיה במהירות האפשרית. בהיבט הזה אנחנו צריכים לקיים מצב בו המערכות השונות יעבדו בסינרגיה אחת עם השנייה”.
איך יכולות לעבוד יחד מערכות צבאיות ואזרחיות על גבי אותו תחום תדרים?
“זהו בהחלט אתגר משמעותי, שמחייב עבודה משותפת של כלל השחקנים בזירה – הן הרגולטור הממשלתי, גורמי הצבא והביטחון, והמפעילות המסחריות. כך לדוגמא, זה ברור שמערכת ראדאר צבאית תקבל עדיפות על פני מערכת תקשורת אזרחית-מסחרית. במידה וקיים חיכוך בין שתי מערכות כאלו זו תהיה האחריות של מערכת 5G אזרחית או לכבות את עצמה או לזוז מתחום התדרים של המערכת הצבאית ולפעול בטווח תדרים אלטרנטיבי.
המציאות הזו נכונה במיוחד למדינה צפופה וקטנה כמו ישראל. תא השטח הינו קטן, אתגרי ה-Co-Existence משמעותיים, וזה מחייב עוד יותר מאשר במדינות גדולות הרבה יותר לקיים יכולת תכנון של הספקטרום וניהול שלו. בפרט שישראל אינה רק מדינה צפופה ובעלת שטח גיאוגרפי קטן, היא גם מדינה מאוד טכנולוגית, וזה מחייב שיתוף פעולה בין כול הגורמים כדי לקיים לכלל המערכות והצרכים לחיות יחד באותו תחום תדרים”.
מיהם אותם גורמים המנהלים את התחום הספקטראלי?
“אנחנו מדברים על גופי רגולציה ממשלתיים – דוגמת משרד התקשורת בישראל, או ה-FCC בארה”ב – שיש להם את האחריות הכוללת על תחום התדרים. אך לצידו של הרגולטור האזרחי קיים גם גוף ניהול ספקטרום צבאי, המשמש כסוג של רגולטור-על צבאי; וכמובן המפעילות של חברות הטלקום, חברות תקשורת, מפעילות לוויינים, שחייבות לדעת את ההשפעות ההדדיות בין המערכות כדי לספק שירות מיטבי ללקוחות שלהן.
בעולם האידיאלי אנחנו נרצה למדוד את האימפקט של מערכת אחת על השנייה, זאת כדי להיות מסוגלים למנוע את החיכוך ביניהן. לדוגמא – למדוד את המרחק של נתיב שייט ימי שספינות מפעילות בו מכ”מים, כדי לקבוע את המיקום בחוף של תחנות שידור base stations לרשת תקשורת מבוססת דור חמישי”.
אז מה עושים?
“התשובה לכך היא קודם כול מתכוננים. נדרש לייצר תשתית ארגונית וטכנולוגית שתאפשר לייצר פעולה של מערכות וצרכים שונים על גבי אותו ספקטרום צר, לייצר יכולות ניהול ופתרון של קונפליקטים אלקטרומגנטיים. בתחום הטכנולוגי, קיסייט מציעה מגוון של פתרונות המאפשרים לשמור על ניקיון ספקטראלי – Spectrum Clearance. מדובר על פתרונות לניטור וסיווג אותות המשודרים באוויר במטרה למנוע הפרעות הדדיות והפרעות בין טכנולוגיות שונות. מערכות כאלו – דוגמת משפחת מכשירי Keysight FieldFox – מאפשרות לבצע סריקה וניתוח של אותות RF בתא שטח מסוים.
עוד ברמה הטכנולוגית – ניתן לבצע סימולציה של המרחב הספקטראלי בתנאי מעבדה. אנחנו בעצם מדמים את הסיגנלים שמיוצרים בתא השטח, גם אלו הקיימים וגם אלו העתידיים, ולבחון את האימפקט שלהם – מה מידת החיכוך בין המערכות השונות, עוצמות הסיגנל, התדירויות, ועוד מדדים שיאפשרו לנו לקבוע מה מידת ה-Co-Existence המתקיימת באותו תא שטח ובין מערכות שונות.
לסיכום, תחום ה-Co-Existence מטרתו למנוע מצב של מלחמה על התדרים בין גופים שונים. הן בין גופים אזרחיים שונים, והן בין גופים אזרחיים וגורמי ממשלה וביטחון. הצרכים הינם מרובים, והמעבר בעתיד לדור החמישי רק יעצים את הצרכים לעומת תחום התדרים הקיים בפועל. זה מחייב היערכות ומחשבה על כך מראש, כבר היום, גם כאשר ההטמעה של רשתות דור חמישי עדיין נראית רחוקה בחלק מהמדינות.”
