أجهزة «الراديو المعرَّف برمجياً" SDR: ثورة متواصلة في عالم الاتصالات العسكرية

فيما قد وُصِف بظروف معركة قتالية، اختبر الجنود الفنلنديون أواخر كانون الأول/ديسمبر من العام الفائت برنامج HDRWF عملانياً، باستخدام شبكة راديو ذات 15 عقدة تدعم ثلاث منصّات راديوية مختلفة من ثلاث شركات مختلفة. وقامت شركة «بيتيوم» Bittium الفنلندية بتزويد نظام «شبكة بروتوكول الإنترنت اللاسلكية التكتيكية» TAC WIN، في حين قدّمت شركة «ليوناردو» Leonardo راديو SDR الرباعي القنوات المركّب على عربة  SWave، فيما قدّمت «تاليس» Thales جهازها SYNAPS الجديد على هيئة منصّة SDR مركّبة على عربة. وقام الجميع باختبار قدرات الشكل الموجي لدعم القيادة والسيطرة، والإلمام بالوضع المحيط، والدفق الفيديوي و«الصوت عبر بروتوكول الإنترنت» VoIP. وأتاحَ لهم الاتصال خلال التحرُّك تجربة قدرات التشبيك الخاصة بالشكل الموجي لبرنامج HDRWF، مع بناءٍ وإصلاحٍ سريعَين للشبكة.

وأظهرت الشركات هذه النتائج كإثباتٍ على نضج هذا الشكل الموجي واستقراره لاستخدامٍ ميداني، حيث كانت التجربة الأولى له في شبكةٍ من هذا الحجم من قِبَل القوات الفنلندية في ظل مثل هذه الظروف المتطلّبة، ودلالة قوية على قدرته لتوفير اتصالاتٍ متوافقة تشغيلياً وخدمات ذات صلة في ما بين مختلف قوات التحالف في الميدان. وكانت هذه التمارين جزءاً من جهود القوات الدفاعية الفنلندية لاختبار تطبيق الشكل الموجي الوطني، فيما تولّت إيطاليا وفرنسا مهام إثبات التوافق التشغيلي للنظام.

وقال العقيد ايرو فالكولا Eero Valkola، رئيس الأركان المساعد G6 في الجيش الفنلندي: «دلّلت هذه التجربة الناجحة على أنّ الشكل الموجي ESSOR HDR في جزئه المهم يتجاوز التوقُّعات المحدّدة لأجهزة الراديو المعرَّفة برمجياً. واليوم وللمرّة الأولى بات ممكناً التحقُّق من خلال التجارب الميدانية أنّ أجهزة راديو من مختلف المُصنِّعين والدول يمكن أن تُشكِّل على نحو فعّال شبكة اتصالات بالبيانات وتتيح التوافق التشغيلي المطلوب أيضاً لتلبية احتياجات القوات البرّية. وإضافةً إلى ذلك، أثبتَ الشكل الموجي أنّه تماماً على قدر المواصفات المنوطة به».

واستُحدِثَ برنامج ESSOR تحت رعاية «وكالة الدفاع الأوروبية» EDA وكذلك برعاية حكومات كلٌّ من فنلندا وفرنسا وإيطاليا وبولندا وإسبانيا والسويد، في حين منحت «منظّمة التعاون للتسليح المشترك» Organisation Conjointe de Coopération en matière d’ARmement (OCCAR) العقد إلى شركة ESSOR، وهي تحالف مشروع مشترك يجمع بين Bittium، و«إندرا» Indra، و Leonardo، و«رادمور» Radmor، و«ساب» Saab و Thales.

أنتجت وتحقّقت المرحلة الأولى من البرنامج التي استُكمِلت في العام 2015 من صلاحية التعريف لهندسة الراديو المعرَّف برمجياً SDR، وهو ما جرى تركيبه وتأهيله على ست منصّات أوروبية مختلفة، وللشكل الموجي HDRWF. وتتفاوض هذه الأطراف حالياً على المرحلة الثانية من البرنامج الذي يستهدف إضافة مزيدٍ من القدرات.

نظام TAC WIN المستند إلى «الراديو المعرَّف برمجياً» SDR من شركة Bittium هو نظام تشبيك يعمل ببروتوكول الإنترنت IP ذي الحيِّز العريض، وقد صُمِّم للاستخدام العسكري والسلامة العامة على حدٍّ سواء وهو يؤمّن قدرات «الشبكة المتخصّصة النقّالة» MANET، وذلك يعني أنّ العُقَد الفردية يمكنها أن تنضم على نحو آمن وتُغادر الشبكة أوتوماتيكياً وتحتسب المسار الأكثر فعالية للرسائل من خلالها ووضع أولوياتها.

وشدّدت الشركة أيضاً على أنّ نظام TAC WIN متماثل مع البُنى التحتية التشبيكية القائمة الثابتة منها واللاسلكية، ويعمل أيضاً كموجِّه بروتوكول إنترنت IP تكتيكي يمكن أن يُشكِّل توصيلات بالبيانات عريضة الحيِّز سلكية ولاسلكية على حدٍّ سواء وربط مختلف أنواع المحطات الطرفية وأنظمة الاتصالات المتنوّعة، لتتشكّل في شبكة واحدة. وهو يستخدم ثلاثة أنواع من أجهزة الراديو يغطّي كلٌّ منها حيّزاً مختلفاً من التردُّدات، ما يتيح تشكيل مرن لطوبولوجيا تشبيكية مثالية.

تُعتبر SWave من شركة Leonardo عائلة أجهزة راديو معرَّفة برمجياً SDR عريقة توفّر عوامل من حيث الشكل للجنود والعربات فضلاً عن التطبيقات البحرية والأخرى الخاصة بالبُنى التحتية. ولذلك تُشغِّل مجموعة واسعة من الأشكال الموجية. أمّا الاشتقاق الرباعي القنوات الخاص بالعربات الذي استُخدِمَ في تجربة ESSOR الفنلندية، وهو SWave VQ1، فيمكنه أن يستضيف أربعة اتصالات نشطة في آن تغطّي حيِّز تردُّدات بين 2 ميغاهيرتز و 2 جيغاهيرتز بقوة 50 واط لكلّ قناة. وتدعم عائلة SWave «هندسة الاتصالات البرمجية» SCA لـ «نظام الراديو التكتيكي المشترك» JTRS فضلاً عن هندسة ESSOR وتُشغِّل الأشكال الموجية الحالية والناشئة والقديمة.

أمّا جهاز SYNAPS، الذي أُطلِقَ خلال «معرض يوروساتوري 2016» Eurosatory 2016 ، فهو عائلة SDR تكتيكية عريضة الحيِّز جديدة من شركة Thales تستهدف خصيصاً العمليات القتالية التعاونية، وتتيح لمختلف الفروع العسكرية، والحلفاء والشركاء في التحالف خوض القتال معاً. وتستند عائلة SYNAPS إلى نظام CONTACT المهيَّأ لتجهيز القوات الفرنسية المسلّحة بدءاً من العام 2019.

وصُمِّمت عائلة SYNAPS للاستخدام التراتبي بدءاً من دعم وحدات القوات الخاصة الصغيرة وصولاً إلى عمليات الانتشار على مستوى لواء حيث يتم وصل الوحدات المشاركة على الأرض والطوّافات الداعمة لها إلى جانب المنصّات المحمولة جواً والأخرى البحرية، فضلاً عن منصّات الحلفاء والشركاء في حلف شمال الأطلسي «الناتو» NATO. وتُشدِّد Thales على المدى المُمدّد والتوصيلية الناتجَين من بروتوكولات الاتصالات المتقدّمة وأجهزة الراديو العالية الأداء.

وبكونها مصمّمة لضمان أمنٍ طرفي- طرفي من دون الحاجة إلى فكّ شيفرة الرسائل بين العُقَد، تنقل عائلة SYNAPS الصوت، و«تعقُّب القوات الصديقة» BFT وبيانات الإلمام بالوضع المحيط، وخدمة «الرسائل النصّية القصيرة» SMS، والصور الثابتة والفيديوية. كما أنّ سهولة الاستخدام هي أولوية، لذا فإنّ التخطيط للمهمة هو مؤتمت بالكامل، على حدّ قول الشركة، ما يحدّ من الحاجة إلى تدريبٍ إضافي أو عددٍ إضافي من الجنود المشغِّلين.

وتتألّف عائلة SYNAPS الحالية من ثلاثة أجهزة راديو مفعّلة على نحو أمثل، أولاً الجهاز المخصّص للعربات الأرضية، والآخر المحمول يدوياً والثالث للاستخدام المحمول جواً، وكذلك من مكتبة أشكال موجية، وجهاز Fastnet للتوافقية التشغيلية وأداة للتخطيط المؤتمت للمهمة.

راديو SYNAPS-V المخصص للعربات هو راديو معرَّف برمجياً ثنائي القنوات يعمل بتردُّدات عالية/فوق العالية V/UHF بقوة 50 واطاً مع فلاتر في الموقع متكاملة عالية الأداء للحدّ من التداخل بفعل أجهزة بث أخرى قريبة، وكذلك قدرة «التردُّد فوق العالي» UHF ذات الحيِّز العريض «دَخْل وحيد خَرْج متعدّد» SIMO لمدى متزايد.

أمّا SYNAPS-H فهو جهاز SDR العريض الحيِّز المحمول يدوياً للآمرين الراجلين. ويمكن لجهاز V/UHF الخفيف الوزن هذا أن يتقبّل وحدة إضافية من شأنها أن توفّر قدرات إضافية على غرار «الاستخبار والمراقبة والاستطلاع» ISR أو «الاتصالات الساتلية التكتيكية» TACSAT، على سبيل المثال، في حين بإمكان محطة بقوة 50 واط مقوّاة أن تُحوِّل SYNAPS-H إلى جهاز أكثر قوة في العربات الخفيفة.

يستهدف SYNAPS-A جميع أنواع الطائرات، وهو جهاز SDR يدعم هندسة JTRS SCA ويصل ما بين «الدعم الجوّي القريب» Close Air Support (CAS) و«الهجوم القتالي القريب» Close Combat Attack (CCA) وطوّافات الجيش.

وتشتمل المكتبة التي تُدعَى SYNAPS-WAVE على مجموعة من الأشكال الموجية المتقدّمة التي تتيح توافقاً تشغيلياً بين حلف الأطلسي NATO والقوات المتحالفة. وتجدر الإشارة إلى أنّ الأشكال الموجية المناوِرة قد تمّ تطويرها لتزويد المستخدمين بقدرات قتالية تعاونية عبر شبكات ذات حيِّز عريض لتردُّدات VHF و UHF.

وتصف Thales راديو SYNAPS-X بكونه منصّة حوسبة صغيرة صُمِّمت لتأمين تركيبة Fastnet VHF في عربة مع قدرة SYNAPS من دون الحاجة إلى إعادة التجهيز. وتُدعَى أداة تخطيط المهمة SYNAPS-EASY وهي تُولِّد خطط تردُّدات، ومفاتيح، وخطة إرساء عناوين بروتوكول إنترنت IP وإنشاء جهات تحظى بالاهتمام بالنسبة إلى أجهزة راديو SYNAPS، وجميعها تستند إلى الأمر القتالي ومتطلّبات تبادل معلومات من دون الحاجة إلى خبراء مختصّين أو جنود إضافيين.

خطت شركة «هاريس» Harris خطوة أخرى إلى الأمام في حملتها لإمداد الجنود بقدرات اتصالات ساتلية satcom آمنة في أجهزة الراديو التكتيكية لديهم، حيث أعلنت في تشرين الثاني/نوفمبر الماضي أنّ جهازها المحمول على الظهر Falcon III قد حاز على المصادقة من «الفئة الأولى» Type 1 من «وكالة الأمن القومي» NSA لاتصالاتٍ آمنة بالصوت والبيانات باستخدام الشكل الموجي للاتصالات الساتلية بالحيِّز الضيق لـ «نظام المُستخدِم الموضوعي النقّال» MUOS.

ومع هذه المصادقة، بات بإمكان أكثر من 30,000 جهاز راديو AN/PRC-117G Falcon III ممكَّنة بنظام MUOS أن تحظى بتحديثٍ برمجي وطواقم الهوائي وجهاز تعدُّد الإرسال diplexer التي تُمكِّن المستخدمين من اغتنام توصيلية أجهزة الراديو خلال التحرُّك إلى أقصى حدّ.

وتلا ذلك إضافة عضو جديد إلى عائلة Falcon III في حزيران/يونيو الفائت حينما أطلقت Harris جهاز «الراديو الشخصي الآمن» SPR المتقدّم ذا الحيِّز العريض RF-7850S الذي يوفّر طاقة أكثر وشكلاً موجياً أكبر ومرونة طيف أفضل من جهاز الراديو السابق الخاص بالرهط RF-7800 SPR. ويوفّر RF-7850S الجديد للجنود على مستوى الرهط والحضيرة والفصيلة اتصالات تشبيكية آمنة بالصوت والبيانات وإلماماً بالوضع المحيط بما تصفه Harris كمنصّة خفيفة الوزن وسهلة الاستخدام.

وفي صميم قدرة الراديو هذا، هناك «الشكل الموجي التشبيكي للولوج المتعدّد المُقسِّم للوقت للجندي» S-TNW من Harris الذي يدعم الاتصالات بالحيِّز العريض وبالحيِّز الضيق على حدٍّ سواء ويُلاقي الاحتياجات الخاصة للعمليات على مستوى جندي مع القدرة على تشكيل مجموعات تحادث عديدة، وإدارة تشبيكٍ متداخل خاص وترحيلٍ متعدّد القفز الترددي، على حدّ قول الشركة.

ويأتي هذا الراديو مع وصلة بينية للمستخدم تستند إلى «الوب» يمكن تشغيلها على أي كمبيوتر لوحي، أو حضني، أو هاتف ذكي – يُشار إليها بالأجهزة الطرفية – إضافةً إلى جهاز تلقِّي «نظام تحديد الموقع العالمي» GPS مبيّت وبرمجيات «متعقِّب Harris للقوة البرّية» GFT لمسح مواقع القوات الصديقة على الشبكة.

وتُشدِّد Harris على أنّ الطبيعة المعرَّفة برمجياً لهذا الراديو تضمن التوافق التشغيلي مع الأنظمة القديمة والأخرى المستقبلية عبر تحديثاتٍ تشمل البرمجيات فحسب.

وفي مطلع هذا العام، أعلنت الشركة المنافسة «جنرال دينامكس ميشين سيستمز» General Dynamics Mission Systems عن اختباراتٍ ناجحة أجرتها على جهازها الراديو المحمول على الظهر AN/PRC-155 لإرساء اتصالٍ في ما بين جنود الجيش الأميركي المنتشرين في منطقة المحيط الهادئ مع تشبيك نظام MUOS، حيث قام المستخدمون على جزر هاواي وحولها على متن زوارق للجيش الأميركي ومواقع على الشاطئ بالتحادث وتبادل البيانات.

وتلا ذلك اختبارات على راديو AN/PRC-155 مع نظام MUOS في ظل استخدام «الشكل الموجي لراديو الجندي» SRW والشكل الموجي لـ «نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي القناة» SINCGARS.

في المقابل، يمكن لأجهزة SDR الحديثة كتلك الواردة أعلاه أن تُشكِّل شبكاتها المحلية الخاصة، حيث لا حاجة للمدى الأبعد والوصول الأوسع واعتمادها على البُنية التحتية، وهذا ما غدا نقّالاً لصالح الجيش الأميركي عبر نظام «شبكة معلومات المحارب – التكتيكية» WIN-T. وخضعت اشتقاقات محسّنة من قدرات «الدفعة الثانية» Increment 2 من شبكة WIN-T للاختبار وكذلك عملية تقييم لدى منشآت الجيش في الولايات المتحدة خلال شهر تشرين الأول/أكتوبر 2016.

ومن خلال إدماجها في عربات أصغر حجماً وأخف وزناً – عربة «هامفي» Humvee أو MRAP بدلاً من «عائلة العربات التكتيكية المتوسطة» FMTV ذات الأطنان الخمسة – تتّسِم عربتا نظامَي «عقدة الاتصالات التكتيكية – الخفيفة» TCN-L و«مركز عمليات وأمن الشبكة-الخفيفة» NOSC-L ببصمة منخفضة جداً وقدرات محسَّنة للحملات العسكرية، بحسب شركة General Dynamics Mission Systems، وهذا يعني أنّ بالإمكان دحرجتهما إلى داخل أو إلى خارج طائرة النقل C-130 Hercules، أو حملهما كحمولة متدلّية تحت بدن طوّافة CH-47 Chinook.

وبحسب بيل وايس Bill Weiss، نائب رئيس ومدير عام وحدة أعمال الأنظمة الأرضية لدى شركة GD Mission Systems: «تُزوِّد هذه القدرات الجيش الأميركي بمقدرة تشبيك أكثر مرونة ووصول أبعد للحملات العسكرية. وإضافة إلى ذلك، فإنّ البصمة الأصغر تعني تخفيضاً في أكلاف الصيانة واللوجستيات، وهو أمرٌ مهم جداً في البيئة الحالية المحدودة الموارد».

وأعلنت شركة GD Mission Systems عن تسليمها أربعة أنظمة TCN-L ونظامَي NOSC-L وهي تتيح للجيش الأميركي أن يبدأ اختبارات وتقييمٍ أوّلي استعداداً لاختباراتٍ عملانية أكثر دقّةً لدى ميدان التقييم Army Network Integration Evaluation 17.2 هذا العام.

ودخلت شبكة المنطقة الواسعة التي تؤمّن خدمات صوت وبيانات، WIN-T، «الدفعة الثانية» Increment 2، مرحلة الإنتاج بالطاقة الكاملة في حزيران/يونيو العام 2015 وجرت مَيْدَنتها في سبعة مقّار رئيسية للأقسام العسكرية و 14 وحدة قتال بمستوى لواء، على حدّ قول الشركة.

في الميدان البحري، تواصل البحريات تحسين اتصالات «التردُّد العالي» HF لديها مع أجهزة راديو معرَّفة برمجياً جديدة. وتوفّر أنظمة HF مدى بعيداً وحتى اتصالات عالمية على معدّلات نقل بيانات معتدلة تستخدم الموجة السطحية والارتداد عن طبقة الأيونسفير، بما يضمن الاتصال حينما تكون الاتصالات الساتلية satcom غير متوافرة أو ضعيفة.

وقد كافأت البحرية الأميركية، على سبيل المثال، شركة GD Mission Systems بعقدٍ لإضافة قدرة «إرساء وصلة أوتوماتيكية من الجيل الثالث» 3D ALEلأجهزة الراديو التراكبي الرقمية AN/USC-61(C) (DMR) المعرَّفة برمجياً لدى هذا السلك، كما أعلنت الشركة في آب/أغسطس الماضي. وتُضاعِف إضافة قدرة 3G ALE من معدّلات إرسال وتلقّي «الراديو التراكبي الرقمي» DMR بنحو 24 بالمئة مع تخفيض البصمة الثابتة ومصادر الضجيج الأخرى التي لولاها لتراجعت جودة الاتصالات بالصوت.

وقال بول بارينت  Paul Parent، نائب رئيس شركة General Dynamics Mission Systems: «قدرة HF المحسَّنة هذه تمنح البحّارة والقادة ميزة اتصالات مع موثوقية اتصالات محسَّنة وطاقة بيانات أعلى، خصوصاً عند عدم توافر شبكات فيما يتعدّى خط النظر. ويوفّر الراديو التراكبي الرقمي DMR بديلاً أكثر فعالية للاتصالات الساتلية في مواقعٍ حيث تكون توصيلية الاتصالات الساتلية أو قدرتها محدودة أو معدومة.