A guerra centrada na rede está a multiplicar a necessidade de partilha de dados e vídeo, bem como de voz. A indústria está sob pressão crescente para fornecer comunicações que possam ser usadas e alimentadas no campo de batalha.
A mudança do sinal analógico para o digital teve um grande impacto nas capacidades e aplicações das comunicações militares no campo de batalha. Estas vão desde a extensão dos meios de comunicação até níveis táticos mais baixos, bem como a partilha de informações entre vários utilizadores em tempo real.
Tecnicamente, a diferença entre o analógico, o principal meio de comunicação, especialmente sem fio, e o digital, reflete a diferença entre os sinais. “Um sinal analógico contínuo parece uma onda senoidal, enquanto um sinal digital parece uma onda quadrada. No primeiro caso, a informação é representada como uma variável contínua. Digital é definido como armazenar ou registrar informações em código binário, utilizando os numerais 0 e 1 para demonstrar se o sinal está ausente ou presente.” Na verdade, não importa qual seja a entrada – voz, teclado, vídeo ou outros meios – o digital converte e transmite-o da mesma forma que “dados” codificados discretamente, que são então acessíveis a um único destinatário designado ou transferidos eletronicamente para vários destinatários. Além disso, é totalmente compatível com vários canais de transmissão e meios de armazenamento, incluindo RF sem fio, fibra óptica, barramentos de computador, e pode ser transparente entre eles. Essas propriedades proporcionaram ao usuário militar capacidades que oferecem benefícios no campo de batalha antes impossíveis.
Vantagens Digitais
O digital oferece uma série de características em relação ao analógico que são particularmente benéficas para ambientes e demandas de campo de batalha. Primeiro, oferece maior alcance com sinal mais claro e distorção mínima, mostrando maior imunidade a ruídos. Digital também permite que múltiplas estações se comuniquem simultaneamente e enviem e recebam voz, texto e outros dados. Isso permite que o digital forneça mais informações com mais rapidez para mais destinatários. Estes atributos são de particular valor para aplicações militares onde a ampla distribuição rápida de informações e a comunicação de relatórios e ordens podem ser críticas. Tirar ainda mais partido destas propriedades abre a possibilidade de interligar uma série de estações, permitindo a sua partilha quase contínua, muitas vezes referida como redes tácticas integradas (ITN).
Um estudo do Exército Francês de 2005 realizado pelo Centro de Doutrina e Educação de Comando intitulado, Dos elétrons e dos homens: novas tecnologias de informação e condução de operações, concluiu que “através da digitalização, os comandantes da companhia Stryker dos EUA alcançaram uma perspectiva de campo de batalha equivalente à de um comandante de batalhão não digital e as formações Stryker poderiam cobrir três vezes a área geográfica”. Além disso, libertou os comandantes de cada nível de diversas tarefas rotineiras, proporcionando-lhes ao mesmo tempo uma consciência situacional mais ampla e uma maior capacidade de coordenação, em parte porque tinham acesso a informações mais precisas.
Além dos aspectos operacionais, o digital oferece oportunidades de suporte e logística. Isso inclui a capacidade de desenvolver uma família de produtos de rádio baseados em uma arquitetura de plataforma comum. Esta abordagem “familiar” poderia facilitar a introdução de novos produtos utilizando software comprovado e configurações e procedimentos operacionais já familiares aos utilizadores finais. Juntamente com a compatibilidade do digital com as várias bandas de frequência, isso permite que rádios táticos, mesmo em nível de equipe, ofereçam linha de visada (LOS) e sem linha de visada (NLOS), incluindo SATCOM (comunicações por satélite) incorporado em um único conjunto. A importância da operação simples e direta para os sistemas de comunicações no campo de batalha nunca pode ser subestimada. Como explicou o Major Matthew Blumburg, oficial de sinalização do Exército dos EUA: “O equipamento de comunicação é muitas vezes complexo, não é fácil de operar e normalmente requer treinamento específico… Quando a nova tecnologia é problemática ou muito complexa, ela é rotineiramente deixada de lado ou não é usada em sua plenitude. potencial. Muitos soldados que deverão operar novos sistemas de comunicação não são comunicadores.”
Requisitos do campo de batalha
O subsecretário do Exército dos EUA, Gabriel Camarillo, durante a Reunião de Intercâmbio Técnico do Exército em 2022, explicou: “A mudança para operações de combate em grande escala depende de capacidades de manobra modernizadas, fogos de longo alcance, detecção profunda e uma rede segura e resiliente para transmitir dados críticos dados no campo de batalha.” Ele continuou: “Uma ameaça importante a considerar ao lidar com alertas de pares próximos é a sua capacidade de interromper as comunicações. Esta nova forma de comunicação teria de combater não só a perturbação, mas também a infiltração. Bill Seiss, diretor de gerenciamento de contas da L3Harris, compartilhou: “Os clientes militares estão exigindo conectividade por meio de múltiplos caminhos para uma única operadora ou dentro de um único dispositivo para garantir comunicações mesmo em ambientes contestados”. Conseguir isto significa não apenas vários canais, mas acesso a uma variedade de formas de onda em um único conjunto, uma capacidade possibilitada pela tecnologia digital.
Configurações de missão de rádio tático
O projeto de configurações de rádio tático é significativamente orientado pelo usuário final pretendido, bem como por sua função e finalidade. Tamanho, peso e potência são fatores em qualquer sistema, mas são particularmente importantes para aqueles empregados por soldados desmontados. Assim, os sistemas táticos de comunicações terrestres tornaram-se amplamente delineados como pessoais/portáteis, manpack e veiculares/baseados. As características físicas e o desempenho de cada um são orientados pelas considerações do aplicativo e do usuário. Felizmente, a digitalização e os avanços na microeletrónica permitiram o redimensionamento de conjuntos, ao mesmo tempo que acrescentavam capacidades. Tom Kirkland, vice-presidente da L3Harris, programas do Exército e SOCOM enfatizou que o foco da indústria é “reduzir o tamanho, peso e potência – custo (SWaP-C) e, ao mesmo tempo, melhorar a multiportadora e a multicapacidade”. Esses critérios assumem importância crescente na cenografia à medida que sua aplicação se aproxima da frente de batalha.
Rádios táticos pessoais/soldados
O rádio soldado/pessoal é usado por indivíduos principalmente para comunicação de alcance relativamente curto dentro da equipe, esquadrão ou pelotão. Minimizar o tamanho, o peso e o uso de energia são considerações importantes, pois baterias extras simplesmente representam a carga do soldado. Estas exigências de energia não devem ser negligenciadas, pois as baterias podem tornar-se uma grande preocupação. O rádio pessoal, como o Falcon III RF-7850S da L3Harris, o SquadNet da Thales e o rádio portátil bidirecional Motorola SRX 2200 P25 estão focados em “voz otimizada e relatórios de posição GPS garantidos de cada soldado”, além de oferecer um serviço baseado na web interface para dispositivo de ponta, tablet, laptop ou telefone. O objetivo principal desses rádios é facilitar a conscientização e coordenação mútua entre equipes. Sendo o usuário pretendido o soldado de infantaria médio ou outro soldado de combate, a simplicidade e a operação direta também são críticas.
Rádios táticos portáteis/líderes
Os dispositivos portáteis incorporam recursos multicanais em um pacote pequeno e leve, adequado para uso em pequenas unidades e equipes. Eles se concentram principalmente nos líderes de nível empresarial para garantir o contato com níveis de comando mais elevados e armas de apoio. A tecnologia portátil atual incorpora VHF, UHF e SATCOM em um único conjunto, enquanto anteriormente estes exigiam conjuntos de rádio separados. O portátil multicanal L3Harris AN/PRC-163, por exemplo, pesa apenas 1,25 kg (2,75 libras) com bateria, mas oferece até 20 horas de comunicações seguras. Apesar do pacote compacto, o PRC-163, um da família de rádios Falcon IV, oferece cinco capacidades de LOS e SATCOM de banda estreita, rede MANET de banda larga, vídeo ISR, GPS e alerta de ameaças baseado em sinal.
As capacidades do Falcon são evidentemente apreciadas pelos militares, uma vez que estão a ser utilizadas não só pelo Exército dos EUA, mas também foram selecionadas pelo Reino Unido, com o PRC-16 e o PRC-167 a serem adquiridos pelas Forças Britânicas. A série Falcon também é usada pelo Exército Australiano, com o rádio portátil multimissão e multibanda de canal único Falcon III AN/PRC-152, fornecendo aos soldados informações e comunicação seguras e em tempo real.
O Thales AN/PRC-148D IMBITR é outro dispositivo portátil amplamente utilizado. Com comprimento de 8,5 polegadas (215 mm) e peso de 2,26 lb (1,083 kg), é compacto e robusto com dois canais para comunicações simultâneas de banda estreita e banda larga, bem como comunicações táticas de comando e controle com segurança Tipo 1.
Outro dispositivo portátil é o Tough SDR da Bittium, que traz transferência de dados em banda larga e voz para tropas móveis em todo o campo de batalha. Oferece uma ampla faixa de frequências, 30-2500 MHz sem lacunas, em diversas bandas de frequência. Juntamente com opções flexíveis de configuração e redes de roteamento, são suportados até milhares de rádios em uma rede. As tropas podem se comunicar com segurança em banda estreita e banda larga de maneira flexível, usando a melhor forma de onda, considerando as condições e a missão.
Rádios táticos para veículos/manpack
Embora o rádio tático ‘manpack’ sugira que seu papel é na aplicação desmontada, a maioria dos rádios manpack atuais também podem ser montados em veículos ou usados em centros de comando. Normalmente, o rádio manpack é um rádio definido por software de dois canais, capaz de transmitir comunicações de voz, dados e vídeo. É o principal conjunto de rádio usado na empresa e em níveis de comando superiores, bem como o conjunto padrão em veículos táticos e de combate. Suas capacidades incluem comunicação em movimento, parado, linha de visão estacionária e além da linha de visão. Esses rádios são escaláveis e compatíveis com arquitetura de comunicação de software modular, permitem operações centradas na rede, operam multibanda e multimodo e fornecem comunicação tática confiável e segura. Os Manpacks são empregados em uma ampla variedade de funções de missão e no uso de uma ampla variedade de antenas e outros acessórios.
Os rádios L3Harris Falcon IV AN/PRC-167 Multi-channel Manpack, também conhecidos como sistema de rádio Tactical Communications Next Generation Manpack (STC NGMP) estão sendo adquiridos desde 2017 e colocados em campo pelo Exército dos EUA e SOCOM substituindo o PRC-117 multibanda rádios multimissão e rádio multibanda PRC-150.
SATCOM
Está sendo dada maior atenção à expansão das comunicações por satélite (SATCOM) para níveis táticos. Isto foi facilitado pela mudança para o formato digital, bem como pelo SDR, que permite que rádios táticos compatíveis com links de satélite sejam transportados e operados até o soldado da linha de frente. O digital leva ainda mais esses links de simplesmente voz para um meio de transferência de dados de alta velocidade e distância estendida, o que significa que arquivos de vídeo, texto, gráficos e dados podem ser compartilhados mesmo quase em tempo real. Para serem práticos para uso em empresas ou até mesmo em batalhões, os terminais devem ser compactos, mais fáceis de usar e capazes de manter uma conexão confiável, potencialmente mesmo durante o movimento. Ray Lindenmayer, diretor de Desenvolvimento de Negócios da L3Harris, compartilhou que “o conceito SATCOM-as-a-Service é o grande requisito que vemos surgir do Exército em 2023. Isso inclui a possibilidade de informações automáticas redirecionarem o tráfego para outros transportes operacionais”. Para facilitar isso, a L3Harris desenvolveu seu Transport Aggregation Gateway (TAG), fornecendo um gateway unificado que permite vários caminhos de transmissão através de redes de comunicação via satélite, celular – 3G, 4G e 5G – e linha de visão. O software TAG pode ser carregado em seus rádios definidos por software portáteis e manpack menores, como o AN/PRC-163 e -167. Como salienta um porta-voz da TS2 Space, uma empresa polaca de tecnologia de satélite: “A comunicação por satélite permite que até mesmo unidades avançadas acedam remotamente a dados atuais e precisos para utilização no planeamento e operações de missões”. Além disso, permite a recolha e partilha de informações em tempo real através de ligações de satélite, permitindo uma análise mais precisa e oportuna de grandes quantidades de dados e uma distribuição atempada de análises aos utilizadores finais afetados.
Redes Ad Hoc Móveis e Voz Sobre IP
A introdução generalizada do digital também abriu a oportunidade para a introdução de abordagens alternativas de comunicação que complementam as formas de onda existentes. Estes incluem a aplicação de IP de banda larga (Protocolo de Internet), MANET (redes móveis ad hoc) e o potencial do 5G. Cada um deles atende às necessidades do campo de batalha digital moderno com conectividade confiável, de alta velocidade e com baixo atraso para dados de banda larga. ta, voz e vídeo em movimento. Modulares, multibanda e multicanal, oferecem soluções centradas na rede para plataformas veiculares e aéreas, quartéis-generais e soldados desmontados. Oferecendo capacidade de rede sem precedentes em termos de taxas de dados, número de usuários e atraso mínimo, esta abordagem abre a possibilidade para rádios de unidades terrestres, marítimas e aéreas participarem de uma rede MANET única, contínua e escalável.
Para a Persistent Systems, desenvolvedora do MPU5 Smart Radio, o engenheiro de vendas sênior Robert Elloitt explicou: “As redes digitais (conforme fornecidas em seu sistema) permitem que os dados fluam por qualquer e melhor rota com menor resistência”. Uma rede tática organizada em torno do MPU5 e seu equivalente transportado por veículo GBRS estabelece uma rede na qual cada estação está continuamente conectada às outras. Eles não apenas trocam informações, incluindo localização, mas também transferem sinais, expandindo o escopo da rede.
A Bittium da Finlândia também oferece voz e mensagens com suas soluções baseadas em Tough Voice over IP (VoIP), projetadas e construídas especialmente para uso tático. As robustas unidades de roteamento de rede fornecem plataformas e conectividade para criar redes VoIP distribuídas que são resistentes ao combate e se adaptam rapidamente às mudanças na rede. A voz sobre IP também oferece uma solução para uma desvantagem associada ao digital – sua incompatibilidade com rádios/eletrônicos mais antigos.
Legado de rádio tático
O rádio tático digital oferece uma gama de capacidades anteriormente indisponíveis em sistemas de comunicação legados baseados em tecnologia analógica. Ainda assim, estes sistemas legados continuam a ser amplamente utilizados por muitas forças armadas em todo o mundo, incluindo a NATO e outros aliados, mas mesmo com unidades activas e de reserva dos Estados Unidos ou unidades da Guarda Nacional. A presença desses rádios legados, em grande parte carentes de capacidade para compartilhar dados digitais essenciais para a rede e outros atributos vitais para alcançar a suposta transformação do campo de batalha sugerida pelos defensores. Como observou o Major Blumenthal em exercícios de campo, “equipamento limitado equivale a eficácia limitada”. No terreno, onde os rádios digitais são em número limitado ou não estão disponíveis para unidades cooperantes, a eficiência do estabelecimento de uma rede táctica integrada (ITN) pode ser comprometida. A propagação dos rádios MANET pode exceder o seu LOS, reduzindo as possibilidades de malha e anulando o ganho operacional pretendido.
Isto é particularmente uma preocupação nas operações de coligação na brigada e abaixo, entre forças equipadas digitalmente e aquelas com sistemas legados. Este é especialmente o caso na Ásia-Pacífico, onde mesmo as forças terrestres modernizadas ainda empregam o legado VHF no nível tático. Isto não pretende sugerir que estes militares sejam complacentes. Na verdade, o MINDEF de Singapura está em processo de introdução de novas gerações de rádios para soldados com comunicações de voz e dados. Da mesma forma, a iniciativa Horizon do Exército Filipino vem adquirindo, por meio de Vendas Militares Estrangeiras (FMS), rádios portáteis, manpack e veiculares L3Harris Falcon III com entregas de 2017 a 2019. A Austrália tem caminhado em direção ao digital total em suas iniciativas Land 2072.
Problema de energia
Alimentar rádios é uma preocupação crítica, considerando que até 25% da carga de equipamento de 66-110 lb (30-50 kg) de um soldado moderno pode ser baterias (de acordo com estudos do Exército dos EUA, Reino Unido e Canadá). Reduzir o consumo de energia e maximizar o uso de componentes de baixo consumo de energia têm sido o foco. No entanto, de acordo com um estudo do Thales Group, o nível a que a procura de energia pode ser reduzida é limitado. Como resultado, está sendo dada atenção às fontes de energia recarregáveis de baixo perfil, incluindo as carregadas em campo.
Esses carregadores podem ser do tipo ‘mala’ portátil, como Bren-Tronics BTC70100 com capacidade de carga de oito a 12 ou carregador modular de 34 baterias compatível com Thales AV / DC. Eles exigem a colocação manual de baterias com energia retirada de um veículo, painel solar ou outras fontes externas.
Uma alternativa é a transferência de energia indutiva ou sem fio (WPT), ou carregamento sem fio que utiliza indução eletromagnética para fornecer eletricidade aos dispositivos. Neste caso não é necessário encaixar ou conectar o dispositivo ou bateria, pois pode simplesmente estar próximo ou em uma base indutiva da estação de carregamento. Os soldados montados e a infantaria mecanizada têm a vantagem potencial de poderem recorrer a uma fonte de energia fiável. Na verdade, FÉLIN (Soldado de infantaria dedo do péequipamento e Ligações InternoégrééEquipamento Integrado de Infantaria e Comunicações) projetado pela Safran Electronics and Defense como o sistema de combate de infantaria francês tinha disposições que integravam o FELIN de cada soldado ao veículo, incluindo energia.
Jeff Muhs, diretor de Desenvolvimento de Negócios da WiTricity, um desenvolvedor de WTP, explicou: “Protótipos de prova de conceito foram projetados e desenvolvidos para a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA). Eles transferem energia sem fio de coletes militares para dispositivos portáteis contidos nos bolsos dos coletes e foram demonstrados com sucesso. Outro projeto para o Exército dos EUA é a exploração da transferência de energia entre o encosto de um veículo e uma bateria de colete usada por um soldado, permitindo o carregamento enquanto está sentado em veículos.”
Conclusão
A procura de troca de informações no campo de batalha é vista como o factor mais crítico para o sucesso das operações militares. Onde as comunicações anteriormente se concentravam na ligação de voz, a troca de dados está a crescer rapidamente. A tecnologia digital tem o potencial de fornecer um fluxo contínuo de informações não apenas entre comandantes e soldados, mas de e para o hardware, possivelmente sem intervenção humana.
por Stephen W. Miller
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