John McHale, M&A
לאחרונה מתכננים של תחנות בקרה עבור כלים בלתי מאוישים משתמשים בעיקר במוצרים משובצים רכיבי מדף (COTS), אבל מעולם לא הייתה ארכיטקטורה משותפת שפותחה עבור כל תחנות הבקרה הקרקעיות של מטוסים ללא טייס (מל”טים). עם זאת, מתכננים בצבא ארה”ב דוחפים לכיוון ארכיטקטורה משותפת של מקטע בקרה, שדורשת שכל המל”טים יפעלו על בסיס מערך יחיד של תקנים, חומרה ותוכנה, כדי לחסוך בעלויות.
כלים בלתי מאוישים מקבלים חלק נכבד מתקציב מחלקת ההגנה של ארה”ב, ה-(DOD). מל”טים זולים יותר ממטוסים מאוישים במונחי חומרה והדרכה, ויכולים לבצע כמעט את כל המשימות שהאחרונים יכולים לבצע.
דבורים מעופפים אלה מחסלים את לוחמי האויב באמצעות טילים ופצצות, אבל הכלי בעל הערך הרב ביותר הוא המודיעין הטקטי שהם אוספים שמועבר בערוץ יורד לתחנת הבקרה הקרקעית, מנותח ולאחר מכן נשלח למפקדים בשדה. בשלבים הראשונים של תכניות העוסקות במל”טים, התמקדה ההתלהבות במטוס עצמו, אבל כיום היא מתמקדת במטעד ובמידע הקריטי שהוא מספק למפקדים בשדה הקרב, הרבה לפני שכוחות הקרקע נפרסים בפריסה כלשהי.
מתכנני מל”טים ב-DOD מבקשים להגדיל במערכות שלהם את היכולות בעיבוד וידאו, בתמונות אינפרה אדום high-definition, באחסון ובעיבוד תמונה – והם רוצים שהדברים יבוצעו באוויר לפני שהמידע יורד, כך אומר דניס סמית, סמנכ”ל להנדסה בחברת Themis Computer בפרמונט, קליפורניה. והוא מוסיף, משמעות הדבר היא תוספת יכולת לתחנות הבקרה הקרקעיות.
משימות אוטונומיות הן המטרה, אומר סמית, במשימות מסוג זה המל”ט מקבל תכנית משימה ומבצע אותה, בעוד שתחנת הבקרה הקרקעית מתפקדת במשימה זו בעיקר כמאגר לאיסוף נתונים. לבסוף תחנת הבקרה הקרקעית תתפקד כבקרה של תעבורה אווירית (air traffic control)
מאחר שכמה מל”טים יפעלו ללא נקודת בקרה אחת מרכזית. ביסודו של דבר, תחנות הבקרה הקרקעיות השונות יהיו מרושתות ביניהן כדי לטפל באוסף הנתונים שנוצר על ידי כמה מל”טים.
על תחנות הבקרה הקרקעיות השונות לפעול הדדית. כדי להשיג יכולת פעולה הדדית, יש צורך בארכיטקטורה משותפת ובמערך תקנים טכנולוגיים משותפים שאינם קיימים כיום. לכל מל”ט יש תחנת בקרה קרקעית ייחודית לו שאינה תואמת תחנות בקרה קרקעיות שנבנו על ידי מהנדס מערכות אחר.
מקטע בקרה קרקעית משותף
פקידים במשרד מזכיר ההגנה האמריקאי (OSD) במחלקה ההגנה (DOD) מבקשים לשנות מצב זה ויצרו קבוצת עבודה שמכונה Unmanned Control Systems, Control Segment (מערכות בקרה לא מאוישות, מקטעי בקרה) או בקיצור UCS, כדי ליזום תקנים פתוחים בנושא תחנות הבקרה של מל”טים ובצורה כזו לנהל את העלויות ביעילות גבוהה יותר בטווח הארוך, אומר ג’ורג’ רומנסקי, מנכ”ל Verocel בווסטפורד, מסצ’וסטס, ומוסיף להסביר: זוהי ועדה פתוחה, אבל רק לאזרחי ארה”ב, והיא מתמקדת בתכניות מל”טים שמשקלם 10 ק”ג ויותר.
רומנסקי מוסיף: ה-DOD רוצה גם שנשתמש במונח מקטע בקרה במקום תחנת בקרה קרקעית מאחר שתחנת בקרה קרקעית יכולה להימצא גם על ספינה, על משאית ודומיהם.
“פעילויות קבוצת העבודה UCS מתמקדות בהגדרה של ארכיטקטורה ותקנים לתחנות בקרה קרקעיות של מל”טים ובהצגתם”, אומר מיכאל ליהי, מנהל תכנית CMMS בחברת נורת’רופ גרומן. “מאמץ זה אינו בא לתכנן דגם ספציפי של ארכיטקטורה. לחברת נורת’רופ גרומן יש התקשרות חוזית לתמיכה בפעילויות קבוצת העבודה של UCS .”OSD
“ל-DOD נמאס לשלם עבור מקטעי בקרה ייחודיים, במיוחד בסביבה התקציבית של היום בוושינגטון”, ממשיך רומנסקי. למל”ט כמו Global Hawk, Predator ואחרים יש תחנת בקרה משלהם ותצורת חומרה ותוכנה ייחודית שלעיתים קרובות שונות מפלטפורמה לפלטפורמה. ה-DOD רוצה לפתח תקן אחיד לארכיטקטורת התוכנה שמשמשת את המל”טים, כדי לקצץ בעלויות בטווח הארוך”.
לכן הם “מתייחסים ברצינות למודל עסקי פתוח, שבו ecosystem של ספקים תפתח ותרחיב שירותים שישולבו במקטע בקרה”, אומר רומנסקי. “קבוצת UCS הגדירה תשתית רחבה של מפרטים ותרחישים, ומתקדמת לקראת הגדרת מודל בלתי תלוי בפלטפורמה, שיבוא לידי שימוש בתכנית רשמית (program of record) שמממשת מודל ספציפי לפלטפורמה או מודל שתלוי בפלטפורמה. השירותים יהיו בקשר רופף, שיאפשר ארגון ובנייה של הארכיטקטורה הבסיסית תוך שימוש בשירותים שתקוותנו שייבחרו ממאגר הולך וגדל”.
קבוצת המשתמשים עבדה בשנה הראשונה לאפיין את הארכיטקטורה המוצעת, “במילים אחרות מה עליה להיות”, אומר רומנסקי.
הארכיטקטורה תסתיים בסוף שנה זו, ולאחריה יסתיימו מודלים תלויי פלטפורמה, הוא ממשיך. “המודלים תלויי הפלטפורמה ייקחו את הארכיטקטורה ויתאימו אותה לפלטפורמה המסוימת. התוצאה תהיה שכל פלטפורמה משתמשת בתקנים המשותפים שהפיצה הועדה “המודל מוגדר על ידי קבוצת העבודה UCS ופזה 2 צפויה להסתיים בסוף שנה זו”, ממשיך רומנסקי. “משמעות הדבר שהספקים שמספקים כיום את פלטפורמות הטיס לא יפתחו יותר מקטעי בקרה שייחודיים לכלי שאליו הם מקושרים. מקטע בקרה אחד יוכל לבצע בקרה בסוגים רבים של כלים.”
“העבודה מתקדמת היטב”, אומר רומנסקי. “איננו עובדים רק על הארכיטקטורה אלא מתייחסים גם לצרכים של אישורי הבטיחות ושל אישורי האבטחה. “הארכיטקטורה שהוגדרה תהיה בעלת ממשקים שונים המבוססים על התקן NATO STANAG 4585, שתוכנן במיוחד למערכות ממשקים למל”טים”, הוא ממשיך. “כל השירותים יהיו מקושרים בקשרי גומלין וניתן יהיה להרכיב מערכת לפי בחירה על ידי קיבוץ כל השירותים הנדרשים”.
עם זאת, כשמדובר בשדרוג תחנות הבקרה הקרקעיות הנוכחיות לארכיטקטורה החדשה, “ההחלטה לשדרג כל תחנת בקרה קרקעית היא של כל משרד ממשלתי האחראי לתכנית בהתבסס על ניתוח עלות תועלת של המל”ט המסוים”, אומר ליהי.
מגמות בשילוב רכיבי מדף
למרות שארכיטקטורת UCS נמצאת עדיין בשלבי פיתוח, לחומרות ותוכנות מדף יש אחיזה חזקה בתכנוני מערכות תחנת בקרה קרקעית.
“הן חיל האוויר והן חיל הים משלבים חומרה מסחרית בשרתים ובמסופים של תחנות הבקרה הקרקעיות”, אומר ליהי. “בכל הקשור לתוכנה, המגמה השלטת היא לעבור למערכות לא קנייניות שגודלן נתון לשינוי, מבוססות תקנים (ארכיטקטורה מכוונת שירותים) עם ממשקי שירות מוגדרים היטב שמאפשרים שילוב נוח של שירותי/יישומי צד שלישי. אנו גם חוזים הגירה רציפה של יכולות מתקדמות ממערכות בקרה קרקעיות אל המל”ט”.
“במערכות עתידיות – בדומה למל”ט הסיור הימי בשטח רחב BAMS (Broad Area Maritime ,Surveillance) חומרות התצוגות, ניהול הנתונים וניהול המשימה יהיו מוצרים גנריים/מסחריים וייתכן שיבואו ממספר גדול של ספקים”, אומר ביל ווקר, מנהל פיתוח עסקי של המל”ט Global Hawk בנורת’רופ גרומן, “גם מערכות התקשורת ישודרגו לארכיטקטורה חדשה, וחומרת התקשורת לא נקבעה עדיין”.
בעוד שבעבר האינטגרציה של תחנות בקרה קרקעיות עשתה שימוש ברכיבי מדף קלסיים כגון לוחות VME, השאיפה היא להשתמש בטכנולוגית PC פשוטה מאחר שתחנת בקרה קרקעית היא סביבה ידידותית, אומר אנדרו היפרסון, מנהל פיתוח עסקי לפתרונות וידאו ותצוגות בחברת Curtiss-Wright Controls Embedded Computing בהארטפורשייר, אנגליה. לפעמים נדרשות בתחנות בקרה קרקעיות הפרושות בשדה מערכות קשוחות, אולם הדבר אינו אופייני לתחנות הממוזגות הממוקמות בבונקרים, מוסיף היפרסון.
רכיב המדף של, Curtiss-Wright כרטיס הביניים, Orion משמש לדחיסת וידאו שמגיע מחיישני המל”ט בערוץ היורד, אומר היפרסון. בתחום זה המגמה היא לכיוון טכנולוגית וידאו high-definition מסחרית, הוא אומר. אם הווידאו אינו משמש לניהוג בזמן אמיתי ולהנחיה כללית, אין צורך להוריד מיד את התמונות. ההמתנה לתמונות ברמת high-definition הינה כדאית.
“שרתים מכסים את כל הספקטרום, החל מכלים בסיסיים שמפקחים על תעבורת הרשת בין רמות שונות של אבטחה, לפלטפורמות המבצעות חישובים ברמה הגבוהה ביותר האפשרית עם לוחות בעלי ליבת הקסה כפולה עם מעבדים כפולי ליבות טסלה מגה שמעבדים בזמן אמיתי תמונות וידאו מחיישני HD”, אומר טוד פראוטי, מנהל פיתוח עסקי בחברת Crystal Group ב-Hiawatha, איובה. המגמות הטכנולוגיות פונות לעבר ציוד IT עכשווי מאחר שחלקו הגדול “מותח את מעטפת הביצועים בהקשר למהירויות העברת נתונים להעתקה ואחסון של כמויות ענק של נתוני וידאו או של כמויות צנועות של נתוני חיישן מאובטח שדורשים אריזה מותאמת”
Crystal מספקת ליישומים של תחנת בקרה קרקעית צג בודד/מקלדת RD2119 סטנדרטי, צג דואלי RD2217 ושרת RS244 עם ראש, RAID אומר פראוטי.
מהנדסי אינטגרציה של תחנות בקרה קרקעיות “מחפשים בדרך כלל שרתים עם מארז “rack mount” לפרישה קדמית, אחסון נתונים, מיתוג רשתות ומוצרי תצוגה”, אומר פראוטי. הם רוצים “ציוד קרקעי קבוע תואם סביבה, אחרים רוצים ציוד קרקעי נייד מאחר שהם דורשים ביצועים תוך כדי תנועת הרכב הנושא”
באורח מסורתי, מצוידות תחנות הבקרה הקרקעיות עבור יישומיהן בלוחות VME ו-SPARC כפי שמספקת Themis למל”טים Fire Scout ו-Shadow, אומר סמית. ומוסיף, VME מצוי עדיין בשימוש, אולם מהנדסי האינטגרציה מבקשים פתרונות מסחריים יותר כגון מעבדי X86.
תחנת הבקרה של המל”ט Fire Scout מתוצרת נורת’רופ גרומן שעל ספינות הצי האמריקאי משתמשת במערכת SPARC RES 32 של Themis, ולתחנת הבקרה הקרקעית של מל”ט ה-Shadow החברה מספקת לוח Xeon, אומר סמית.
כיום יש הגירה מכרטיסי VME לפתרונות “מהקופסה” או למסדי 19 אינץ’ עם לוחות מסוג Extended ATX או ATX, אומר סמית. הם מתאימים יותר לפתרונות אלו בהיבט יכולת עיבוד מוגדלת וביצועי מחשב, משימה “שקשה לבצע באמצעות כרטיס VME”, הוא מסביר.
המעבדים האופייניים לתחנות בקרה קרקעיות הם התקני X86 של אינטל והאלטרנטיבה הצפויה היא מעבדי, AMD אומר סמית.
עם זאת, לא כל המטעדים בשימוש המל”טים עושים שימוש בטכנולוגיות מדף. “מאחר שהנתונים שנוצרים במטעדי Global Hawk מצריכים רוחב פס גדול, ישנן בתחנה הקרקעית מערכות ייחודיות של תקשורת, הצפנה וניהול נתונים”, אומר ווקר מנורת’רופ גרומן.
לינוקס
כשמדובר במערכות הפעלה – משתמשים בלינוקס ואפילו בחלונות, אומר היפרסון.
“אנו מפעילים את לינוקס בכל המערכות שלנו, אבל אנחנו עדיין רואים את SPARC עם מערכת הפעלה Solaris. לינוקס השתלטה על השוק הסיטונאי למעט אם נדרשת פונקציונליות זמן אמיתי, שאז יש לך מערכת הפעלה מסורתית לזמן אמיתי real-time (operating system) RTOS מתוצרת Wind River, Green Hills Software או LynuxWorks”, אומר סמית. “בראש ובראשונה משתמשים בלינוקס למערכות משובצות”.
הכתבה נלקחה מאתר
http://www.militaryaerospace.com/index.html
