Большая сетка: военная тактика и будущее мобильной связи
(Видеосъемка гоночного патруля армии США в Восточном Афганистане, октябрь 2011 г.)
Unalone и Unafraid
Несколько лет назад в горах Гиндукуш небольшой патруль американской армии оказался на расстоянии более 100 км от базы операций. В окружении волнообразных гор, которые заставили закаленных альпинистов нервничать, патруль обнаружил, что их коммуникационный голосовой трас неэффективен из-за местности. Когда радиосвязь сломана, патруль переместился в место в радиусе дружественной радиорейтинговой станции. После настройки своих радиостанций на установленную частоту повторной передачи радиолокация патрулирования затрепетала к жизни. Патруль послал сигнал, который вызвал штаб-квартиру в базе операций и получил немедленный ответ. В отличие от типичных передач дальнего действия в зашифрованной сети, голоса были кристально чистыми. Волна рельефа вымылась над патрулем с возвратом надежного средства, с помощью которого можно было отправлять отчеты, запрашивать воздушную / огневую поддержку или требовать раннего извлечения. Хотя это личный пример, этот сценарий постоянно повторяется в отдаленных боевых зонах по всему миру.
Понимание сети
Повторная передача радиосигнала (или «повторная передача») - это общая военная техника, используемая для обеспечения голосовой связи на дальних, безопасных линиях (LOS) в удаленных и суровых условиях. Единицы устанавливают станции ретрансляции, объединяя два усиленных радиостанции, которые функционируют для приема любых сигналов на одной частоте в пределах диапазона и затем повторно передают их на отдельной частоте. Из-за меньшей мощности сигнала тактических УКВ-радиосигналов повторно передаваемый сигнал обычно усиливается, чтобы обеспечить прием сигнала на всех узлах, работающих в этой области. Расположение станции часто на видной местности, чтобы обеспечить максимальный охват, особенно в районах, подверженных разрыву в общении или «мертвом пространстве», таком как горная местность. Эти станции могут быть фиксированными / постоянными структурами для долгосрочных операций или мобильными / временными объектами для краткосрочных операций. Хотя использование радиоресурсов обычно является очень преднамеренным и запланированным событием, открытие этой возможности было довольно случайным.
(USS Джордж Вашингтон выходит во Францию, 1919)
Удачная авария
В марте 1919 года президент Вудро Вильсон отправился в военно-морской транспортный корабль США USS George Washington во Францию с намерением официально довести Первую мировую войну до Версальского договора. Во время обратного пути Джордж Вашингтон участвовал в праздничной трансляции в День Независимости на Военно-морской радиостанции Нью-Брансуик в Нью-Брансуике, штат Нью-Джерси. Радиостанция (позывной NFF) использовала передатчик с высокой мощностью с случайной конфигурацией, которая немедленно передавала сигналы, полученные на длине волны, используемой Джорджем Вашингтоном. Хотя целью было просто связаться с судном, результатом была передача обеих сторон радиопередач по очень низкой частоте (VLF) 22 кГц, которая имеет способность распространяться в диапазоне более 5000 км. Следует отметить, что журнал радиолюбителей радиолюбителей QST опубликовал письмо в январе 1920 года, полученное от г-на Джеймса Корума из Диринга, Северная Дакота, в котором заявил, что он получил двухсторонний разговор о Дне независимости между НФФ и Джорджем Вашингтоном у себя дома, не менее чем 1423 миль!
Сетевая «реле». В ретрансляционной системе конечный пользователь добровольно становится рекламной станцией ad-hoc. Пользователь получает речевую передачу от отправителя, записывает его вручную, а ретранслирует данные в приемник. Кроме того, все отправители и получатели требуют словесного подтверждения, аналогичного сетевому рукопожатию
Текущие военные заявки
Это требование для размещения постоянных каналов связи и данных на динамическом / жидком поле боя вызвало развитие беспроводных сетей передачи данных, демонстрирующих характеристики истинной топологии сетки. Каждое устройство в этой сети служит в качестве узла путем передачи своих собственных данных, а также пересылки трафика, не связанного с его собственными функциями (голос, данные, TCP / IP и т. Д.). В отсутствие установленной инфраструктуры связи (или, несмотря на это из-за ее уязвимостей безопасности) эта способность имеет решающее значение для оптимизации таких процессов, как перемещение поставок на поле битвы и потери обратно в пункты обмена скорой медицинской помощи и за ее пределами.
(Терминал CAISI (спереди) между двумя палатами управления связью)
Реальным примером сетчатой сети, реализованной в поддержку военных операций, является интерфейс автоматизированных информационных систем поддержки боевых служб (CAISI). CAISI - это сетка, объединяющая основные логистические системы, такие как логистическая система уровня подразделения (ULLS-G) и медицинская связь для борьбы с боевыми действиями (MC4). CAISI служит в качестве фактической структуры сетчатой сети, позволяя этим системам передавать данные друг другу и через них. Эта критическая способность мгновенно подключиться к борьбе позволяет армейским логистам меньше ориентироваться на установление связей и больше на то, чтобы позволить военным армейским войскам выполнить свою миссию.
(Башня передачи)
Будущее мобильной связи
Эти сетчатые сети показывают ценность возможностей M2M через топологию сетки в строгой среде. Это явно не критическая система для мобильной связи в развитом мире. Если вы подняли свой мобильный телефон и отправили текстовое сообщение по всей стране, вы могли бы получить мгновенный ответ. Современные коммуникационные сети полагаются на фиксированную инфраструктуру, состоящую из взаимосвязанных ячеистых вышек, микроволновой передачи данных, волоконно-оптического кабеля и т. Д. Эти системы надежны и быстры, но что, если мы вдруг потеряем эту инфраструктуру или она будет значительно ухудшена или перегружена? Как ни странно, экстремистские группы, использующие нетрадиционную тактику, понимают ценность разрушения сетей связи с помощью электромагнитного импульса (EMP). В то время как его способность полностью «выключить свет» спорно, способность воздействовать на высокочувствительные электронные компоненты, особенно на близком расстоянии от ядерного взрыва наверняка. Телефоны, уже используемые с населением в целом, вероятно, будут бесполезны. Кэш-память простых мобильных телефонов с встроенной встроенной встроенной технологией ячеистой сети может храниться с электромагнитным экранированием в арсеналах Национальной гвардии, офисах FEMA или местных центрах управления чрезвычайными ситуациями для распространения в случае бедствия или чрезвычайной ситуации. Чтобы восстановить сети связи и впоследствии скоординировать усилия по реагированию на чрезвычайные ситуации, сеть мобильных сетей с наводнением позволит удовлетворить потребность в отдельных сообщениях, одновременно облегчая создание беспроводной сети для передачи данных. Эта топология также облегчила бы массовую коммуникацию со всеми мобильными телефонами, тем самым обеспечив информирование общественности и обеспечив руководство на этом пути.
Помимо отказа от инфраструктуры, разумно предположить, что потребности в данных общества могут превышать возможности его сетей связи. В этом случае возможности M2M в мобильной сети облегчили бы нагрузку на фиксированную инфраструктуру. Возможность спутниковых сетей, заменяющих наземную инфраструктуру мобильных сетей, существует как возможность. Этого было бы достаточно для маршрутизации больших объемов данных по точкам связи, где передатчики имеют достаточное количество оборудования и мощности, но это нецелесообразно для повседневного использования с текущей технологией из-за ограничений в размерах передатчика и времени автономной работы.
Хотя ваш смартфон, вероятно, безопасен для вашей операционной системы, получая обновление для сетевых протоколов сети, будущее использование сетчатых сетей в качестве простого средства повышения эффективности передачи данных в мобильных сетях является очень реальной возможностью. Ваш контракт на мобильный телефон может в конечном итоге включать в себя раздел, разрешающий передачу несвязанных данных через ваш телефон в интересах высокоскоростной локальной передачи данных или даже добровольного участия в передачах из системы экстренного вещания, таких как оповещения о янтарях, объявления общественной безопасности и т. Д. обязательно прочитайте мелкий шрифт.