جهاز «الراديو المعرّف برمجياً» SDR: توافق تشغيلي كامل في الاتصالات العسكرية

يتواصل توسع سوق أجهزة «الراديو المعرّفة برمجياً» (SDR) في أوروبا وفي الولايات المتحدة، وثمة فرص أخرى آخذة بالظهور في منطقة آسيا-المحيط الهادئ. لكنّ التحدي يتمثل في مجاراة خطى التغير، خصوصاً عندما تكون الميزانيات مقيّدة والمتطلبات العسكرية تتطور مع انبثاق خيارات جديدة للقدرات. وبحسب توم شامبيرغر Tom Schamberger، المدير الرئيسي لوحدة الاتصالات المحمولة جواً في شركة «روكويل كولينز» Rockwell Collins، فإن الدافع للتحسين يتأتى من الصناعة والجيش على حد سواء. وقال إنه على مدى السنوات القليلة الماضية على الأخص، شملت المستجدات التكنولوجية: جهاز تشفير محدثاً؛ وبروتوكولات اتصالات تشبيكية متقدمة بين المنصات الأرضية والجوية؛ وقنوات «تردد راديوي» (RF) إضافية؛ فضلاً عن تقدم في سرعات المعالجة الداخلية؛ واغتنام مختلف حيّزات الشكل الموجي ضمن نطاق الترددات التقليدية العالية/ العالية جداً/ فوق العالية H/V/UHF. وبالنسبة إلى الجيش، أوضح أن هناك عدة توجهات تشمل الحاجة إلى قدرات اتصالات متعددة الوظائف ومتعددة القنوات قوية ومرنة مشتركة للأصول الجوية والأرضية من خلال تشبيك متقدم. وقال توم شامبيرغر: «ذلك يمد الآمر في المسرح القتالي بصورة مترابطة في الوقت الحقيقي للأصول المتوافرة في ساحة القتال، ما يُسهّل اتخاذ قرارات للتصدي إلى عدو مشترك وخطير. تماماً كما هي الحاجة إلى التوافق التشغيلي مع قوات التحالف في القتال». إنّه الهدف الاستشرافي الأمثل، لكن تحقيقه في غاية الصعوبة. فالصور التي غالباً ما ترتبط باتصالات ميدانية لا شائبة فيها وهي تلك التي تشتمل على العديد من نقاط التركيز، مثل الطائرات، والعربات، والسفن، والجنود، و«المسيّرات» (UAV)، و«مقار القيادة» (HQ)، ووحدات دعم جميعها متصلة مع بعضها البعض. ويفترض أن تمتلك اتصالية متفوقة وبإمكانها أن تتبادل مختلف المعلومات أياً يكن حجمها وفي أي وقت. لكن الواقع يختلف إلى حد ما، فيما تناضل برامج أجهزة الراديو العسكرية المستندة إلى المستجدات التكنولوجية للاستمرار ومجاراة المتطلبات

بالنسبة إلى الجيش الأميركي، شهد برنامج الأجهزة الراديوية HMS («المحمولة يدوياً» Handheld، و«المحمولة على الظهر» Manpack، و«ذات الحجم الصغير» Small Form Fit) تغيراً آخر، مع استقدام الجهاز الثالث المستحوذ عليه، وهو جهاز «راديو القائد» Leader Radio (LR)، الذي سيعمل إلى جانب جهاز «راديو المشاة» Rifleman Radio (RR) و«الراديو المحمول على الظهر» Manpack (MP). وسيحلّ جهاز LR، الثنائي القناة، محل جهاز الراديو RR الأحادي القناة من حيث المبدأ، لأن الجيش يريد نقلاً آمناً ثنائي القناة للصوت والبيانات عبر «الشكل الموجي لراديو الجندي» (SRW) والشكل الموجي لِـ «نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي الموجة» (SINCGARS). ويؤمّن جهاز «راديو المشاة» RR فقط اتصالات آمنة أحادية القناة بالصوت والبيانات عبر الشكل الموجي SRW وصولاً إلى مسافة 2 كيلومتر. وأوضح ناطق من مكتب مشتريات الجيش الأميركي PEO C3T ]للقيادة والسيطرة والاتصالات التكتيكية[، المسؤول عن برنامج أجهزة الراديو HMS، أن الملاحظات العملانية من الوحدات المجهزة بِـ «راديو المشاة» Rifleman Radio، وخلال الاختبارات، تشير إلى رغبة المستخدم في جهاز راديو وحيد يمكن تشغيله بقناتين. كما يمكن ربط جهاز LR ببرنامج Net Warrior. ويستخدم «الشكل الموجي لراديو الجندي» SRW «ترددات فوق العالية» (UHF) وحيز L، الذي يتم تفعيله على نحو أمثل لإجراء تبادل المعلومات بين الوحدات على الأرض. ومع ذلك، فإن الاتصالات مع أعلى الرعائل القيادية في سلّم التراتبية، تحتاج جهاز RR إلى إعادة ترحيله من خلال نظام كبير «محمول على الظهر» MP أو جهاز راديو مركّب على عربة (مع مزيد من القوة والمضخّمات) لمضاعفة مسافة تغطيته. ومن هنا يأتي القرار للاستحصال على جهاز راديو جديد مع «نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي الموجة» (SINCGARS) على «تردد عالٍ جداً» (VHF) وكذلك مع قناتين للسماح بإرسال متزامن ارتقاء في تلك السلسلة من دون الحاجة إلى جهاز «محمول على الظهر» MP أو مركب على عربة. وكان عقد «لإنتاج بمعدل كامل» (FRP) قد مُنح في نيسان/ أبريل العام 2015 للاستحواذ على أجهزة RR، ما يُغطِّي مطلباً لأجهزة راديو أحادية وثنائي القنوات. وكان الهدف هو الحصول على 4,000 جهاز راديو Thales AN/PRC-154B(V)1 و Harris AN/PRC-159(V)1.

من المرجح أن تُكافأ كل من «هاريس» Harris (حالياً L3Harris) و«تاليس» Thales، الشركتين اللتين تم اختيارهما للإنتاج بالطاقة الكاملة لأجهزة راديو RR (تمت ميدنة 21,000 وحدة «إنتاج أولي بمعدل منخفض» LRIP بالفعل)، بعقد للاستحصال منهما على أجهزة LR. وكان الجيش الأميركي قد تقدم بـ «خطاب نوايا» BOI للحصول على قرابة 100,000 جهاز راديو ثنائي القناة من نوع «راديو القائد» LR. وقال ناطق باسم برنامج C3T إن القدرات المنشودة في جهاز LR تشمل قدرة الاتصال المتزامن بالصوت والبيانات والفيديو؛ ومزيد من التغطية باستخدام أشكال موجية تشبيكية؛ وتوافق تشغيلي مع أجهزة الراديو المتوافرة حالياً مع «نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي الموجة» (SINCGARS)، و«تردد فوق العالي» (UHF)، و«اتصالات ساتلية» SATCOM، باستخدام «الشكل الموجي لراديو الجندي» (SRW)، وكذلك «نظام المُستخدِم الموضوعي النقّال» (MUOS)؛ والقدرة على دعم أشكال موجية مستقبلية وتحديثات برمجية؛ وعمليات متزامنة ثنائية القناة؛ والترحيل (routing) وإعادة الإرسال (تقاطع أو ربط بين القنوات crossbanding)، وهو ليس بمتطلب للجهاز المحمول يدوياً. وكانت Harris قد أطلقت في العام 2018 جهاز الراديو Falcon III AN/PRC-163 خلال فعاليات معرض AUSA Global في مدينة «هانتسفيل» Huntsville. وهو اشتقاق مخصص للجيش من جهاز الراديو RF-335M وقد جرى تسليمه إلى قيادة العمليات الخاصة الأميركية في إطار برنامجها للجهاز المحمول يدوياً من الجيل التالي. وخُصِّص جهاز PRC-163 لبرنامج «راديو القائد» LR. وقد سلّط جيف كرون Jeff Kroon، مدير إدارة المنتج للأشكال الموجية والابتكار لدى شركة Harris، الضوء على مزايا هذا النظام. وقال إن جهاز PRC-163 يملك القدرة على التقاطع أو الربط بين القنوات (crossband)، ما يعني إمكانية وصل قناتين «داخل جهاز الراديو من دون أي توصيل سلكي خاص» وتحويله أوتوماتيكياً للصوت والبيانات من قناة إلى أخرى. ويضيف كرون أن الهدف الرئيسي لتصميم جهاز راديو الجندي هو «تطوير القدرة على امتلاك قناتين متزامنتين فضلاً عن دعم الاتصالات التقليدية أو حتى تلك الجديدة العاملة بالحيّز الضيق narrowband فضلاً عن الاتصالات بالحيّز العريض wideband». وتابع: «لم تكن أجهزة راديو المشاة Rifleman Radio الأصلية تمتلك حيّزاً ضيقاً وأدركت القيادات بأعلى سلّم التراتبية العسكرية الحاجة إلى دعم اتصالات أرض-جو أو التوافق التشغيلي لِـ «نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي الموجة» SINCGARS أو اتصالات في ما يتعدّى خط النظر، تزامناً مع القدرة على التشغيل بقدرة الحيّز العريض من الجيل التالي. ولذلك نتطلّع إلى جهاز LR لكونه قادراً على توفير طقم اتصالات كاملٍ في حزمة واحدة». ويشتمل جهاز LR على جهاز إرسال/ تلقي بقوة تراوح بين 30 ميغاهيرتز و512 ميغاهيرتز من جانب مراحل الاتصالات بالحّيز الضيق وأشكال موجية للتوافق التشغيلي مع الأجهزة التقليدية أو لأمداء أبعد على طيف «الترددات العالية جداً» (VHF)، وكذلك جهاز إرسال تلقي للاتصالات بالحيّز العريض بقوة 225 ميغاهيرتز - 2.5 جيغاهيرتز يمكنه أن يُرسل كميات أكبر من البيانات، ويدمج معاً مزيداً من المشغّلين أو يستحدث «شبكة نقالة مرتجلة» (MANET) متخصصة لترحيل المعلومات، ولو على مدى أقل قليلاً. يقول كرون إن هذا النظام يتيح حرية التشغيل في مجموعة كاملة من مختلف الأطياف حيث بالإمكان الحصول على توزيعات مختلفة للطيف الترددي. ومن ناحية سعة البيانات، تكون الأشكال الموجية بالحيّز الضيق في حدود 25 كيلوهيرتز من «الحيّز العريض» bandwidth والأشكال الموجية بالحيّز العريض wideband تراوح بين 1.2 ميغاهيرتز حتى 40 ميغاهيرتز. وبالوسع مع الشكل الموجي العريض 40 ميغاهيرتز إرسال كم أكبر بكثير من البيانات. وهذا هو الفارق بين «راديو المشاة» RR و«راديو القائد» LR. فهناك حيّز تردد أكبر، فضلاً عن القدرة على التشغيل من «التردد العالي جداً» (VHF) إلى ما يتعدّى 2 جيغاهيرتز والقدرة على تشغيل الأشكال الموجية بالحيّز الضيق فضلاً عن الأشكال الموجية بالحيّز العريض لسعة بيانات إضافية. ويضيف كرون: «لا يزال ثمة حاجة إلى جهاز محمول على الظهر أو مركّب على عربة أيضاً. وإنني لا أرى جهاز LR بديلاً للجهاز المحمول على الظهر ولا أعتقد أنه سيستبدل جهاز RR. بل يتيح للقائد في الميدان أن يحصل على قناتين متزامنتين للاتصالات».

سلّط ناطق باسم شركة Thales الضوء على الحاجة إلى البقاء في الطليعة من ناحية الابتكار التكنولوجي وضرورة أن يستفيد الجيش الأميركي من التكنولوجيات المتوافرة تجارياً: «أتوقع مزيداً من التأكيد على توظيف تكنولوجيات مثل شبكة «واي-فاي» Wi-Fi آمنة، وشبكة الاتصالات من «الجيل الرابع/ شبكة الإنترنت النقال السريع» 4G/LTE وأشكال موجية لشبكة MANET عالية الأداء متوافرة تجارياً. وسيتطلع العديد من برامج الاتصالات التكتيكية التقليدية إلى الإفادة من مستجدات تطور هذه المعايير التجارية». وأكد الناطق باسم مكتب PEO C3T التابع للجيش الأميركي أنه سيستمر في إجراء أبحاث سوق على أساس سنوي لتقييم تكنولوجيا الصناعة لتمهيد الطريق أمام جميع الشركات لإعادة الانخراط والمنافسة على عقود برنامج HMS بعد منح العقد الأول. وذلك لضمان أن تعمل مع القطاع لإدماج قدرات جديدة مع انبثاق أشكال موجية إضافية. وكان مكتب «مشروع جهاز الراديو» التابع للجيش قد منحا [شركتي Harris و Rockwell Collins] قبل فترة بطلبية لتسليمه ضمن «إنتاج أولي بمعدل منخفض» أجهزة محمولة على الظهر من الجيل الثاني Generation 2 Manpack – وتحديداً جهاز Harris AN/PRC-158، وجهاز Rockwell Collins AN/PRC-162 (وقد انسحبت «جنرال داينامكس» General Dynamics من هذه المنافسة). ويوفر هذان الجهازان اتصالات آمنة بالصوت والبيانات على قناتين عبر: «الشكل الموجي لراديو الجندي» (SRW)، و«نظام الراديو الأرضي والمحمول جواً الأحادي الموجة» (SINCGARS)، و«اتصالات ساتلية» SATCOM، و«شكل موجي مدمج بالاتصالات الساتلية» SATCOM Integrated Waveform، و«نظام المُستخدِم الموضوعي النقّال» (MUOS)، ونظام تحديث الاتصالات Enterprise over-The-Air Managment. وأوضح ناطق باسم C3T أنّ جهاز الراديو هذا قادر على تقبل أشكال موجية تشبيكية متقدمة أخرى وأن جهاز HMS Generation 2 يُخفض وزن الجهاز المحمول على الظهر MP من 8.8 كيلوغرامات (الجيل 1) إلى 7.3 كيلوغرامات ويزيد عمر البطارية من 6 ساعات إلى 8 ساعات. ومن المفترض أن يكون الجيش الأميركي قد استلم بموجب هذا العقد نحو 65,522 جهاز راديو محمول على الظهر.

في أوروبا، تُطوّر شركة Thales أجهزة «راديو معرّف برمجياً» (SDR) لملاقاة متطلبات الجيش الفرنسي ضمن برنامج Contact، الذي يهدف إلى توفير أجهزة من الجيل التالي لجميع المنصات العسكرية الفرنسية. أما اشتقاق Contact، المخصص للتصدير من الشركة، فهو عائلة Synaps، وتشتمل هذه العائلة على خمسة طُرُز، وقد نضج اختبار ثلاثة منها - Synaps H (المحمول يدوياً)، و V (المركّب على عربة) و T (التكتيكي). وأوضح فرانك بوليري Frank Boulery، مدير خط إنتاج أجهزة SDR لدى شركة Thales: «منذ العام 2017، قمنا بتزويد عدد من أجهزة Synaps لاختبار قدراتها. وتلحظ الخطة مع فرنسا إجازة تلك الأجهزة فضلاً عن نقاط التلاقي، حيث بالإمكان إدراج مختلف المتنتجات ومختلف المزايا. فبإمكاننا أن نُدرج المكونات المادية ومن ثم نُحدّث المزايا». وأصبحت اشتقاقات Synaps تلك جاهزة للنشر لدى الجيش الفرنسي في العام 2019، ليليهما الطرازان الآخران Synaps A (الجوي) و IN (البنية التحتية) من العام 2020 وحتى العام 2022. وأكد بوليري أن الشركة اثبتت جدارة المنتج خلال «المؤتمر الدولي التقني لأجهزة الراديو» International Radio Technical Convention، أمام ممثلي 20 دولة بغية إظهار قدراته. وفي أماكن أخرى من أوروبا، تدعم الشركة الفنلندية «بيتيوم» Bittium القوات الدفاعية الفنلندية في حصولها على قدرات أجهزة «راديو معرّفة برمجياً» SDR وذلك من خلال تزويدها بنظام «شبكة بروتوكول الإنترنت» (IP) اللاسلكية التكتيكية» TAC WIN وبرمجياته ومن ثم جهاز الراديو المعرف برمجياً الجديد Tough SDR. وعبّر هاري رومباينين Harry Romppainen، رئيس وحدة الأعمال الدفاعية لدى شركة Bittium، عن اعتقاده بأنّ ثمة «موجة كبيرة حقيقية لتحديث [أجهزة الراديو] في أوروبا بدأت منذ العام 2020، مع استبدال أجهزة الراديو الشبكية القتالية في فنلندا ودول أوروبية أخرى، حيث تستحصل أيضاً على أجهزة Tough SDR وكذلك على أنظمة TAC WIN التكتيكية.

ويرى رومباينين ثلاثة توجهات رئيسية لأجهزة SDR. الاتجاه الأول هو اعتماد استخدام ترددات أكثر مرونة. فبالنسبة إليه، تحتاج الجيوش إلى طيف ترددي أكبر خارج الحيّز التقليدي 30-512 ميغاهيرتز وهي تتطلع إلى حيزات أخرى - مثلاً أنظمة LTE التكتيكية، والحيزات التجارية واستخدام طيف أكثر مرونة في فترات السلم والحرب.

أمّا الاتجاه الثاني فهو تطوير حيّز عريض. وقال رومباينين: «المسألة هي أن هناك فجوة كبيرة يختبرها المستخدمون بمقارنتهم هواتفهم الجوالة مع سرعة 10 ميغابايت في الثانية لشبكة الجيل الرابع 4GLTE مقارنةً بـ ’راديو شبكة القتال‘ (CNR) العامل بالحيّز الضيق وسرعته 20 كيلوبايت في الثانية».

ومع ذلك، حتى ولو كانت الأشكال الموجية بالحيّز العريض تتطور، مثل جهاز «الراديو الآمن المعرَّف برمجياً الأوروبي» (ESSOR)، فإن سرعة هذا الأخير مثلاً لا تزال 1 ميغابايت في الثانية. وهذا لا يكفي لبث فيديوي حي بين المستخدمين، لكنه يوفر مزيداً من القدرة العسكرية، على غرار مكافحة التشويش.

ويكمن التحدي في أن العالم المدني سيشهد سعة أكبر في غضون عشر سنوات، حتى لا تبقى الفجوة مع الاستخدامات العسكرية كبيرة، وقابلة للازدياد.

وبالنسبة إلى الاتجاه الثالث، سلّط رومباينين الضوء على استخدام تطبيقات مبيتة على نحو أكثر. فالجيش يود أن يملك تطبيقات تعمل داخل المعدات ذاتها، من مثل الهواتف الخلوية، وأن لا يكون لها معدات منفصلة لمهامها.

ويجري تطوير الشكل الموجي بالقفز الترددي فوق العالي ESSOR UHF (مع عرض حيّز فوري بقوة 1.25 ميغاهيرتز) على نحو مشترك بين خمس دول وشركات. وتعمل شركة Bittium الفنلندية مع «إندرا» Indra (الأسبانية)، و«ليوناردو» Leonardo (الإيطالية)، و«رادمور» Radmor (البولندية) و«تاليس» Thales (الفرنسية)، لتطوير الشكل الموجي للتحالف وقد أصبح البرنامج في مرحلة القدرة العملانية النهائية.

وأكدت الشركة الألمانية «رود أند شوارز» Rohde & Schwarz (R&S) ، بدورها، أن تطبيق الشكل الموجي ESSOR على نظامها SDR المشترك SVFuA أي الذي يتجهز به الجيش الألماني هو قيد المناقشة، ويعتقد رومباينين في هذا الإطار أنّ برنامج ESSOR سيتوسع ليضم شركاء جدداً آخرين. وأكدت شركة Harris أيضاً أنها تراقب التطورات في برنامج ESSOR عن كثب وأن الهندسة المعرّفة برمجياً في أجهزة الراديو لديها ستكون قادرة على استضافة هذا الشكل الموجي إذا ما اقتضت الحاجة إلى ذلك.

وقد جهزت ألمانيا 50 عربة قيادة، معظمها من عربة المشاة القتالية «بوما» Puma وناقلات الجند المدرّعة «بوكسر» Boxer، بنظام SVFuA.

وتجري وزارة الدفاع البلجيكية في المقابل مراجعة لمفهوم جهاز راديو جندي المستقبل BEST – المفهوم الذي يُعرف بتسمية BETTER - بعد هواجس أُثيرت حول موثوقية جهاز الراديو، وتدرس سبل تحسين استقرار أداء جهاز راديو PNR 1000 SDR وقد خصصت مبلغ 120 مليون يورو لملاقاة متطلبات البرنامج. ويستخدم نظام BEST جهاز راديو PNR 1000 الذي بإمكانه أن يغتنم «شبكة نقالة مرتجلة» (MANET) ويستضيف نحو 64 عضواً، وكذلك جهاز الكومبيوتر المقوّى RAPTOR لمهام «قيادة وسيطرة واتصالات وكومبيوترات واستخبار» (C4I) وكذلك تعزيز إدراك الوضع التكتيكي المحيط