🇺🇸📡 Всяка радиостанция, сателитна връзка и мрежа за данни, с която армията разполага, говори малко по-различен език. Преводът между тези езици в бойна среда – където заглушаването, смущенията и влошените условия са норма – струва време, честотна лента и човешки животи. На 5 юни Агенцията за перспективни изследователски проекти за отбраната на САЩ (DARPA) публикува специално изявление, с което обяви плановете си за програма, наречена Lightweight Universal Codec (LUC), чиято цел е да бъде създадена единна система за кодиране и декодиране, способна да комуникира чрез всеки известен стандарт за коригиране на грешки, както и всеки нов такъв, разработен занапред – способност, която в момента не съществува в нито една военна или търговска система за комуникации.
Службата за техники за обработка на информация към DARPA, която ръководи изследванията в областта на изчислителните технологии, комуникациите и изкуствения интелект за военни цели, публикува изявлението под номер DARPA-SN-26-86. Начело на проекта застава програмният мениджър Адисън О'Брайън. Официално споразумение все още не е сключено и DARPA не се ангажира твърдо с пускането на такова, но изявлението само по себе си е сигнал за намерението на агенцията да финансира изследвания в тази област и кани всички изпълнители да се запознаят с целите на програмата, преди да започне официалният конкурс.
За да се разбере защо универсалният кодек е толкова важен, трябва да изясним какво точно прави той и как изглежда настоящият пейзаж на военните комуникации без него. Кодекът (съкратено от енкодер-декодер) е софтуерният и хардуерният слой, който взема суровата информация – било то глас, данни, потоци от сензори или видео – и я опакова за предаване по комуникационен канал. Това става с добавяне на код за коригиране на грешки – математически слой, който позволява на приемната система да открива и поправя грешки, които са причинени от шум, заглушаване или отслабване на сигнала по трасето. Различни комуникационни системи използват различни кодове за коригиране на грешки, разработвани в продължение на десетилетия за дадени характеристики, честотни ленти и заплахи. Радиостанция, проектирана за един стандарт, не може да „говори“ директно с оборудване, работещо по друг стандарт, без допълнителен хардуер или софтуер за превод. А това забавя сигнала (латентност), увеличава консумацията на енергия и създава нови слаби звена в системата.
В момента комуникационният арсенал на американската армия е същинска мозайка от несъвместими един с друг стандарти, натрупани през десетилетията назад. Различните видове войски, платформи и съюзнически държави използват системи, които трудно обменят информация помежду си при съвместни операции. Силите на терен, самолетите в небето, корабите в морето и командните пунктове в тила разчитат на комуникационни връзки, които са проектирани независимо и сертифицирани по различни спецификации. Това създава пролуки в единната мрежа, от които противниците могат да се възползват, а съюзниците са принудени да преодоляват чрез сложни алтернативни решения, шлюзове и ретранслаторни възли, които само увеличават уязвимостта.
Подходът на програмата LUC за решаване на този проблем се базира на конкретен пробив в изследванията на DARPA, наречен GRAND (Guessing Random Additive Noise Decoding). Технологията за декодиране с отгатване на произволния адитивен шум е разработена в Масачузетския технологичен институт (MIT) и вече доказа своята способност да декорира практически всеки код за коригиране на грешки. Тя разглежда проблема като задача за отгатване на шума, а не със специфичен за даден код алгоритъм. Традиционните декодери са създадени да разбират само един конкретен стандарт за коригиране на грешки – точно както преводач от френски, не може автоматично да превежда от испански без допълнително обучение. GRAND подхожда различно: той моделира свойствата на шума в канала и използва този модел, за да отгатне какви са били първоначално изпратените данни, независимо от това кой код е използван за изпращането им. Ако програмата LUC успее да превърне изследванията на GRAND в практически военен кодек, резултатът ще бъде един-единствен декодер, способен да работи с всеки код, без да е необходимо предварително да знае какво е използвал предавателят.
Кодиращата страна на системата LUC е второто голямо предизвикателство. Концепцията на DARPA изисква енкодер, способен да избира динамично и в реално време от широк набор кодове за коригиране на грешки. Той трябва да избира най-добрия код според текущото състояние на канала, наличния енергиен ресурс, както и изискванията за пропускателна способност и конкретната мисия. Изключително важно е, че енкодерът ще включва модела на шума от GRAND декодера директно в процеса на избор на код. Така се създава затворена система за обратна връзка: енкодерът избира кодовете, с които сдвоеният GRAND декодер може да се справи най-ефективно при действителните условия на връзката. Тази адаптивна способност, описана в изявлението като „промени в кодовете за коригиране на грешки в движение“, ще позволи на комуникационната система на военните непрекъснато да оптимизира работата си при промяна на условията на заглушаване, изместване на източниците на смущения и развитие на радиочестотната среда по време на операция.
Обещаните показатели на базирания на GRAND подход са впечатляващи. DARPA описва бъдещия кодек като постигащ „рекордно ниска консумация на енергия при декодиране“. Това е свойство от огромно значение за преносимото комуникационно оборудване, захранвано от батерии, както и за малките дронове със силно ограничен енергиен бюджет. По-ниската консумация на енергия при същата скорост на декодиране на данни е равносилно на по-дълъг живот на батерията, по-малък размер на хардуера и намален топлинен отпечатък – все фактори, носят директни оперативни предимства за войските и системите, действащи в оспорвана среда.
Решението на програмата да се изпълни на некласифицирано ниво (участниците да работят с информация до ниво „Контролирана некласифицирана информация“, но не и по-нагоре), отразява намерението на DARPA да привлече максимално участие от страна на нетрадиционни за отбраната компании, академични институции и търговски компании за комуникационни технологии. Търговската телекомуникационна индустрия инвестира сериозно в изследвания за коригиране на грешки за 5G и сателитни комуникации. Отворената архитектура на програмата LUC потенциално би могла да позволи на военните комуникации да се възползват от тези цивилни иновации, като в същото време върнат подобрения от военно ниво към търговския сектор именно чрез този универсален кодек.
На изпълнителите ще е позволено сами да избират целевите комуникационни системи за интеграция. DARPA очаква от тях да посочат платформи, при които внедряването на LUC ще има най-значително и въздействащо подобрение. Тази гъвкавост е умишлена: агенцията иска кодекът да бъде доказан в редица реални системи, а не просто тестван в една контролирана среда. Позволението на изпълнителите да избират най-убедителните цели за интеграция увеличава вероятността създадената технология да намери пряк път не само към военно, но и към търговско внедряване.
Бойното поле на днешния ден се захранва от информация. Силите, които могат да я придвижат най-надеждно, най-ефективно и най-сигурно през най-разнообразни системи, ще притежават трайно предимство пред тези, които не са способни да го правят. Универсалният кодек, който кара всяка радиостанция да разговаря с всяка една друга, е не просто техническо подобрение. Това е фундаментална способност, която променя напълно възможностите на съвместните военни операции.
Няма коментари:
Публикуване на коментар