Informatiegestuurd optreden – een software defined radio maakt het mogelijk

^{Voor de totstandkoming van dit artikel is samengewerkt met Elbit Systems}

Communicatie is cruciaal voor militairen. Of dat nu binnen de geweergroep is of op strategisch niveau. Radio’s spelen hierbij een belangrijke rol. In de ontwikkeling hiervan worden grote stappen gezet. De eerste stap in het kader van het verbeteren van informatiegestuurd optreden vindt voor Nederland plaats in het VOSS-project (Verbeterd Operationeel Soldaat Systeem). Hoofdaannemer Elbit Systems levert dit soldaatsysteem inclusief de op een smartphone lijkende Raptor Mk. 3, een lichtgewicht, draagbare personal computer voor commandovoerings-doeleinden, alsook de belangrijkste communicatie component, de PNR1000, een Software Defined Radio (SDR) uit de E-Lynx^tm radio familie. Wij vroegen Shmuel van Elbit Systems om uitleg.

“In het verleden was het voornamelijk de defensiesector die leidend was voor wat betreft de radiocommunicatie technologie”, vertelt Shmuel. “In de laatste vijftien jaar is daar een grote verandering in gekomen. Nieuwe, opkomende technologie aan de civiele kant vindt nu zijn weg naar de defensie kant”. Shmuel doelt daarmee op de komst van smartphones en de manier waarop die werken met apps.

Software defined radio

In het verleden was het een uitdaging om radio’s met verschillende afmetingen, gewichten en vermogen aan elkaar te koppelen. Je kocht de radio’s van de fabrikant en aanpassingen waren vrijwel niet mogelijk. “Vandaag de dag draait het echter allemaal om software”, legt Shmuel uit. “Het gaat om het vermogen om specifieke mogelijkheden middels golfvormen in combinatie met het gebruik van krachtige communicatie platformen te maken. Daarmee creëer je op makkelijker wijze interoperabiliteit tussen verschillende gebruikers. Die interoperabiliteit is een sleutelfactor, niet alleen tussen verschillende vormen van radiocommunicatie, maar ook tussen verschillende domeinen (bijv. land, maritiem, lucht) en verschillende landen.

In tegenstelling tot de huidig gevoerde radio’s zijn de Software Defined Radio’s veel krachtiger en toekomstbestendiger. Software defined radio’s stellen de gebruiker namelijk in staat verbonden te zijn met elke node binnen het gebruikte netwerk, ongeacht positie, beweging of interferentie. Verder ben je niet beperkt tot een specifiek netwerk binnen een frequentiebereik. Door meerdere golfvormen te gebruiken kun je meer uit de radio’s halen en stelt het je in staat elke keer aanpassingen te doen afhankelijk van de situatie en de wensen van de diverse gebruikers. Het gebruik van verschillende golfvormen in combinatie met de cognitieve en Artificial Intelligence (AI) eigenschappen geven je de mogelijkheid het elektromagnetisch spectrum te domineren en de ruimte binnen dat spectrum optimaal te benutten. Zo blijf je snel wijzigende operationele omstandigheden de baas terwijl netwerkdiensten in de lucht blijven, aldus Shmuel.

De defensie-industrie heeft de mogelijkheid om oplossingen aan te dragen voor toekomstige operationele vereisten, interoperabiliteit en capaciteitsbereik. Voor Nederland betekent dat volgens Shmuel dat er eerst gekeken wordt naar de bestaande behoeftes die er zijn en die dan ook onmiddellijk oplossen. Vervolgens, als tweede stap, wordt er gekeken naar toekomstige behoeftes op het tactische niveau. “Veel van de opkomende technologieën richten zich op dit lage niveau. Er zijn nu unieke sensoren die op militairen kunnen worden aangebracht. Daardoor wordt de militair in toenemende mate zelf een sensor op het gevechtsveld. Dat moet echter wel worden ondersteund.”

Van VOSS naar FOXTROT – een doorlopende, digitale transformatie

In Nederland richt het VOSS-project zich op het pelotons niveau (de individuele militair). Het formaat, gewicht en het vermogen van de radio is daarop afgestemd. Naast de radio worden de militairen ook uitgerust met de eerdergenoemde Raptor. Een digital assistant die als battle management applicatie dient. Het is een klein scherm dat voor op het vest gedragen wordt. Het presenteert een digitaal beeld van het operatiegebied, compleet met alle info uit de tactische systemen op compagnies- en bataljonsniveau. Tevens geeft Raptor onafgebroken zicht op waar de ‘poppetjes’ in het peloton zich precies bevinden.¹

Het FOXTROT programma richt zich daarentegen op het mogelijk maken van informatiegestuurd optreden voor manoeuvre-eenheden, inclusief de voertuigen. De radio’s die in dat project mogelijk worden aangeschaft zullen dan zeker een ander formaat, gewicht en vermogen hebben. “Van onze kant kijken we naar de unieke software oplossingen ten behoeve van de netwerkmogelijkheden van de radio’s”, gaat Shmuel verder. Als we de software dan in de verschillende radio’s implementeren, kunnen zij met elkaar communiceren. Het uiteindelijke resultaat is een tactische internet capability in combinatie met het gebruik van een tactische informatie cloud.”

Verbinden

Vanuit het gezichtspunt van de industrie is FOXTROT de meest uitdagende. Alle (mobiele) platforms zullen met elkaar moeten kunnen verbinden en niet alleen met spraak. Video, data, blueforce-tracking (locatiebepaling eigen troepen) en nog veel meer zal ook via deze radio’s moeten kunnen worden verzonden en ontvangen, gelijktijdig op diverse kanalen. De mobiel ad-hoc net werk (MANET) technologie zorgt er hierbij voor dat elke radio fungeert als netwerk node. Het FOXTROT-project zit op dit moment nog in de verkennende fase. “Bij zo’n digitale transformatie is het belangrijk te beseffen dat de ontwikkeling niet in een keer plaats vindt,”” aldus Shmuel. “Zoiets kost tijd en gaandeweg het proces moet je zorgen dat een en ander compatibel blijft met bestaande radiosystemen. Je begint met die elementen die de nieuwe diensten het meest nodig hebben. Daarom is interoperabiliteit tussen VOSS en FOXTROT en reeds gevoerde radio’s zo belangrijk.”

GrIT

Naast VOSS en FOXTROT loopt er nog een derde, groot communicatie-project binnen Defensie, GrIT (Grensverleggende IT). GrIT moet leiden tot een vernieuwde, overkoepelende IT-omgeving zowel op kantoor als ontplooid, dit ter vervanging van o.a. het huidige TITAAN. Te denken valt hierbij aan nieuwe datacenters, werkplekken en voorzieningen voor beheer en beveiliging. Echter, een belangrijk onderdeel van dit defensie brede project is ook een eigen mobiel netwerk zodat communicatie niet meer afhankelijk is van derden. Dat mobiele netwerk moet overal ter wereld kunnen worden ingezet.²

Track record

Elbit Systems heeft op dit moment meer dan veertig klanten die verwikkeld zijn in grote digitaliseringsprojecten. Het bedrijf heeft meer dan dertig jaar ervaring met projecten van deze aard op de diverse niveaus. De diverse componenten van de robuuste en intuïtief te gebruiken E-Lynx-radiocommunicatiefamilie zijn specifiek ontworpen voor het niveau waarop ze worden ingezet. Zo kan er een compleet multidomein netwerk worden opgezet, van laag naar hoog en vice versa, vanaf de soldaat op de grond tot integratie van systemen als bijvoorbeeld luchtvaartuigen en satellieten.  Het low probability of intercept/detection (LPI/LPD) karakter, de anti-jamming technologie en de automatische zelfsynchronisatie waarover de E-LynX familie beschikt, dragen bij aan het garanderen van uitstekende communicatie. Ook wanneer het gebruik van GPS betwist wordt.

Zwitserland

Een van de programma’s waar Shmuel bijzonder trots op is, is het Zwitserse project ‘Telekommunikation der Armee (TK A)’. Al in 2008 werd daar een studie opgestart om de communicatie voor het leger te verbeteren en vernieuwen. Diverse bedrijven begeleidden de Zwitsers hierin, waaronder Elbit Systems. “Er werd goed gekeken naar de operationele behoeften”, verteld Shmuel. “Maar ook naar trends in de markt. De hoge bergen in Zwitserland waren een grote uitdaging. Radiosignalen worden door de bergen gestoord en verstrooid. Met onze unieke functies in de radio kunnen we het spectrum lezen en bepalen wat ruis en echo is en wat echte communicatie.” In 2019 kwam het deelproject voor het mobiele tactische domein na twee jaar van laboratorium en veldtesten in de finale fase waarbij de keus viel op de systemen van Elbit Systems.

NAVO partners

In 2019 koos strategisch militair partner Duitsland ook voor de Elbit Systems E-Lynx PNR1000 SDR in haar project ‘Infanterist der Zukunft (IdZ)’, de Duitse tegenhanger van VOSS. Dat onze belangrijkste samenwerkingspartner voor dezelfde radio kiest is alleen maar een groot voordeel. Dezelfde hardware heeft al voordelen. De aanpasbare software betekend dat in gemixte eenheden onderling eenvoudig met de eigen radio’s gecommuniceerd kan worden. Bij wisselende samenwerkingen hoeven de radio’s dan alleen geprogrammeerd te worden met dezelfde settings.

De open architectuur van de hard- en software geeft de gebruiker ook de vrijheid om andere leveranciers in te schakelen. Zo wordt voor de Nederlandse radio’s een Nederlands bedrijf ingeschakeld voor de encryptie, de versleuteling van het radio- en dataverkeer.

Tactisch internet

De laatste vijf jaar is Elbit Systems behoorlijk succesvol geweest in diverse Software Defined Radio verwervingsprojecten. Zo kozen naast Zwitserland bijvoorbeeld ook Spanje en Zweden voor E-LynX. Het bedrijf nam het daarbij op tegen de top van de communicatie-industrie. “Tactische netwerken en tactisch Internet zullen heel gewoon gaan worden”, vertelt Shmuel. “De unieke, vereiste technologie is vandaag de dag al beschikbaar. Om het simpel uit te leggen, de mogelijkheden van mobiele telefonie met unieke communicatie-applicaties zijn er al ook al voor de tactische wereld. Er zijn militaire applicaties die bijvoorbeeld lijken op WhatsApp waarbij je simpelweg een gebruiker wordt in het netwerk en dat is het. Elk apparaat kan communiceren in een software defined network. Je kunt spreken en luisteren tegelijk in zogenoemde gebruikersgroepen met apparatuur die niet veel groter is dan de huidige smartphones. Ook de implementatie van kunstmatige intelligentie tools geeft ons de mogelijkheid om efficiënter te zijn dan we in het verleden waren.”

“We zitten middenin een reis”, zegt Shmuel. “Niet alleen de industrie maar ook de gebruikers. Waar zitten we over pakweg vijf of zes jaar? Alles als nodes geknoopt in een gemaasd netwerk is het idee. Daar richten we ons nu in het bijzonder op. We willen een familie van oplossingen ontwikkelen, gericht op de diverse platformen. Gebruikmakend van de opgedane SDR ervaring en expertise gaat Elbit Systems samen met zijn diverse partners deze reis vol vertrouwen aan.

1. https://magazines.defensie.nl/materieelgezien/2017/08/07mg201708smartvest
2. https://www.agconnect.nl/artikel/defensie-gunt-riskante-aanpak-grit-project

Gerard van Oosbree