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[Blockbuster-Veröffentlichung] Top-Ten-Entwicklungen im Bereich Weltkommunikation und Netzwerk im Jahr 2020

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 597

 Die Unterstützung der dynamischen, nahtlosen Verbindung und des Informationsaustauschs verschiedener Betriebselemente in Land-, See-, Luft-, Weltraum-, Netzwerk- und elektromagnetischen Bereichen durch Kommunikations- und Netzwerksysteme ist eine wichtige Grundlage für die Realisierung gemeinsamer Operationen im gesamten Bereich. Im Jahr 2020 werden ausländische Streitkräfte die Entwicklung von Kommunikations- und Netzwerkausrüstung und -technologie aus mehreren Bereichen rund um eine Reihe neuer operativer Konzepte wie gemeinsame Gesamtoperationen, Multidomänenoperationen und Mosaikkriegsführung fördern, um die Umsetzung neuer Maßnahmen zu unterstützen Betriebskonzepte.  



 

1、 Das US-Militär stellt eine Vision für die zukünftige Entwicklung der Satellitenkommunikationsarchitektur vor


 

Abbildung 1. Die Vision der US-Weltraumstreitkräfte für die Satellitenkommunikation

Im Januar 2020 veröffentlichte die US-Weltraumstreitmacht die Vision der Satellitenkommunikation, die die strategische Vision und den Entwicklungsfahrplan für die zukünftige Satellitenkommunikationsarchitektur vorlegte.  Diesem Dokument zufolge wird die US-Weltraumstreitmacht eine einheitliche militärisch-kommerzielle Satellitenkommunikationsarchitektur aufbauen und betreiben, um den Kampfflugzeugen im Kommunikationsumfeld von Konfrontation, Leistungseinbußen und eingeschränktem Betrieb Satellitenkommunikationsverbindungen bereitzustellen. Diese zukünftige Satellitenkommunikationsarchitektur wird über Kapazitätsflexibilität, Terminal- und Netzwerkagilität, Netzwerk- und Verbindungssicherheit sowie Dateninteroperabilität mit dem gemeinsamen Befehls- und Kontrollsystem verfügen. Zu seinen Hauptbestandteilen gehören Raum, Terminal, Netzwerk, systematische Verwaltung und Kontrolle, Befehl und Kontrolle sowie Governance.  Verglichen mit dem heutigen „Schornstein“-Satellitenkommunikationssystem ist die von der US-Weltraumstreitmacht geplante zukünftige Satellitenkommunikationsarchitektur ein einheitliches und umfassendes Satellitenkommunikationssystem, das die Leistung und Robustheit bieten kann, die für den Umgang mit dem konfrontativen Weltraumbereich im 21. Jahrhundert erforderlich sind. Die Einrichtung dieses integrierten Satellitenkommunikationssystems und die Bereitstellung seiner geplanten Fähigkeiten an die Kombattanten durch dieses System wird eine wichtige Maßnahme für das US-Militär sein, um seinen Vorsprung bei der Satellitenkommunikation auf dem Schlachtfeld auch in Zukunft aufrechtzuerhalten. Das US-Militär beschleunigt die Bereitstellung dieses Systems, fördert die Verwirklichung seiner konzeptionellen Vision und stellt sicher, dass Kombattanten die Vorteile der Satellitenkommunikation bei Konfrontation, Degradierung und eingeschränktem Einsatzumfeld nutzen können, und integriert einen schnelleren Beschaffungsprozess und eine schnellere Befehls- und Kontrollstruktur die Vorteile des US-Militärs in jedem Konflikt aufrechtzuerhalten.  
 



 

2、 Das US-Verteidigungsministerium hat die 5g-Strategie herausgegeben, um die Entwicklung und den Einsatz der 5g-Technologie zu beschleunigen


 
 


 
Abbildung 2. Pentagon 5g-Strategie  
 
 

Im Mai 2020 veröffentlichte das US-Verteidigungsministerium die 5G-Strategie, das erste vom US-Militär öffentlich veröffentlichte strategische 5G-Leitdokument. 5G wird als „strategische Schlüsseltechnologie“ zur Errichtung und Kontrolle militärischer Vorteile identifiziert und es wird vorgeschlagen, gleichzeitig Sub-6- und Millimeterwellen-5G-Technologien zu entwickeln.

Die Strategie weist auf die Hauptprobleme hin, mit denen die 5G-Entwicklung des Verteidigungsministeriums konfrontiert ist. Dabei geht es darum, die Entwicklung und den Einsatz von 5G-Fähigkeiten zu beschleunigen und sicherzustellen, dass diese Systeme sowie die Systeme der US-Verbündeten und Partner robust, geschützt, belastbar und zuverlässig sind. Darin wird das 5G-Entwicklungsziel des Verteidigungsministeriums definiert, das darin besteht, eine sichere und beständige 5G-Fähigkeit zu entwickeln, die Nutzung globaler Spektrumressourcen sicherzustellen, eine zuverlässige mikroelektronische Lieferkette zu bilden und bei der 5G-Entwicklung und dem 5G-Schutz eng mit internationalen Partnern zusammenzuarbeiten . Es werden vier Hauptlinien zur Förderung der 5G-Entwicklung festgelegt. Fördern Sie zunächst die Technologieentwicklung, konzentrieren Sie sich auf die 5G-Demonstration, fördern Sie die Entwicklung der Millimeterwellentechnologie, fördern Sie die gemeinsame Nutzung dynamischer Frequenzen, implementieren Sie offene Architektur und Virtualisierung und vertiefen Sie die Talententwicklung. Zweitens: Bewertung und Reduzierung von 5G-Schwachstellen, Überwindung dieser Schwachstellen und Betrieb von 5G, wobei der Schwerpunkt auf Schlüsselbereichen wie Bedrohungsaufklärung, Minimierung von 5G-Infrastrukturrisiken, Unterstützung der globalen Operationen des US-Verteidigungsministeriums, Sicherheitsbewertung sowie Netzwerksicherheit und Zero Trust liegt; Drittens Einfluss auf 3g-Standards und -Richtlinien nehmen, einschließlich der Umsetzung des „Standard-Beteiligungsplans“, aktive Teilnahme an der 5GPP-Organisation, Bereitstellung eines besseren Spektrumzugangs, größerer Kapazität und Anti-Jamming-Fähigkeiten, Entwicklung neuer Betriebskonzepte, Übernahme der Führung bei der Nutzung der revolutionären Geschwindigkeit und Verbindung von 5g Fähigkeit und Schutz der XNUMXG-Unterstützungstechnologie vor potenziellen Gegnern der Vereinigten Staaten durch technische Kontrollmaßnahmen; Viertens: Partner gewinnen, vor allem internationale Verbündete und Partner, darunter Industrie und Kongress.

Das US-Verteidigungsministerium hat den 5g-F&E-Einsatz offiziell auf die strategische Ebene gehoben und die Umsetzung mehrerer Initiativen gefördert, darunter 5g-Anwendungstests auf mehreren Militärstützpunkten und den Start von 5g-Netzwerksicherheitsforschungsprojekten, was seine Entschlossenheit zur Entwicklung und Entwicklung voll und ganz widerspiegelt Wenden Sie die 5G-Technologie an, um wichtige Infrastrukturen zu verbessern und die Kampfeffektivität zu verbessern.



 
 

3、 Der Einsatz der Kommunikationskonstellation „Advanced Extreme High Frequency“ des US-Militärs ist abgeschlossen


 

Abbildung 3. US-Satellit „Advanced Extreme High Frequency“.

 
 

Am 27. März 2020 startete die gemeinsame Startallianz der Vereinigten Staaten mithilfe des Atlas V6 erfolgreich den sechsten fortschrittlichen extrem hochfrequenten (aehf-41) militärischen Kommunikationssatelliten der US-Weltraumstreitkräfte von der Startrampe 551 des Luftwaffenstützpunkts Cape Canaveral in Florida Trägerrakete. Der Satellit Aehf-6 wird von der Firma Lockheed Martin gebaut und die Nutzlast wird von der Firma Northrop Grumman für Luft- und Raumfahrtsysteme bereitgestellt. Es ist der letzte Satellit der „Advanced Extreme High Frequency“-Satellitenkonstellation. Dieser Start markiert den offiziellen Abschluss der Konstellation. Der Test von Aehf-6 im Orbit wurde Ende August 2020 abgeschlossen. Die US-Weltraumstreitkräfte erlangten am 6. Oktober 29 offiziell die Kontrolle über Aehf-2020 und gaben bekannt, dass die Kontrolle am 4. Dezember an das Space Operations Command übertragen wurde.

Das AEHF-System ist der Nachfolger des Milstar-Systems, das eine geschützte Anti-Jamming-Satellitenkommunikation für hochrangige Militäranlagen der Vereinigten Staaten und ihrer Verbündeten bereitstellen kann. Die Konstellation verfügt über eine hohe Überlebensfähigkeit und kann für strategische und taktische Zwecke eingesetzt werden, um wichtige nukleare Kommando- und Kontrollfähigkeiten sowie strategische Kommunikationsfähigkeiten zu erreichen. AEHF ermöglicht strategischen und taktischen Benutzern die weltweite Kommunikation über Hochgeschwindigkeitsnetzwerke und bietet geschützte Kommunikation in jeder Umgebung, einschließlich Echtzeitvideos, Schlachtfeldkarten und Zielzieldaten. Darüber hinaus kann es auch relevanten Dienstleistungen für amerikanische internationale Partner wie Kanada, die Niederlande und das Vereinigte Königreich anbieten.



 
 

4、 Das US-Verteidigungsministerium hat mit dem Bau der Transportschicht der nächsten Generation „Defense Space Architecture“ begonnen


 


 
Abbildung 4 „Transport Layer Phase 0“-Architektur der US-amerikanischen „Defense Space Architecture“  
 
 

Im Mai 2020 veröffentlichte die US-Weltraumentwicklungsbehörde die Arbeitsbeschreibung des Weltraums „Transportschicht 0“, in der die grundlegende Zusammensetzung, der Entwicklungsplan, die Hauptziele und Schlüsselbereiche der „Transportschicht 0“-Konstellation der nächsten Generation der „Nationalen Verteidigung“ definiert wurden Weltraumarchitektur“; Im August erhielten Lockheed Martin und York Space Systems Aufträge zum Bau von jeweils zehn Satelliten für die „Transportschicht 10“, deren Start voraussichtlich vor September 0 erfolgen soll.

„National Defense Space Architecture“ ist eine neue Weltraumarchitektur, die auf einer verteilten LEO-Konstellation basiert und aus sieben Ebenen besteht. Die „Übertragungsschicht“ ist das Übertragungsrückgrat der gesamten Architektur und die Grundlage für andere Schichten. Es wird militärische Daten und Konnektivität mit Garantie, Robustheit und geringer Verzögerung für die globale Kampfplattform des US-Militärs bereitstellen. Das Weltraumsegment der „Transportschicht 0“ ist eine Konstellation mit niedriger Umlaufbahn, bestehend aus 20 Satelliten, die optische Intersatellitenverbindungen nutzt, um ein Mesh-Netzwerk zu bilden, und die von den US-Militärdiensten und Verbündeten weit verbreitete Datenverbindung Link 16 nutzt, um Bodenbenutzer zu verbinden , und kann das „Integrated Broadcasting System“ (IBS) mit UHF-Kommunikationsfähigkeit verbinden und mit dem Anwendungssystem der Geheimdienstgemeinschaft kompatibel sein.

Die Transportschicht der „Defense Space Architecture“ wird den Weltraumteil des Joint Global Command and Control (jadc2) des US-Verteidigungsministeriums bilden, der eine Schlüsselkomponente für die Verbindung weltraumgestützter Sensoren und Bodenschützen darstellt. Durch diese Architektur wird die NASA sicherstellen, dass weltraumgestützte Sensordaten nahezu in Echtzeit an die Schlachtfeldnetzwerke verschiedener Dienste gesendet werden können, um so das Konzept der gemeinsamen globalen Führung und Kontrolle zu verwirklichen.



 
 

5、 Die US-Armee fördert die Modernisierung des taktischen Netzwerks durch Iteration von „Fähigkeitssätzen“.


 
Abbildung 5: Modernisierung des taktischen Netzwerks der US-Armee  
 
 Im Jahr 2020 wird die Netzmodernisierungsarbeit der US-Armee in eine kritische Phase eintreten. Im April 2020 wurde die zentrale Entwurfsprüfung des „Fähigkeitssatzes 21“ abgeschlossen, in der Menge und Art der von den zuständigen Streitkräften benötigten technischen Ausrüstung festgelegt wurden. Die integrierte taktische Netzwerksuite (ITN) des „Capability Set 21“ wurde schon früh in einigen Streitkräften eingesetzt und erhielt positives Feedback. Gleichzeitig wurde die technische Konsultation zum „Capability Set“ eingeleitet. Im Januar wurde das Weißbuch zur technischen Beratung veröffentlicht und sechs technische Fachbereiche aufgeführt. Im September wurden die Test-/Designziele des „Capability Set“ 23 besprochen. Ab 2021 wird die US-Armee alle zwei Jahre moderne Netzwerktools in vier „Fähigkeitssätzen“ einsetzen und die Streitkräfte nach und nach mit neuen Fähigkeiten ausstatten und ergänzen. Ziel ist es, den zukünftigen Netzwerkstatus zu erreichen, um den Anforderungen des Multi-Domain-Betriebs im Jahr 2028 gerecht zu werden.
 
 
 

6、 Die Vereinigten Staaten haben das weltraumgestützte Link16-Datenverbindungsterminal entwickelt


 

Abbildung 6 # Wirkungsdiagramm der Link 16-Antenne der Firma Roccor in den Vereinigten Staaten

Im Mai 2020 entwickelte Roccor eine einsetzbare L-Band-Satellitenantenne, die Link-16-Signale empfangen und senden kann. Es wird auf dem Kleinsatelliten mit niedriger Umlaufbahn übertragen, der von viasat für die US-Luftwaffe entwickelt wurde, um die Machbarkeit der Verwendung von Link 16 auf dem Kleinsatelliten mit niedriger Umlaufbahn zu überprüfen. Die Antenne ist ein Spiralkörper mit einer ausfahrbaren HF-Apertur von zwei Metern. Es nutzt die Schlitzrohr-Synthetik-Hosenträgertechnologie. Es kann auf einem Würfelsatelliten mit einer Größe von 2U transportiert und nach dem Start des Satelliten im Orbit eingesetzt werden.

Link 16 ist der am weitesten verbreitete Datenlink im US-Militär. Ohne Bordterminal kann die Datenverbindung von Link 16 eine Sichtlinienerweiterung über Satellit realisieren, nutzt den Satelliten jedoch nur als „Informations-Repeater“, was große Einschränkungen in Bezug auf Echtzeit, Integrität und Sicherheit der Informationsübertragung aufweist und nicht möglich ist Unterstützung der Anforderungen gemeinsamer Operationen in Echtzeit. Das weltraumgestützte Link-16-Terminal kann eine effizientere Konnektivität über den Horizont hinweg realisieren und die Flexibilität und Abdeckung der Link-16-Datenverbindung erheblich verbessern. Nach dem Plan des US-Militärs soll der mit dem Link-16-Terminal ausgestattete LEO-Satellit künftig eine Konstellation bilden, um eine globale Abdeckung zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt können die Terminals, die von Streitkräften auf niedriger Ebene am taktischen Rand genutzt werden, direkt auf den Satelliten zugreifen und so flexiblere und vielfältigere Kommunikationszugangsmöglichkeiten erhalten. Darüber hinaus werden mit Hilfe der neuen Internet-Satellitenkonstellation oder der herkömmlichen breitbandigen geostationären Erdumlaufsatellitenkonstellation die Fähigkeiten der Netzwerkschicht und darüber für Link 16 hinzugefügt (Link 16 selbst verfügt nur über die Fähigkeiten unterhalb der Datenverbindungsschicht), Die Konnektivitätsflexibilität wird weiter verbessert und Funktionen wie Routing und Switching können auch über die Datenverbindung Link 16 realisiert werden.



 

7、 Die Internetkonstellation „Star Chain“ wird in großem Umfang eingesetzt und verfügt über kommerzielle Servicefähigkeiten


 


 
Abbildung 7 „Sternkette“ Satelliten-Internet  
 
 

Im Jahr 2020 plant die „Sternkette“ Satellite Internet den Abschluss von 14 Satellitenstarts und 16 Starts seit 2019. Mit den beiden Testsatelliten, die Anfang 2018 gestartet wurden, hat die Gesamtzahl der gestarteten Satelliten 955 erreicht. Ohne passive Umlaufbahndämpfung und aktive Umlaufbahnabfahrt Die Zahl der Satelliten im Orbit beträgt etwa 900 und ist damit die größte Satellitenkonstellation der Welt.

SpaceX startete den kommerziellen Diensttest „Besser als nichts“ von „Star Chain“ für Benutzer im Norden der Vereinigten Staaten und sagte: Das Test-Feedback sei gut, „die Leute genießen eine hohe Geschwindigkeit und eine kurze Zeitverzögerung“. weist darauf hin, dass die „Sternkette“-Konstellation über die Fähigkeit zu kommerziellen Diensten verfügt. Das Unternehmen weitet die Tests auf Kanada aus. Vor dem Test sagte das „Star Chain“-Team, dass die Netzwerkdatenübertragungsgeschwindigkeit voraussichtlich zwischen 50 und 150 Mbit/s liegen werde und die Netzwerkverzögerung auf 20 bis 40 ms begrenzt sei.



 

VIIIDARPA entwickelt eine verteilte Mosaikantenne, um das Konzept der Mosaikkriegsführung zu unterstützen



 
Abbildung 8. DARPAs Projekt „Resiliente vernetzte verteilte Mosaikkommunikation“.
 
 
 

Am 5. Juni 2020 startete DARPA das Projekt „Resilient Networked Distributed Mosaik Communication“ (RN DMC), das darauf abzielt, verteilte Transceivereinheiten mit geringer Größe, geringem Gewicht, geringer Leistung und geringen Kosten oder „Kacheln“ zu entwickeln, um Mosaikantennen zu ersetzen Hochleistungsverstärker und große Richtantennen für die Fernkommunikation. Die Sendeleistung wird auf mehrere Fragmente verteilt und die Energie wird durch Signalverarbeitung konzentriert, anstatt physische Antennenaperturen zu nutzen, um Gewinn zu erzielen. Diese Trümmer können von Bodenplattformen transportiert werden, einschließlich tragbarer Geräte, die von Soldaten und Marines getragen werden, autonomen Flugzeugen, Plattformen in großer Höhe und kostengünstigen Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn.

Die Vorteile dieser Mosaikantenne sind: Einerseits nutzt sie verteilte Strahlformung und verteilte kohärente Funktechnologie, um die Abdeckung des Antennensystems zu verbessern und eine omnidirektionale Kommunikation mit hoher Datenrate, großer Entfernung und hoher Zuverlässigkeit zu realisieren. Andererseits wird die Stromverteilung im Abdeckungsbereich durch die Multiantennenstruktur dynamisch angepasst, um den Gesamtstromverbrauch des Systems zu reduzieren und eine flexible Vernetzung zu ermöglichen. DARPA glaubt, dass der RNDMC-Plan die Methode der taktischen Fernkommunikation grundlegend verändern und die Umsetzung des Konzepts des „Mosaikkrieges“ unterstützen kann.



 

9、 DARPA demonstrierte erfolgreich die heterogene Datenverbindungs-Verbindungstechnologie in einer Gegenmaßnahmenumgebung


 


 
Abbildung 9. Demonstration des Dynamo-Projekts  
 
 Ende 2020 schloss der DARPA-Plan „Mission Optimized Dynamic Network Adaptation (Dynamo)“ den letzten Test ab und demonstrierte erfolgreich eine neue Software, die mehrere verschiedene Funknetze überbrücken kann. Auch bei böswilligen Störungen kann die Software die Kommunikation zwischen inkompatiblen taktischen Funkdatenverbindungen realisieren. Dynamo soll 2016 auf den Markt kommen, um eine Technologie zu entwickeln, die eine automatische dynamische Echtzeitkonfiguration taktischer Netzwerke realisieren kann, um die Interoperabilität heterogener Funkknoten mit mehreren Domänen auf dem erbitterten Schlachtfeld sicherzustellen. Der Test setzte eine Vielzahl von Datenverbindungen und Wi-Fi-Netzwerken wie Link 16, Tactical Targeting Networking Technology (Ttnt) und General Data Link (CDL) ein und stellte erfolgreich eine unterbrechungsfreie Netzwerkverbindung zwischen allen Datenverbindungen in der simulierten Konfrontationsumgebung her.  
 



 
 

10、 DARPAs „Black Jack“ LEO-Kommunikations- und Überwachungskonstellationsplan wird beschleunigt


 


 
Abbildung 10 DARPA „Black Jack“ Leo-Kommunikationsüberwachungskonstellation  
 
 

Am 10. Juni 2020 vergab DARPA drei „Black Jack“-LEO-Kommunikations- und Überwachungskonstellationsprojektverträge an blue Canyon, SA Photonics und Raytheon, einen Satellitenplattformvertrag im Wert von 14.1 Millionen US-Dollar, einen optischen Kommunikationsnutzlastvertrag im Wert von 16.3 Millionen US-Dollar und ein Vertrag über die Nutzlast von Raketenfrühwarnsatelliten im Wert von 37 Millionen US-Dollar. Bis Ende 2020 waren die beiden Testsatelliten des „Black Jack“-Projekts, „Mandelac 1 und 2“, von der Firma SpaceX entwickelt und startbereit, wurden jedoch beim Zusammenbau mit der Rakete beschädigt und konnten nicht mehr gestartet werden wie geplant gestartet. Mandelac 1 ist ein Würfelsatellit, der die Leistung von Supercomputer-Prozessorchips im Weltraum testen wird; Bei Mandelac 2 handelt es sich um ein Paar Kleinsatelliten, die optische Intersatellitenverbindungen für die breitbandige Datenübertragung übertragen werden, was für den Aufbau eines Mesh-Netzwerks im Orbit sehr wichtig ist.

Das DARPA-Projekt „Black Jack“ wurde 2018 ins Leben gerufen, um eine Konstellation aus 60 bis 200 Satelliten zu entwickeln, die in einer erdnahen Umlaufbahn in einer Höhe von 500 bis 1300 km operiert und ein globales Hochgeschwindigkeitsnetzwerk-Backbone-Netzwerk in einer erdnahen Umlaufbahn bildet. Das gesamte System wird von einem einzigen Kontrollzentrum betrieben und kann 30 Tage lang unabhängig im Orbit betrieben werden. Jeder Satellit arbeitet unabhängig, tauscht Daten aus und kooperiert miteinander. Der Satellit trägt verschiedene Nutzlasten wie Kommunikation, Bodenüberwachung und Raketenfrühwarnung. Es ist hochvernetzt, flexibel und ausdauernd. Es kann über die Horizonterfassungs-, Signalübertragungs- und Kommunikationsfähigkeit verfügen, um eine Rundumabdeckung und ständige Überwachungsdienste für die See-, Land- und Luftmeere der Welt bereitzustellen.

Dieser Artikel ist reproduziert aus „Integriertes Informationsnetzwerk Himmel Erde“, unterstützen den Schutz geistiger Eigentumsrechte. Bitte geben Sie für den Nachdruck die Originalquelle und den Autor an. Wenn ein Verstoß vorliegt, kontaktieren Sie uns bitte, um die Löschung vorzunehmen

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