5G is een game-wisselaar voor de militaire toepassing

Ondanks dat de implementatie van 5G nog in de kinderschoenen staat, heeft de belofte van communicatie met hoge snelheid, hoge bandbreedte en lage latentie zijn positie als een van de kerncomponenten van toekomstige toepassingen al verstevigd. Nu het Amerikaanse ministerie van Defensie zwaar investeert in 5G-mogelijkheden, is het duidelijk dat het gebruik van 5G door het leger niet beperkt zal blijven tot het slagveld. Hun wens om de efficiëntie over de hele linie te verbeteren, lijkt te worden vervuld met de nieuwe 5G-applicaties die aan deze timing- en synchronisatieproducten worden toegevoegd.

Er zijn verschillende manieren waarop de militaire capaciteit zal worden verbeterd dankzij deze nieuwe en opwindende ontwikkeling. In combinatie met de vooruitgang op het gebied van kunstmatige intelligentie (AI) en de verhoogde verwerkingskracht die wordt geboden door de volgende generatie processors en gedistribueerde systemen, zal 5G toepassingen mogelijk maken, waaronder autonome voertuigen, virtuele en augmented reality en slimme steden. De enorme hoeveelheid informatie die dankzij deze mogelijkheden kan worden gedeeld, zal bijna realtime besluitvorming mogelijk maken in situaties die de huidige militaire communicatienetwerken niet kunnen bieden.

Met Microchip's erfgoed op het gebied van militaire tijdsbepalingsapparatuur die teruggaat tot 1938, hebben we voortdurend gezien dat technologie de militaire efficiëntie verbetert door middel van een reeks oplossingen. Ons portfolio is uitgebreid met frequentie-, timing- en synchronisatieproducten, waaronder SAW-filters, kristaloscillatoren, GNSS-gedisciplineerde oscillatoren en meer. We hebben gewerkt aan beveiliging, betrouwbaarheid en beveiligde communicatie die wordt gebruikt in autonome wapens om er maar een paar te noemen, waarbij onze producten de risico's verminderen, de productiviteit verhogen en de missietijd door de jaren heen versnellen. Daarom is het voor ons duidelijk dat de vooruitgang die wordt geboekt met 5G-technologie van vitaal belang is en wanneer we de capaciteiten van het leger verder willen uitbreiden, is het duidelijk dat we deze nieuwe technologie die wordt ontwikkeld, moeten omarmen.

Op het slagveld

Als we naar het slagveld kijken, zijn er veel manieren waarop 5G-toepassingen kunnen verbeteren hoe efficiënt het leger samenwerkt. Elke nieuwe ontwikkeling zal samenwerken in het creëren van een meer methodische aanpak met tactische en strategische voordelen.

• Battlefield-sensoren zullen in vele vormen worden gebruikt, waardoor commandanten continu bijgewerkte informatie krijgen. De sensoren kunnen aan veel dingen worden bevestigd, waaronder een camera op de helm van een soldaat, radars op vliegtuigen en ze kunnen worden geïntegreerd in een gecombineerde inlichtingenstroom. Dit zal helpen de chaos te elimineren en orde te scheppen door middel van intelligentie, communicatie en controle.
• Augmented reality-displays voor een piloot in een cockpit of een infanteriesoldaat in een bunker zullen zorgen voor situationeel bewustzijn dat voorheen onbereikbaar was. Het leger kan objecten in het gezichtsveld van de piloot automatisch labelen met informatie over afstand, snelheid, peiling en hoogte. Daarom, wanneer een potentiële dreiging door de sensoren wordt opgepikt, projecteert het deze informatie naar de piloot of infanteriesoldaat.
• Virtual reality zal verbeterde operaties van voertuigen op afstand voor lucht-, land- en zeemissies mogelijk maken.

Buiten het slagveld

Het gebruik van 5G door het leger is niet beperkt tot het slagveld. Militaire installaties zullen de efficiëntie op verschillende andere gebieden kunnen verbeteren, waaronder:

• Zoals blijkt uit het persbericht van het ministerie van Defensie, worden slimme magazijnactiviteiten met snelle downloads en een latentie van minder dan 15 milliseconden, met behulp van 380 MHz spectrum in de middenband en mmWave mogelijk gemaakt door 5G-toepassingen. Deze ontwikkeling zal helpen bij een verbetering van de werking van autonome voertuigen voor voorraadbeheer, machine learning voor voorraadtracering en virtual reality-toepassingen om de efficiëntie van het personeel te verbeteren.
• Volgens onderzoek van Dr. Paul A. Young zal telegeneeskunde aanzienlijk worden verbeterd met behulp van 5G, waardoor overal ter wereld realtime virtuele en digitale medische ondersteuning wordt geboden. Daardoor krijgen medische zorgverleners toegang tot realtime gegevens en krijgen ze de mogelijkheid om in een fractie van een seconde beslissingen te nemen die van cruciaal belang zijn voor zorgomgevingen.
• Het transport van troepen zal ook efficiënter worden dankzij de 5G-mogelijkheden die soldaten, voertuigen, commandoposten, schepen, satellieten en vliegtuigen verbinden met consistente informatie.

Kritieke elementen van 5G-netwerken

Frequentiecontrole, timing en synchronisatie zijn cruciale elementen van alle 5G-netwerken. Om de hoge bandbreedte en lage latentievereisten te ondersteunen, zijn hoogfrequente oscillatoren met lage faseruis en smalbandige SAW-filters essentieel om de kanaalafstand te garanderen.

IEEE 1588-grootmeesters zijn nodig om de tijd over een netwerk te verdelen en te synchroniseren tot op nanoseconden nauwkeurig. Atoomklokken met een nauwkeurigheid van minder dan een microseconde bij langdurige uitval van het Global Navigation Satellite System (GNSS) zijn vereist voor veerkracht.

Militaire 5G-toepassingen voegen een extra laag complexiteit toe aan deze functionele blokken, omdat de apparaten moeten overleven en werken in ruwe omgevingen en obstakels moeten overwinnen, zoals krachtige stoorsignalen, vanwege de brede bandbreedtes die door 5G-systemen worden gedekt. Jammers zullen het millimetergolfbereik moeten volgen om systemen op korte afstand te blokkeren. Het is ook belangrijk dat de op een soldaat gemonteerde apparaten licht van gewicht zijn, op batterijen werken en de extreem snelle temperatuur, schokken en trillingen van een luchtdruppel kunnen overleven. Ten slotte moeten de op het land, in de lucht en op zee gemonteerde apparaten werken en synchroniseren in elk van de unieke trillings- en temperatuuromgevingen die door deze toepassingen worden gepresenteerd.

Ondanks deze obstakels is het echter duidelijk dat de nieuwe timing- en synchronisatieproducten met 5G toepassingen hebben een enorm potentieel en zouden de sleutel kunnen zijn tot het verbeteren van de communicatienetwerken van het leger.

Geschreven artikel: David Chandler, productlijnmanager, Microchip Technology Inc.