Novos sistemas de combate definidos para conquistar o futuro com novas opções de conectividade

JADC2 é uma iniciativa do Departamento de Defesa (DoD) para conectar sensores de todas as áreas militares em uma única rede. Um dos muitos benefícios dessa iniciativa será a melhoria da
comunicação entre os serviços e um tempo de resposta mais
rápido a situações que requerem decisões imediatas.

Os desafios de conectividade na implementação do conceito JADC2 são imensos. O JADC2 tem como objetivo conectar todos os soldados, dispositivos inteligentes e sistemas de armas de todos os domínios: ar, terra, mar, espaço e ciberespaço. O objetivo é habilitar um comando distribuído que cumpra as metas da missão usando qualquer recurso disponível, em qualquer lugar. Por exemplo, o Exército dos Estados Unidos está treinando soldados com monitores head-up fixados em capacete (HUDs) que usam realidade aumentada para aprimorar sua consciência situacional. 

Uma versão militarizada de óculos inteligentes de realidade mista usados comercialmente, esses
aparelhos fornecem um Sistema Integrado de Aumento Visual (IVAS). Esta nova tecnologia exibe imagens térmicas e 3D, miras direcionais da bússola e miras de armas — tudo isso enquanto permite que o soldado veja o terreno através da lente sem distrações do tipo smartphone.

Imagine estar no campo de batalha e virar uma tela transparente do seu capacete, escaneando a paisagem para identificar amigo ou inimigo. E não é apenas
identificação e localização: O exame visual também determina o estado de saúde e
prontidão do esquadrão. Sensores biométricos embutidos no uniforme e
outros equipamentos vestíveis podem detectar muito mais do que apenas sinais vitais. 

Comandantes localizados no campo de batalha ou remotamente podem obter uma riqueza de informações de soldados, incluindo:      

• Quantidade de descanso/sono 
  
• Hidratação
• Foco
• Alerta 
• Açúcar no sangue 
• Estado metabólico e reserva de energia 
• Adaptação de altitude 
• Quantidade de munição 
• Níveis de bateria 
• Exposição potencial a produtos químicos e materiais tóxicos

Algoritmos podem tirar dados do ambiente aliados a dados de sensores biométricos e extrapolar a necessidade de suprimentos e outros critérios de reforço. Também conhecido como HUD 3.0, o IVAS também beneficia o campo de batalha maior, fornecendo informações táticas, como reconhecer um lançador de mísseis de aeronaves inimigas e, em seguida, transmitir coordenadas para a rede para que ativos amigáveis possam destruí-lo rapidamente.

Os produtos comerciais prontos para uso normalmente não são projetados para ambientes robustos
ou para exigir requisitos de SWaP (Size, Weight and Power – Tamanho, peso e potência) da
aplicação. Portanto, eles não podem enfrentar os desafios de conectividade dessas
novas aplicações. Para funcionar como uma plataforma de combate integrada, o IVAS utilizará
a nova ASA (Adaptive Squad Architecture, Arquitetura de Esquadrão Adaptável) do Exército dos EUA. Não é uma arquitetura aberta
, a ASA especifica como os componentes se interconectam em uma rede onde
a troca de dados segura em larga escala é usada para impedir o acesso inimigo.

Suportando comunicações de rede de "qualquer sensor, qualquer atirador", a ASA também visa otimizar o SWaP de equipamento de soldado, que muitas vezes derruba a balança em mais de 120 libras. Para informar as decisões baseadas em dados na velocidade da missão, várias infraestruturas baseadas em nuvem estão em andamento, como a proposta de Joint Enterprise Defense Infrastructure (JEDI) e a solução de nuvem corporativa Cloud One da Força Aérea dos EUA.

Conectar-se com uma nuvem DoD para análise de dados usando inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML) pode fornecer respostas em tempo real para perguntas como: Onde está o adversário? Onde estão minhas tropas? Minhas tropas estão preparadas para se envolver com armamentos adequados? Eles têm suprimentos suficientes?

JADC2, JEDI e IVAS criam desafios significativos de largura de banda e SWaP que estão impulsionando grandes melhorias nos produtos de conectividade do sistema de combate. Baterias, cabos e dispositivos devem se interligar com outros componentes dos soldados. Isso inclui o número crescente de sensores e dispositivos de computação embutidos em equipamentos de soldado que funcionam em uma Internet das Coisas Militares (IoMT) ou Internet das Coisas de Campo de Batalha (IoBT).

De pedômetros em botas a sensores de frequência cardíaca em armaduras torácicas, os sensores e dispositivos de computação usados pelos soldados podem fornecer valiosa biometria consciente do contexto sobre a condição física de um soldado. No entanto, a complexidade de permitir conectividade individual, de esquadrão, comando e nuvem durante o combate apresenta desafios assustadores para os designers militares de eletrônica.

Para suportar essas aplicações avançadas e melhorar a última geração de tecnologias de campo de batalha, uma série de antenas avançadas, sensores, interconexões, fios e cabos e acessórios de chicotes de fios estão agora disponíveis. Para começar, considere os componentes de conectividade utilizados na camada física do link de transmissão de dados.

O design robusto emprega um mecanismo de acoplamento de separação push-pull que permite conexões rápidas e desconexões de ação única. O.C.H. Os Micro Conectores Circulares atendem aos rigorosos requisitos mecânicos e de desempenho da MIL-STD-810G. Conchas robustas de alumínio estão disponíveis com revestimento de níquel químico e revestimento seletivo antirreflexivo de zinco/níquel preto, inserções termoplásticas e seis ou sete contatos de liga de cobre banhados a ouro e níquel. Além disso, eles têm várias opções de chaveamento para garantir o acoplamento adequado em ambientes de campo de batalha exigentes.


Além disso, a concha de alumínio e a inserção termoplástica fornecem um pacote pequeno e leve para equipamentos usados por soldados. Os conectores são classificados para temperaturas de operação que vão de -18 °C a +71 °C quando crimpados a um fio 22 AWG e também são resistentes a choques e vibrações, bem como interligados com muitos outros produtos Nett Warrior.

Por exemplo, O.C.H. Os Micro Conectores Circulares da TE Connectivity abordam uma variedade de desafios de conectividade, sejam os dispositivos eletrônicos usados em um humano ou fixados em veículos de combate terrestre. Originalmente desenvolvidos para o programa Nett Warrior do Exército dos EUA, estes pequenos conectores leves foram projetados para futuros equipamentos de soldado, incluindo:

• Cabos de colete de soldados 
• Baterias 
• Antenas 
• Sistemas de comunicação 
• Hubs de energia 
• Rádios 
• Veículos militares

Cabos de ligação de dados de alta velocidade para sistemas de combate devem transmitir sinais e dados com alta fidelidade, fornecer energia para dispositivos conectados e suportar ambientes adversos. Claro, o protocolo Ethernet facilita a rota de dados com quase tudo, em todos os lugares. Mas para os equipamentos de soldado, os cabos volumosos de oito fios de Categoria 6 estão fora de questão. Felizmente, a camada física Ethernet (PHY) pode usar dois fios em uma configuração Ethernet (SPE) de um par único, comumente conhecida como 100BASE-T1.     

O cabo SPE robusto está sendo posicionado como uma plataforma para a Internet das Coisas Industriais (IIoT). Para atender aos requisitos de confiabilidade eletrônica da aviação, a TE introduziu recentemente o sistema Mini-ETH SPE que faz referência ao padrão ARINC 854 a ser emitido em breve. Usando apenas um par de fios, os conjuntos Mini-ETH oferecem tamanho substancial, peso e economia de custos em relação aos designs personalizados tradicionais, usando três ou quatro pares de fios por cabo de Ethernet.

O cabo Mini-ETH é qualificado para a operação de 200 MHz e 100 Mb/s a comprimentos de link de 15 m (49 pés). Além disso, a TE tem um roteiro para suportar velocidades de dados de 1 Gb/s e 10 Gb/s a 40 m (131 pés) comprimentos de link e frequências acima de 750 MHz, bem como novos projetos de conectores para suportar frequências e velocidades mais altas.

Uma versão PoDL (Power-over-Data-Line) também está planejada.

Originalmente introduzidos para telas, sensores, data hubs e outros componentes eletrônicos em aeronaves, os cabos compactos Mini-ETH e conectores também são candidatos para novos sistemas de combate onde reduções de tamanho e peso podem ser benéficas.

Para aplicações back-end militares e de defesa, como aviso de mísseis, comunicação por rádio, sistemas remotos de armas e controle de fogo, um novo cabo Ethernet de Categoria 7 foi desenvolvido, oferecendo velocidades de 100 Gb/s acima de 15 m (49 pés) e revertendo para 10 Gb/s em distâncias mais longas. Os cabos TE Raychem Cat 7 são blindados individualmente, cabos de quatro pares que cumprem os requisitos de IEC 61156-6 e usam fio 26 AWG conforme exigido em certas aplicações militares e aeroespaciais.

No mundo de hoje e de amanhã, soldados desmontados no campo dependem da superioridade informacional instantânea no campo de batalha. Os conectores, cabos e acessórios para esses sistemas de soldados estão disponíveis e em produção agora.

Fabricantes experientes também podem projetar produtos que atendam às necessidades em evolução e ajudem a indústria de defesa a desenvolver soluções que conquistem desafios atuais e futuros. Saiba mais sobre os sistemas de soldados e dispositivos vestíveis da TE Connectivity.  

• Novas estratégias de campo de batalha que conectam soldados desmontados para táticas de “qualquer sensor, qualquer atirador” estão impulsionando mudanças tecnológicas em equipamentos digitais, habilitadas em parte por interconexões avançadas.
• Os sistemas conjuntos de comando e controle de domínio total (JADC2) facilitarão para os militares a tomada de decisões informadas em um ritmo rápido.
• O equipamento de soldado leve e vestível fornece informações biométricas valiosas para cada indivíduo, melhorando a segurança no campo de batalha.
• As soluções Ethernet originalmente projetadas para aplicações de aviação também atendem aos requisitos de conectividade, confiabilidade e peso para combate em ambientes adversos.