La nouvelle approche modulaire des systèmes ouverts (MOSA) ouvre les portes à des possibilités plus innovantes, comme l'explique Paul Garnett.

Les deux dernières années ont vu les militaires américains et britanniques adopter des architectures ouvertes comme alternative préférée à l'électronique personnalisée et propriétaire. sans souci dessins. L'initiative commerciale sur étagère (COTS) a été introduite pour la première fois en 1994 mais, sans doute, le véritable changement de paradigme a eu lieu en 2019, lorsque le DoD américain a publié un mémorandum rendant obligatoire l'utilisation de l'approche modulaire des systèmes ouverts (MOSA) pour tous les systèmes d’armes à venir et qui ont ensuite été adoptés, exigeant que tous les programmes d’acquisition de défense (MDAP) soient conçus et développés à l’aide d’un MOSA.

Selon le DoD, l'utilisation de solutions MOSA «soutiendra une évolution plus rapide des capacités et des technologies tout au long du cycle de vie du produit grâce à l'utilisation de architecture modularité, normes de systèmes ouverts et pratiques commerciales appropriées. Parmi les normes de systèmes ouverts liées à MOSA prises en charge par les fournisseurs COTS figurent les module, les normes de fond de panier et de châssis définies par l'association professionnelle VITA, y compris les cartes et fonds de panier OpenVPX (VITA 3) aux facteurs de forme 6U et 65U, la suite de normes ouverte modulaire C5ISR (CMOSS) et l'architecture de système ouvert de capteur (SOSA), actuellement en vigueur vers son rév. 1 sortie, cette année.

Le passage à MOSA est motivé par le fait que chaque nouvelle capacité ou fonction ajoutée à une plate-forme est un système complet avec ses propres sous-systèmes, la duplication des éléments physiques et logiques. composants électriques augmente la complexité et les coûts. C'est une approche non durable, d'autant plus que les plates-formes et les budgets continuent de diminuer en taille.

L'interopérabilité est un autre problème important avec les solutions discrètes et fermées. Les solutions fermées basées sur des technologies propriétaires sont conçues pour fonctionner de manière isolée. En conséquence, ils sont très difficiles et longs à déployer sur des plates-formes où les systèmes et les personnes doivent travailler ensemble pour assurer la sécurité du personnel et le succès de la mission. Ils sont également difficiles à entretenir et à réparer, en particulier si le fournisseur ne les prend plus en charge ou a cessé ses activités.

L'utilisation des composants MOSA promet de raccourcir le chemin vers de nouveaux champs sans souci pour vaincre les menaces émergentes.

Il existe plusieurs normes ouvertes, notamment: les systèmes de mission ouverts / l'interface universelle de commande et de contrôle (OMS / UCI); Architecture de systèmes ouverts de capteurs (SOSA); Future Airborne Capability Environment (FACE) et intégration de véhicules pour l'interopérabilité C4ISR / EW (VICTORY)

Les efforts modernes tels que l'initiative VICTORY de l'armée américaine et l'architecture de véhicule générique (GVA) du Royaume-Uni contribuent à ouvrir la voie à un champ de bataille moderne où les mises à niveau et les modifications du système sont plus rapides et moins coûteuses.

La spécification VICTORY a été officiellement lancée en 2010 par l'armée américaine et un consortium de participants de la défense et de l'industrie, y compris Curtiss-Wright, et promeut l'utilisation d'interfaces physiques et logiques standard ouvertes entre les sous-systèmes LRU sur les véhicules de combat C4ISR / EW, atténuant ainsi le problèmes créés par l'approche «boulonnée» de la mise en service de l'équipement sur les véhicules militaires. Sa mise en œuvre permet aux véhicules tactiques à roues et aux systèmes de combat au sol de récupérer l'espace perdu tout en réduisant le poids et en économisant de l'énergie.

De plus, il permet aux systèmes de plate-forme de partager des informations et de fournir une image intégrée aux équipages. De plus, VICTORY fournit une architecture ouverte qui permet aux plates-formes d'accepter les technologies futures sans avoir besoin d'une refonte importante.

Ci-dessus: Le MPMC-9335 est un ordinateur de mission robuste à 3 emplacements 3U OpenVPX compatible GVA

Semblable à VICTORY, GVA impose des architectures ouvertes, modulaires et évolutives dans la conception de véhicules terrestres. Ses normes s'appliquent à papier et les infrastructures électriques, les interfaces mécaniques, les interfaces homme-machine (IHM) et les systèmes de surveillance de la santé et de l'utilisation (HUMS). Là où VICTORY vise spécifiquement à fournir une architecture pour les systèmes C4ISR / EW, GVA joue un rôle plus large sur l'ensemble de la plate-forme de véhicules terrestres.

La norme technique SOSA définit un cadre commun pour la transition des systèmes de capteurs vers une architecture de systèmes ouverts. Avec autant de systèmes de capteurs existants et émergents à prendre en compte, l'objectif du consortium SOSA est de «permettre une flexibilité dans la sélection et l'acquisition de capteurs et de sous-systèmes qui fournissent la collecte, le traitement, l'exploitation, la communication et les fonctions associées des le système C4ISR », est extrêmement important.

L'initiative de normalisation SOSA a été initialement développée dans le cadre du consortium FACE. Les normes SOSA sont compatibles avec les normes FACE et OMS, et elles s'appuient sur un certain nombre de normes VITA, y compris VITA 65, la norme OpenVPX qui garantit l'interopérabilité entre les solutions COTS utilisées pour créer des sous-systèmes et des systèmes.

Interopérabilité accrue

Les solutions COTS modulaires et renforcées offrent l'interopérabilité et la flexibilité nécessaires pour intégrer rapidement des systèmes adaptés au déploiement dans tous les espaces d'application.

CMOSS définit des mécanismes de partage entre les couches logicielles, matérielles et réseau. Pour définir ces mécanismes, les normes CMOSS s'appuient sur:

• Normes VICTORY pour l'interopérabilité des réseaux
• Norme OpenVPX pour combiner des cartes dans un châssis commun
• Norme MORA (Modular Open RF Architecture) pour le partage de ressources RF
• Norme FACE pour la portabilité des logiciels

Il y a des discussions sur l'inclusion de FACE dans la définition de l'unité de traitement partagé VICTORY.

Avec les solutions COTS basées sur des normes ouvertes, les entreprises ne sont plus obligées de choisir les offres propriétaires d'un fournisseur particulier. Au lieu de cela, ils ont la liberté et la flexibilité de choisir des solutions parmi une sélection beaucoup plus large de fournisseurs qui opèrent dans un environnement plus compétitif.

Ce paysage plus compétitif permet aux développeurs de systèmes d'accéder à une plus large gamme de combinaisons de fonctionnalités, de délais de disponibilité et de prix afin qu'ils puissent maintenir les programmes conformes aux spécifications, à l'heure et au budget. Ils peuvent également choisir la solution optimale pour le défi à relever, plutôt que la seule solution proposée par le fournisseur auquel ils sont liés.

Dans certains cas, il sera logique du point de vue des capacités et des coûts de choisir différentes solutions de différents fournisseurs et de les combiner. Tant que chaque solution est conçue et éprouvée pour répondre aux exigences des normes ouvertes pertinentes, le risque lié à cette approche est gérable. Une stratégie multifournisseurs permet également aux organisations de défense et d'aérospatiale de répartir les risques entre plusieurs fournisseurs.

Une fois le système déployé, la conformité aux normes ouvertes et l'interopérabilité permettent des cycles d'actualisation de la technologie plus rapides, plus faciles et plus fréquents. Les systèmes, cartes et composants peuvent simplement être remplacés par des versions mises à jour. Et ces versions mises à jour ne doivent pas nécessairement provenir du fournisseur d'origine, ce qui offre la possibilité d'incorporer des remplacements plus sophistiqués, plus conviviaux pour SWaP ou rentables.

Ci-dessus: Le VPX3-1260 est un ordinateur monocarte 3U OpenVPX robuste basé sur le processeur hautes performances Intel «Coffee Lake Refresh» Xeon E-9ME de 2276e génération

Sur un thème similaire, la possibilité de choisir une solution appropriée auprès de n'importe quel fournisseur permet d'obtenir et de déployer la technologie la plus à jour disponible pour contrer ou surpasser une menace particulière.

Enfin, l'interopérabilité entre les composants du système augmente les niveaux de disponibilité opérationnelle, car il est beaucoup plus facile de garantir une chaîne d'approvisionnement fiable et à long terme pour les pièces de rechange et les pièces de rechange. En conséquence, une approche de gestion du cycle de vie total peut être adoptée qui réduit les risques et augmente le rendement des investissements technologiques à long terme.

Abaissement du SWaP-C

L'espace à l'intérieur d'un véhicule militaire est limité, et avec des restrictions aussi strictes sur ce qu'un véhicule militaire peut contenir à l'intérieur, un intérieur encombré d'une myriade de systèmes, de câbles et d'alimentations électriques limite la quantité de fournitures pouvant être transportées et entrave le expérience à bord du véhicule.

Ce scénario est devenu de plus en plus courant à mesure que la technologie a évolué, résultant de la modernisation des véhicules militaires avec des capacités nouvelles ou améliorées. Historiquement, l'ajout de fonctionnalités signifiait équiper un véhicule d'un nouveau système autonome. Chacune de ces unités remplaçables en ligne (LRU) était livrée avec son propre câblage et son alimentation, et l'intégration du LRU signifiait trouver de l'espace pour accueillir tous ces équipements. De plus, trouver l'espace pour ajouter un LRU se résume à plus qu'un simple volume physique. Les options pour placer un nouveau LRU peuvent être limitées par les supports et les harnais d'une plate-forme, et l'orientation des connecteurs d'un LRU peut rendre difficile la recherche du bon espace pour accueillir le système.

Les normes ouvertes telles que SOSA et CMOSS éloignent les systèmes électroniques d'un modèle LRU. Au lieu de cela, un châssis peut être installé pour héberger des LRM, qui peuvent être remplacés afin de mettre à niveau les fonctionnalités sans modifier l'encombrement physique ou les périphériques du système. De plus, plusieurs fonctionnalités peuvent être intégrées dans un même châssis, ce qui réduit considérablement le nombre de boîtiers occupant de l'espace dans une plate-forme soumise à des contraintes SWaP. Les coûts sont également réduits car il y a moins de pièces d'équipement à entretenir.

La mise en place de MOSA pour la conception de systèmes militaires a le potentiel de changer considérablement le paysage pour les fournisseurs de COTS et leurs clients. En réduisant les coûts, en favorisant l'interopérabilité et la concurrence et en livrant plus rapidement des technologies de pointe sur le champ de bataille, des normes ouvertes promettent de déployer de nouvelles capacités essentielles pour le combattant. Les architectures ouvertes ouvrent la porte à de nombreuses nouvelles possibilités!