Pendekatan Sistem Terbuka Modular (MOSA) yang baru membuka pintu kepada kemungkinan yang lebih inovatif, seperti yang dijelaskan oleh Paul Garnett.

Beberapa tahun kebelakangan ini, tentera AS dan UK menggunakan seni bina terbuka sebagai alternatif pilihan untuk elektronik khusus dan eksklusif teknologi reka bentuk. Inisiatif Commercial-off-the-Shelf (COTS) pertama kali diperkenalkan pada tahun 1994 tetapi, boleh dikatakan, pergeseran paradigma sebenar berlaku pada tahun 2019, ketika AS DoD mengeluarkan memorandum yang mewajibkan penggunaan Pendekatan Sistem Terbuka Modular (MOSA) untuk semua sistem senjata maju dan yang kemudian dibuat undang-undang, yang memerlukan semua program pemerolehan pertahanan (MDAP) dirancang dan dikembangkan menggunakan MOSA.

Menurut DoD, penggunaan penyelesaian MOSA akan "menyokong evolusi kemampuan dan teknologi yang lebih cepat sepanjang kitaran hayat produk melalui penggunaan seni bina modulariti, piawaian sistem terbuka, dan amalan perniagaan yang sesuai.” Antara piawaian sistem terbuka berkaitan MOSA yang disokong oleh pembekal COTS ialah modul, piawaian satah belakang dan casis yang ditakrifkan oleh persatuan perdagangan VITA, termasuk papan dan pesawat belakang OpenVPX (VITA 3) faktor bentuk 6U dan 65U, Suite Piawaian Terbuka Modular C5ISR (CMOSS) dan Senibina Sistem Terbuka Sensor (SOSA), yang sedang berfungsi ke arah revnya. 1 keluaran, pada tahun ini.

Perpindahan ke MOSA didorong oleh hakikat bahawa setiap kemampuan atau fungsi baru yang ditambahkan ke platform adalah sistem lengkap dengan subsistemnya sendiri, penduaan fizikal dan logik komponen meningkatkan kerumitan dan kos. Ini adalah pendekatan yang tidak dapat dipertahankan, terutama kerana platform dan anggaran terus menyusut.

Interoperabiliti adalah satu lagi masalah penting dengan penyelesaian diskrit dan tertutup. Penyelesaian tertutup berdasarkan teknologi yang tepat dirancang untuk beroperasi secara terpisah. Akibatnya, mereka sangat sukar dan memakan masa untuk digunakan di platform di mana sistem dan orang mesti bekerjasama untuk memastikan keselamatan personel dan kejayaan misi. Mereka juga mencabar untuk mempertahankan dan memperbaiki, terutama jika vendor tidak lagi menyokongnya, atau sudah tidak lagi berniaga.

Penggunaan komponen MOSA menjanjikan untuk memendekkan laluan ke medan baharu teknologi untuk mengalahkan ancaman yang muncul.

Terdapat beberapa standard terbuka termasuk: Open Mission Systems / Universal Command and Control Interface (OMS / UCI); Senibina Sistem Terbuka Sensor (SOSA); Persekitaran Kapasiti Udara Masa Depan (FACE) dan Integrasi Kenderaan untuk Interoperabiliti C4ISR / EW (VICTORY)

Usaha moden seperti inisiatif VICTORY Tentera Darat AS dan Generic Vehicle Architecture (GVA) UK membantu membuka jalan ke medan perang moden di mana peningkatan dan pengubahsuaian sistem lebih cepat dan lebih murah.

Spesifikasi VICTORY dilancarkan secara rasmi pada tahun 2010 oleh tentera AS dan konsortium peserta pertahanan dan industri, termasuk Curtiss-Wright, dan mempromosikan penggunaan antaramuka fizikal dan logik standard terbuka antara subsistem LRU pada kenderaan tempur C4ISR / EW, mengurangkan masalah yang ditimbulkan oleh pendekatan 'bolt-on' untuk meletakkan peralatan pada kenderaan tentera. Pelaksanaannya memungkinkan kenderaan beroda taktikal dan sistem tempur darat untuk memulihkan ruang yang hilang sambil mengurangkan berat badan dan menjimatkan tenaga.

Selain itu, ia membolehkan sistem platform berkongsi maklumat dan memberikan gambaran bersepadu kepada kru. Terlebih lagi, VICTORY menyediakan seni bina terbuka yang membolehkan platform menerima teknologi masa depan tanpa memerlukan reka bentuk semula yang ketara.

Di atas: MPMC-9335 adalah komputer misi lasak faktor bentuk 3U OpenVPX yang sesuai dengan GVA

Sama seperti VICTORY, GVA memberi mandat kepada seni bina terbuka, modular, dan berskala dalam reka bentuk kenderaan darat. Piawaiannya berlaku elektronik dan infrastruktur kuasa, antara muka mekanikal, Antaramuka Mesin Manusia (HMI) dan Sistem Pemantauan Kesihatan dan Penggunaan (HUMS). Di mana VICTORY secara khusus bertujuan untuk menyediakan arsitektur untuk sistem C4ISR / EW, GVA memainkan peranan yang lebih luas di seluruh platform kenderaan darat.

Piawai Teknikal SOSA menentukan kerangka kerja umum untuk menukar sistem sensor ke seni bina sistem terbuka. Dengan begitu banyak sistem sensor yang ada dan yang muncul untuk dipertimbangkan, tujuan SOSA Consortium, untuk "membenarkan fleksibiliti dalam pemilihan dan pemerolehan sensor dan subsistem yang menyediakan pengumpulan, pemrosesan, eksploitasi, komunikasi, dan fungsi yang berkaitan dengan sensor sepanjang siklus hidup penuh sistem C4ISR, ”sangat penting.

Inisiatif standard SOSA pada mulanya dikembangkan sebagai sebahagian daripada konsorsium FACE. Piawaian SOSA serasi dengan piawaian FACE dan OMS, dan mereka memanfaatkan sebilangan standard VITA, termasuk VITA 65, standard OpenVPX yang memastikan interoperabilitas di antara penyelesaian COTS yang digunakan untuk membuat subsistem dan sistem.

Peningkatan Kebolehoperasian

Penyelesaian COTS modular dan kasar memberikan interoperabiliti dan fleksibiliti yang diperlukan untuk menyatukan sistem yang pantas untuk digunakan di semua ruang aplikasi.

CMOSS menentukan mekanisme perkongsian di seluruh lapisan perisian, perkakasan, dan rangkaian. Untuk menentukan mekanisme ini, standard CMOSS memanfaatkan:

• Piawaian VICTORY untuk interoperabiliti rangkaian
• Standard OpenVPX untuk menggabungkan kad dalam casis biasa
• Standard Modular Open RF Architecture (MORA) untuk berkongsi sumber RF
• Piawaian FACE untuk mudah alih perisian

Terdapat perbincangan mengenai memasukkan WAJAH dalam definisi Unit Pemprosesan Bersama VICTORY.

Dengan penyelesaian COTS berasaskan standard terbuka, organisasi tidak lagi dipaksa untuk memilih penawaran eksklusif dari vendor tertentu. Sebaliknya, mereka mempunyai kebebasan dan fleksibiliti untuk memilih penyelesaian daripada pilihan vendor yang jauh lebih luas yang beroperasi dalam persekitaran yang lebih kompetitif.

Landskap yang lebih kompetitif ini memberikan pemaju sistem akses ke rangkaian fungsi yang lebih luas, garis masa ketersediaan, dan titik harga sehingga mereka dapat menjaga program sesuai spesifikasi, tepat waktu, dan sesuai anggaran. Mereka juga dapat memilih jalan keluar yang terbaik untuk menghadapi tantangan, dan bukan satu-satunya penyelesaian yang ditawarkan oleh vendor yang sesuai dengannya.

Dalam beberapa kes, masuk akal dari perspektif kemampuan dan kos untuk memilih penyelesaian yang berbeza dari vendor yang berbeza dan menggabungkannya. Selagi setiap penyelesaian dirancang dan terbukti memenuhi kehendak dalam standard terbuka yang relevan, risiko dalam mengambil pendekatan ini dapat diatasi. Strategi multivendor juga membolehkan pertahanan dan organisasi aeroangkasa menyebarkan risiko di pelbagai vendor.

Setelah sistem digunakan, pematuhan standard dan interoperabiliti terbuka membolehkan kitaran penyegaran teknologi lebih cepat, lebih mudah dan lebih kerap. Sistem, kad, dan komponen dapat ditukar dengan versi terkini. Dan, versi yang diperbaharui itu tidak harus datang dari vendor asal, memberikan peluang untuk memasukkan pengganti yang lebih canggih, mesra SWAP, atau menjimatkan kos.

Di atas: VPX3-1260 adalah komputer papan tunggal OpenUVPX 3U yang lasak berdasarkan pemprosesan Intel 9th ​​"Coffee Lake Refresh" Xeon E-2276ME generasi ke-XNUMX berprestasi tinggi

Dengan tema yang serupa, kemampuan untuk memilih penyelesaian yang sesuai dari mana-mana vendor memungkinkan untuk memperoleh dan menggunakan teknologi terkini yang tersedia untuk mengatasi atau mengatasi ancaman tertentu.

Akhirnya, interoperabiliti antara komponen sistem meningkatkan tahap ketersediaan operasi kerana jauh lebih mudah untuk memastikan rantaian bekalan jangka panjang yang boleh dipercayai untuk alat ganti dan alat ganti. Akibatnya, pendekatan keseluruhan pengurusan siklus hidup dapat diadopsi yang dapat mengurangi risiko dan meningkatkan pengembalian pelaburan teknologi dalam jangka panjang.

Menurunkan SWaP-C

Ruang di dalam kenderaan tentera adalah premium, dan dengan sekatan yang ketat terhadap apa yang boleh dimuatkan oleh kenderaan tentera di dalamnya, bahagian dalaman yang penuh dengan banyak sistem, kabel, dan bekalan kuasa menghadkan jumlah bekalan yang dapat dibawa dan menghalang pengalaman dalam kenderaan.

Senario ini menjadi semakin umum apabila teknologi telah berkembang, hasil dari kenderaan tentera yang dipasang dengan kemampuan baru atau yang ditingkatkan. Dari segi sejarah, menambahkan fungsi bermaksud melengkapkan kenderaan dengan sistem mandiri baru. Masing-masing unit pengganti talian ini (LRU) dilengkapi dengan kabel dan bekalan kuasa sendiri, dan mengintegrasikan LRU bermaksud mencari ruang untuk menampung semua peralatan ini. Lebih-lebih lagi, mencari ruang untuk menambahkan LRU menjadi lebih daripada sekadar jumlah fizikal. Pilihan untuk meletakkan LRU baru mungkin dibatasi oleh pemasangan dan memanfaatkan platform, dan orientasi penyambung LRU dapat menjadikan mencari ruang yang tepat untuk menampung sistem sebagai cabaran.

Piawaian terbuka seperti SOSA dan CMOSS mengalihkan sistem elektronik dari model LRU. Sebagai gantinya, casis dapat dipasang untuk menempatkan LRM, yang dapat diganti untuk meningkatkan fungsi tanpa mengubah jejak fizikal atau periferal sistem. Di samping itu, pelbagai fungsi dapat dimasukkan ke dalam casis tunggal, yang sangat mengurangkan jumlah kotak yang mengambil ruang dalam platform yang dikendalikan oleh SWaP. Kos juga dikurangkan kerana terdapat sedikit peralatan yang perlu dijaga.

Pembentukan MOSA untuk merancang sistem ketenteraan berpotensi untuk mengubah landskap secara signifikan bagi vendor COTS dan pelanggan mereka. Dengan menurunkan kos, mendorong interoperabilitas dan persaingan dan memberikan teknologi canggih ke medan perang dengan lebih cepat, standard terbuka menjanjikan untuk memberikan keupayaan baru yang penting kepada pejuang. Senibina terbuka membuka pintu kepada banyak kemungkinan baru!