Een steeds grotere zorg voor het exploiteren van een tactisch communicatienetwerk is de mogelijkheid dat een geavanceerde tegenstander bevriende uitzendingen kan detecteren. Legeronderzoekers ontwikkelden een analysekader dat de rigoureuze studie van de detecteerbaarheid van ultraviolette communicatiesystemen mogelijk maakt, het verstrekken van de inzichten die nodig zijn om aan de eisen van de toekomst te voldoen, veiligere legernetwerken.

Vooral, ultraviolette communicatie heeft unieke voortplantingskenmerken die niet alleen een nieuwe niet-zichtbare optische verbinding mogelijk maken, maar impliceren ook dat de uitzendingen moeilijker te detecteren zijn voor een tegenstander.

Voortbouwend op experimenteel gevalideerde kanaalmodellering, kanaal simulaties, en detectie- en schattingstheorie, het ontwikkelde raamwerk maakt de evaluatie mogelijk van afwegingen die verband houden met verschillende ontwerpkeuzes en de manier van werken van ultraviolette communicatiesystemen, zei Dr. Robert Drost van het Army Research Laboratory van het Amerikaanse leger Combat Capabilities Development Command.

"Hoewel er veel technieken zijn voorgesteld om de detecteerbaarheid van conventionele radiofrequentie te verminderen, of RF, communicatie, de verhoogde atmosferische absorptie van diep-ultraviolette golflengten impliceert dat ultraviolette communicatie, of UVC, heeft een natuurlijke lage waarschijnlijkheid van detectie, of LPD, karakteristiek, ' zei Drost.

"Om deze eigenschap ten volle te benutten, een grondig begrip van de LPD-eigenschappen van UVC is nodig."

Vooral, Drost zei, een dergelijk begrip is essentieel voor het optimaliseren van het ontwerp en de werking van UVC-systemen en -netwerken en voor het voorspellen van de kwaliteit van de LPD-eigenschap in een bepaald scenario, zoals het gebruik van UVC om een ​​commandopost veilig te netwerken met een schatting van de richting en afstand tot de tegenstander.

Zonder een dergelijk voorspellend vermogen, hij zei, gebruikers zouden niet de begeleiding hebben die nodig is om de omvang en limiet van hun detecteerbaarheid te kennen, en dit gebrek aan bewustzijn zou het nut van de LPD-capaciteit aanzienlijk beperken.

De onderzoekers, waaronder drs. Mike Weisman, Fikadu Dagefu, Terrence Moore en Drost van CCDC ARL en Dr. Hakan Arlsan, Oak Ridge Associated Universities postdoctoraal onderzoeker in het lab, hebben dit aangetoond door hun raamwerk toe te passen om een ​​aantal belangrijke inzichten te verkrijgen met betrekking tot de LPD-kenmerken van UVC, inclusief:

LPD-mogelijkheden zijn relatief ongevoelig voor een aantal systeem- en kanaaleigenschappen, wat belangrijk is voor de robuustheid van de LPD-eigenschap Tegenstrijdige zichtlijndetectie van een niet-zichtlijncommunicatieverbinding is niet zo belangrijk als men zou kunnen vrezen. Misschien tegen de intuïtie in, besturing van een UVC-zender lijkt in veel gevallen geen effectieve strategie om detectie te verminderen.

Voorafgaande modellering en experimenteel onderzoek hebben aangetoond dat UVC-signalen op lange afstand dramatisch verzwakken, wat leidt tot de hypothese dat UVC een fundamentele LPD-eigenschap heeft, zei Drost. Echter, er is weinig moeite gedaan om deze eigenschap rigoureus en nauwkeurig te kwantificeren in termen van de detecteerbaarheid van een communicatiesignaal.

"Ons werk biedt een raamwerk dat de studie van de fundamentele limieten van detecteerbaarheid mogelijk maakt voor een ultraviolet communicatiesysteem dat voldoet aan de gewenste communicatieprestatie-eisen, ' zei Drost.

Hoewel dit onderzoek is gericht op toepassingen op langere termijn, hij zei, het richt zich op de moderniseringsprioriteit van het leger op netwerken door het fundamentele begrip van een nieuw communicatievermogen te ontwikkelen, met als doel de Soldier netwerkconnectiviteit te bieden ondanks uitdagende omgevingen met vijandige activiteiten.

"De toekomstige communicatie- en netwerkuitdagingen waarmee het leger wordt geconfronteerd, zijn enorm, en het is essentieel dat we alle mogelijke middelen onderzoeken om die uitdagingen te overwinnen, Drost zei. "Ons onderzoek zorgt ervoor dat de gemeenschap het fundamentele begrip heeft van het potentieel en de beperkingen van het gebruik van ultraviolette golflengten voor communicatie, en ik ben ervan overtuigd dat dit inzicht de ontwikkeling van toekomstige netwerkmogelijkheden van het leger zal helpen. Het uitvoeren van fundamenteel onderzoek dat de besluitvorming en legertechnologieën beïnvloedt, is waarom we voor het leger werken, en het is zeer bevredigend om te weten dat ons werk uiteindelijk de oorlogsjager zal ondersteunen in zijn of haar missie."

De onderzoekers gaan momenteel door met het ontwikkelen van een verfijnd begrip van de beste manier om ultraviolette communicatie te ontwerpen en te bedienen. en een belangrijke volgende stap is de toepassing van dit raamwerk om de detecteerbaarheid van een netwerk van ultraviolette communicatiesystemen te begrijpen.

Een andere belangrijke inspanning betreft de experimentele karakterisering, verkenning en demonstratie van deze technologie in een praktisch netwerk met behulp van ARL's Common Sensor Radio, een geavanceerde mesh-netwerkradio die is ontworpen om robuuste en energiezuinige netwerken te bieden.

Dit onderzoek ondersteunt het essentiële onderzoeksprogramma FREEDOM (Foundational Research for Electronic Warfare in Multi-Domain Operations) van het laboratorium, namelijk het bestuderen van de integratie van low-signature communicatietechnologieën met geavanceerde camouflage- en loktechnieken.

Volgens Drost, het werk is ook een opstap naar het bestuderen van hoe ultraviolette communicatie en andere communicatiemodaliteiten, inclusief conventionele radiofrequentiecommunicatie, kunnen samenwerken in een naadloos en autonoom uiterst heterogeen netwerk, die volgens de onderzoekers nodig zijn om de voordelen van individuele nieuwe communicatietechnologieën volledig te benutten.

Naarmate ze verdere vooruitgang boeken op deze fundamentele onderzoeksvragen, de onderzoekers blijven nauw samenwerken met hun transitiepartner bij het CCDC C5ISR (Command, Controle, Computers, communicatie, cyber, Intelligentie, Surveillance and Reconnaissance) Centrum om ultraviolette communicatie naar de overgang op kortere termijn naar de oorlogsjager te duwen.