Взгляд с небес на поле боя

Обозревать поле сражения в Ираке морской пехоте США помогают беспилотные летательные аппараты (БЛА) с видеокамерами на борту. Теперь результаты воздушной разведки, которых раньше приходилось дожидаться часами, доступны в реальном времени. Перед тем как войти в опасный район, военные могут посмотреть, что там происходит в данный момент. "У нас появились глаза в небе", - радуется капитан системного управления корпуса морской пехоты США из г. Куонтико (шт. Виргиния) Дэвид Джоузфорски, который участвует в реализации проекта SatCom (Satellite Communicaitons). Еще пару лет назад между видеосъемкой и просмотром результатов проходило не менее часа, что просто недопустимо там, где реакция должна быть незамедлительной. Как вспоминает Дэн Уайт, вице-президент по разработкам фирмы DataPath (www.datapath.com), производящей портативные спутниковые сетевые решения для вооруженных сил и других потребителей, в те времена система видеоданных занимала целый автофургон. Мало того, что видеоинформация поступала с часовой задержкой, так она еще и невероятно перегружала сеть передачи голоса и данных. В полете БЛА записывал несколько часов аналогового видео, которое преобразовывалось в формат MPEG-1 и транслировалось потребителям по имеющимся каналам связи на скорости порядка 800 кбит/с. "Видеосигнал занимал солидную часть полосы пропускания, и это связывало нам руки", - говорит Уайт.

Старший сержант морской пехоты США Р. Брайан Уорд

с помощью пульта дистанционного управления

руководит взлетом беспилотного самолета-разведчика

в иракском городке Аль-Таккадум

К тому времени как Дэвид Джоузфорски понял, что морская пехота столкнулась с большой проблемой при передаче видеоданных, компания DataPath уже работала в Ираке с каналом связи под названием JNN (Joint Network Node) для сухопутных войск США. Несмотря на то что этот проект был связан не только с видеорешением, Джоузфорски очень понравилось то, как DataPath сумела объединить армейские IP-сети, и он предложил фирме показать какие-нибудь свои варианты для видеопроекта БЛА морской пехоты. Рассчитывать на простое копирование армейского проекта не приходилось, поскольку у морской пехоты есть ряд своих специальных требований. Им, в частности, нужно хранить видеоинформацию, а также транслировать видео в реальном времени с БЛА сразу на несколько командных пунктов.

Получение заказа, по словам Джоузфорски, определялось двумя важными обстоятельствами. Во-первых, нужно было вписаться в выделенные на эти цели бюджетные средства, а во-вторых, реализовать проект всего за 60 дней. И DataPath согласилась уложиться в столь сжатые сроки и справилась с этой задачей, хотя в большинстве случаев развертывание проектов для морской пехоты занимает от 90 до 120 дней. "Мы понимали всю остроту проблемы и необходимость срочности ее решения", - отмечает Уайт. Найденное фирмой решение позволило, во-первых, физически отделить видеоданные от остального сетевого трафика, а во-вторых, организовать распределенное хранение данных по всему иракскому театру военных действий.

С борта БЛА данные видеоразведки передаются по

 спутниковым каналам связи на портативные

устройства DataPath ET 2000

Тестирование системы

Чтобы убедиться в работоспособности системы, Дэн Уайт и проектная группа компании DataPath, прежде чем представить проект на рассмотрение заказчику, собрали тестовую конфигурацию системы. Глобальная вычислительная сеть передачи и хранения видеоинформации VSWAN (Video and Storage Wide Area Network) была пополнена пятью узлами, каждый из которых оснащен портативным устройством DataPath ET 2000, системой Cisco IP/TV, сервером хранения данных емкостью 6 Тб и Web-сервером. Установленная на наземном пункте управления система IP/TV обеспечила сжатие видеосигнала в формат MPEG и его передачу на четыре других узла тестовой сети. "Сеть VSWAN параллельна функционирующей коммуникационной архитектуре, но она тесно с ней связана на уровне локальной сети", - рассказывает Джоузфорски.

Видеоданные отделялись с помощью маршрутизатора VSWAN от основного трафика и, как только они поступали в канал SatCom на удаленном узле, тут же перенаправлялись маршрутизатором тактической сети морской пехоты в локальную сеть данных, где необходимая для трансляции MPEG-4 скорость в 400 кбит/с никаких проблем не создавала, поскольку связь там поддерживается по кабелям Ethernet и оптоволокну с полосой пропускания от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с. "На самом деле это лишь часть сети, - добавляет Джоузфорски. - Между всеми нашими линиями связи есть еще параллельные спутниковые линии".

VSWAN подключается к сети через маршрутизатор RED (Random Early Detection). Вся конфиденциальная информация, подобная видео с БЛА, направляется в особую сеть, известную под названием SIPRNet (Secret Internet Protocol Router Network - закрытая сеть Пентагона). Данные здесь передаются через такие маршрутизаторы и шифруются по категории А согласно классификации Агентства национальной безопасности США. Для этого используются аппаратные шифраторы Taclane Encryptor KG-175 фирмы General Dynamics C4 Systems (www.gdc4s.com). Однако тут возникает проблема. Одно дело - получить видеоматериал, и совсем другое - найти место для его хранения.

Большинство используемых морской пехотой БЛА ведут воздушную видеоразведку в течение 4 ч, а такие, как Boeing ScanEagle, могут находиться в воздухе даже по 12 ч. Многочасовое видео занимает уйму места, и морской пехоте необходимы средства, позволяющие успешно управлять всеми этими терабайтами информации. Чтобы решить задачу, Уайт и его команда дополнили каждый спутниковый терминал DataPath ET 2000 Portable устройством Cisco IP/TV. Каждое такое устройство включает в себя сервер Cisco TV 3441 с диспетчером Program Manager 566 и может подключаться к SIPRNet через Fast Ethernet-коммутатор Cisco 3750. Один час полученной с борта БЛА видеозаписи занимает в формате MPEG-1 около 500 Мб. Таким образом, как показывает простой расчет, в Cisco IP/TV с хранилищем на 6 Тб несложно записать результаты годовой работы всех беспилотных разведчиков. Резервирования в этой системе не предусмотрено. Извлекается видеоинформация из Cisco IP/TV примерно так же, как и из телевизионной приставки Tivo, только очень большой и лишенной многовариантных возможностей поиска.

В этой системе не так надежно, как хотелось бы морским пехотинцам, работает узел запросов видео по требованию. "Над базой данных еще предстоит потрудиться", - признает Джоузфорски. В настоящий момент все видео сохраняется отдельными фрагментами и индексируется по временным меткам. Зная время записи, пользователь может очень быстро найти нужный фрагмент и тут же разослать его по нескольким адресам. Службы поддержки тактических систем морской пехоты США изыскивают возможность построения системы поиска видеоинформации не только по времени, но и по месту съемки.

"Сегодня мы можем более гибко, чем раньше, реагировать на изменение ситуации и намного точнее определять цели, - гордится достигнутыми результатами Джоузфорски - Уже несколько раз мы замечали вооруженных боевиков и даже то, как они устанавливали самодельные взрывные устройства. Ценность такой информации просто невозможно переоценить".

Огромным достоинством новой системы стала не запланированная командованием морской пехоты возможность подключения VSWAN к EPLRS (Enhanced Position Location Reporting System) - радиосети передачи данных в пределах прямой видимости, которой пользуются солдаты для связи в полевых условиях. После того как данные из VSWAN поступают в SIPRNet, они сразу же становятся доступными для всех систем, подключенных к этой закрытой сети, включая и EPLRS. В результате перед тем как войти в подозрительную зону, солдат может просмотреть фрагмент видео в формате MPEG-4, полученный с борта беспилотного самолета-разведчика. Такая информация транслируется со скоростью 10 кадр./с, что требует полосы пропускания 100 кбит/с. "Чем больше участков будет снято на видео и передано в нужные руки, тем лучше каждый боец будет знать о том, с чем он встретится впереди", - заключает Джоузфорски. А Уайт к этому добавляет: "Когда ситуация неясна, очень важно доставить информацию о ней как можно скорее. Это поможет принять правильное решение и, может быть, спасет солдату жизнь".