Taktische Kommunikation auf Basis flexibler und dynamischer Informationsnetze

Transkript

1 Frank Hornbach, Client Technical Advisor, Geschäftsbereich Verteidigung Taktische Kommunikation auf Basis flexibler und dynamischer Informationsnetze AFCEA-ZVEI Fachveranstaltung Rheinbach, Middleware for Sensor Networks Christopher Gibson IBM

2 Einige Herausforderungen in der Taktischen Kommunikation Need-to-Know vs. Responsibility-to-Share Virtueller gemeinsamer Info-Raum Erreichbarkeit Echtzeit- und Ereignisorientierung Taktischer Informationsraum Logistik / Logistik / C4ISR Logistik / C4ISR C4ISR

3 Ein kleiner Exkurs - Klassische Mechanismen und Verfahren in der Nachrichtenbasierten Kommunikation Unicast (Point-to-Point) Individuelle Übertragung zwischen Sender und Empfänger Enge Kopplung der Teilnehmer Kommunikation meist auf Basis eines konkreten Informationsbedarfs Nutzlast wird für jeden Empfänger individuell übertragen Multicast Gleichzeitige Übertragung vom Sender zu einer Empfängergruppe Nutzlast erreicht alle Empfänger unabhängig vom Informationsbedarf Verschiedene Spezialformen: z.b. Anycast / Geocast / Broadcast Broadcast ( Rundruf ) Gleichzeitige Übertragung vom Sender zu allen erreichbaren Teilnehmern Lose Kopplung der Teilnehmer Nutzlast erreicht alle Empfänger unabhängig vom Informationsbedarf Quelle: Internet Jedes Verfahren bietet Vor- aber auch Nachteile für die Taktische Kommunikation

4 Nachrichtenbasierte Kommunikation mittels Publish-Subscribe fördert den Leitgedanken des Responsibility-to-Share Produzent Anmeldung von Topics ( Informationskanäle ) beim Broker Eigenverantwortliche Übertragung ( Publish ) von Informationen über das Topic an den Broker Broker Management der Teilnehmer und Topics Empfang der Informationen von den Produzenten Transport der Informationen zu den Abonnementen Konsument Anmeldung beim Broker Individuelles Abonnement auf Topics ( Subscribe ) Automatischer Empfang aller Informationen zu einem Topic Produzent 1 Produzent n Broker Konsument 1 Konsument n Nur relevante Daten werden übertragen (Maßgabe des Produzenten) Bedarfsorientierte Informationsversorgung (Abonnement)

5 Publish-Subscribe ist in der Taktischen Kommunikation auch auf mobilen Plattformen und Systemen effektiv einsetzbar Konsument Konsument Produzent Konsument Konsument Broker Broker Konsument Broker Produzent Taktischer Informationsraum Logistik / Logistik / C4ISR Logistik / C4ISR C4ISR

6 Durch die lose Koppelung der Teilnehmer entstehen flexible, dynamische und mobile Informationsnetze Fahrzeug Zwischen liegende Systeme Basis Informationen anbieten Informationen weiterleiten Abonnement weiterleiten GPS + Multimedia Informationen abonnieren GPS + Multimedia GPS Multimedia µbroker µbroker... µbroker µbroker µbroker Nutzer Ein µbroker (MikroBroker) ist eine ressourcenoptimierte Implementierung eines Broker für die autarke und mobile Nutzung

7 Vernetzte Microbroker in Verbindung mit loser Kopplung führen zu erhöhter Ausfallsicherheit trotz Mobilität Einsatzgebiet Logistik / C4ISR 13 3 Logistik / C4ISR Logistik / 7 C4ISR

8 Das Publish-Subscribe Kommunikationsmodell folgt dem Prinzip der Serviceorientierung Taktischer Service Bus Verteilte Service Registry Platforms, Sensors, and Feeds Service Bus Nodes

9 IBM Generic Platform Service Architecture (GPSA) Dynamische und flexible Informationsnetzwerke für den mobilen Einsatz Geringer Ressourcenbedarf Flexible und dynamische Topologie Lose Koppelung der Teilnehmer Optimiert für die mobile Nutzung unter Einsatzbedingungen Echtzeitnahe und ereignisorientierte Informationsversorgung Unterstützung von Standards Offenes, serviceorientiertes Architekturkonzept Nachrichtenbasierte Kommunikation (auch ad-hoc) Unterstützung von COTS- Plattformen Integration von Systemen, Plattformen und Prozessen + + INSTRUMENTED INTERCONNECTED INTELLIGENT

10 Kurzvorstellung Live-Demonstrator zu GPSA Erläuterungen anhand von ausgewählten Bildschirmfotos eines Live-Demonstrators Live-Demonstrator steht im Nachgang (z.b. in der Pause) zur detaillierten Vorführung zur Verfügung

11 Einheitliche Benutzerschnittstelle für verschiedene Rollen und Ebenen

12 Lagebild mit dynamischen und bedarfsorientierten Inhalten Rollen- und ebenenbezogenes Einsatzlagebild

13 Echtzeitnahe und ereignisorientierte Informationsversorgung Scharfschützen-Warnung im Lagebild

14 Echtzeitnahe und ereignisorientierte Informationsversorgung Telemetrie-Daten (z.b. CANBUS) Live-Video

15 Rollen- und ebenengerechte Informationsversorgung Individuelle Administration der Informationsdienste

16 Experimenteller Prototyp für die Royal Army

17 Beispielhafte Integration mit Taktischen Datenlinks

18 Zusammenfassung Publish-Subscribe... ist ein einsatztauglicher Mechanismus für die taktische Kommunikation... ermöglicht einen flexiblen, dynamischen und ressourcenschonenden Informationsaustausch im Sinne von Responsibility-to-share... unterstützt ein echtzeitnahes und ereignisorientierts Informationsmanagement... setzt das Prinzip der Serviceorientierung effektiv und effizient um Beispielhafte Anwendungsgebiete Übergreifendes operationelles und logistisches Einsatzlagebild Technische und semantische Integration von Systemen, Plattformen und Prozessen im Verbund A-F-W Zustandsbasierte Instandhaltung von Fahrzeugflotten Überwachung und Steuerung von Systemen und Infrastrukturen (IT / non-it)

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21 Dipl.-Ing. (DH) Frank Hornbach Senior IT Architect & Client Technical Advisor IBM Deutschland GmbH Geschäftsbereich Verteidigung IBM Deutschland GmbH Gustav-Heinemann-Ufer Köln Tel.: Where Information technology and buildings meet.

22 Frank Hornbach, Client Technical Advisor, Geschäftsbereich Verteidgung Taktische Kommunikation auf Basis flexibler und dynamischer Informationsnetze AFCEA-ZVEI Fachveranstaltung Rheinbach, Middleware for Sensor Networks Christopher Gibson IBM

23 Backup

24 Architecture of a Fabric Node Sensor Incoming requests (including subscriptions) from neighbouring Fabric Managers and clients Outgoing messages (including published data) to the brokers of neighbouring Fabric Managers Fabric Registry Queries Sensor Bridge Broker Fabric Client (Optional) Fabric Manager Sensor Fabric Registry Fabric Node

25 Examples of Fabric Plug-in Points Sensor/Mission Matching Policy and Security Enforcement Sensor Fabric Bus Transformation and filtering Platforms, Sensors, and Feeds Fabric Registry Fabric Nodes 6 Data Fusion