Концепция построения и этапы совершенствования объединенной системы распределения тактической информации JTIDS

Концепция построения и этапы совершенствования объединенной системы распределения тактической информации JTIDS

2

КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ И ЭТАПЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТАКТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ JTIDS.

(аналитический обзор)

УДК 621.396

Содержание:

1. Предпосылки возникновения концепции сетей тактической радиосвязи.

2. Основные этапы совершенствования системы.

3. Общие сведения о системе JTIDS, ее функциональные возможности.

4. Особенности организации МДВР. Структура сигналов, используемых в системе.

5. Типы сообщений, циркулирующих в системе. Режимы предоставления СВИ.

6. Возможности JTIDS как системы с применением принципов комбинированного расширения спектра системных сигналов.

7. Синхронизация системы.

7.1Временная синхронизация сети.

7.2Синхронизация сигналов по задержке (синхронизация, обусловленная применением широкополосных сигналов и ППРЧ).

8.Навигационное обеспечение системы.

9. Организация сетей на базе радиостанций системы JTIDS и применения принципов кодового разделения и ППРЧ.

10. Радиостанции JTIDS. Возможности по их сопряжению и интеграции в другие военные системы распределения информации.

11.Перспективы совершенствования объединенной системы распределения тактической информации JTIDS.

Литература.

1. Предпосылки возникновения концепции сетей тактической радиосвязи

Основные концепции строительства ВС ведущих стран, развития их военной науки предусматривают в первую очередь обеспечение гарантированного информационного превосходства над противником. В связи с этим войска оснащаются системами автоматизации управления и информационными системами, которые требуют постоянного роста пропускной способности систем связи, а, следовательно, увеличения скорости передачи данных радиостанциями. Довольно ограниченные возможности радиостанций в режиме передачи данных не отвечают потребностям ВС в ОТЗУ. Однако в настоящий момент в системах управления современных армий важное место занимают радиосети, использующие новые принципы организации связи, основной задачей которых является обеспечение функционирования АСУ войсками и оружием. Это многофункциональные автоматизированные цифровые системы распределения данных и привязки к местности на основе пакетной радиосвязи. На них возлагаются следующие задачи: сбор, распределение и передача информации разного типа по сети в формате времени близком к реальному; дистанционное управление тактическими объектами, выполняющими определенные операции; целеказание системам ВТО и доведение результатов целеуказания до командиров всех рангов; передача формализованных сообщений о тактической обстановке и речевых сообщений в интересах всех видов вооруженных сил; определение географических координат своих подразделений и обеспечение этими данными потребителей с возможностью реализации режимов автоматического засекречивания и ретрансляции данных, включая, если это необходимо, космический сегмент, в случае если между ними отсутствует прямая связь. Добавим, что особое внимание в современных сетях радиосвязи уделяется повышению защищенности от организованных преднамеренных помех; скрытности передачи любых видов информации, ее засекречиванию; гибкому доступу абонентов различных приоритетов к необходимым и доступным только для данной категории пользователей данным; обеспечение ЭМС со всеми другими существующими и разрабатываемыми РЭС. [5]

Примерами таких перспективных систем связи, функционирующих в соответствии с новыми принципами организации сетей тактической радиосвязи, являются американская JTIDS, которая обслуживает все виды ВС США, аналогичные по сфере применения системы MIDS и BOWMAN, развертываемые в странах НАТО, а также формируемые в ОТЗУ СВ США сети, построенные в соответствии с концепцией «Тактический Интернет»(Tactical Internet).

В настоящее время система распределения тактической информации JTIDS рассматривается военно-политическим руководством США в качестве основной системы тактической радиосвязи, вопросам совершенствования которой уделяется пристальное внимание. Целью всех мероприятий, проводимых по совершенствованию системы, является воспрепятствование возможному противнику США захвата превосходства в информационной сфере.

Информация о системе JTIDS достаточно редко встречается в публикациях специализированных изданий периодической печати, в том числе и на страницах всемирной сети Internet (в большей степени на ее иноязычных ресурсах) [4,15,16]. Приведенные в этих источниках сведения о системе носят, зачастую, отрывочный, а иногда, и вовсе противоречивый характер, и не отличаются полнотой и глубиной анализа всех особенностей построения и функционирования исследуемой системы. Это в ряде случаев, способствует формированию ошибочных представлений об истинных технических возможностях и боевом предназначении JTIDS в системе боевого управления войсками и оружием.

Целью данного обзора является подробный объективный анализ текущего состояния, систематизация и обобщение современных технических возможностей JTIDS с учетом существующих и перспективных планов командования ВС США по ее совершенствованию. В последующих статьях цикла планируется детальное поэтапное рассмотрение концепции технического совершенствования системы JTIDS, как обеспечивающей подсистемы единой системы управления войсками и оружием, и сопутствующего этому комплексу организационных мероприятий, проводимых специалистами в области связи по сопряжению рассматриваемой системы с другими перспективными военными цифровыми многофункциональными системами связи стран-участниц альянса НАТО, а также освещение проблемных вопросов теории РЭБ в контексте объединенной JTIDS .

2. Основные этапы совершенствования системы

Объединенная система распределения тактической информации JTIDS (Joint Tactical InformationDistribution System) разрабатывалась в соответствии с крупномасштабной программой в интересах всех видов вооруженных сил США и НАТО по заказу Министерства Обороны США.

Концепция системы складывалась в течение десятилетия интеграции независимых программ создания перспективных средств связи, управления и навигации.

Исторически первой на этом пути была программа создания помехозащищенной навигационной системы TACAN/DME. Исследования по этой программе в начале 60-х годов в значительной мере определили в дальнейшем выбор частотного диапазона и параметров базового импульса для системы JTIDS.

Однако уже к середине 60-х годов выяснилось, что на базе сигналов TACAN/DME не удается создать совмещенную систему связи, управления и навигации. В конце 60-х годов ВВС и ВМС инициировали ряд НИОКР по программам, получившим названия:

ITNS -- интегрированная тактическая навигационная система;

ITACS -- интегрированная система управления тактической авиацией ВМС;

SEEK BUS -- программа создания помехозащищенной системы связи для ВВС.

Программа ITNS предопределила концепцию навигационного обеспечения системы JTIDS. По программе ITACS разработаны основные методы сигналообразования, принятые в системе JTIDS. Программа SEEK BUS была направлена на создание помехозащищенных средств связи в интересах системы AWACS

Учитывая, что разработки по независимым программам привели к близким техническим решениям, руководство НИУ МО (DDR&E) рекомендовало всем видам вооруженных сил учредить единую программу создания помехозащищенной системы передачи информации с возможностями относительной навигации. В 1974 г. произошла интеграция программ ITNS, ITACS и SEEK BUS в единую программу JTIDS[1].

В рамках такой кооперации удалось достаточно быстро выработать единый подход к формированию принципов построения всех компонентов единой системы связи JTIDS.

Разработка системы JTIDS велась в два этапа. На первом для ВВС и Армии США разрабатывался вариант системы JTIDS 1 с временным уплотнением несущих частот и связью с большим количеством абонентов. Основное назначение такой системы -- обеспечение обмена информацией с целью организации планирования и управления совместными боевыми действиями сухопутных войск и авиации. Для системы JTIDS 1 разрабатывались терминалы двух классов.

Многогранные возможности JTIDS 1, основанной на базовых принципах, наряду с явными преимуществами по сравнению с военными тактическими радиосистемами более раннего периода, выявили целый ряд ограничений системы, что обусловило тенденцию к ее постепенному совершенствованию. На втором этапе развития JTIDS 1 было намечено два пути:

первый - для ВМС и корпуса морской пехоты США был создан вариант системы JTIDS 2 в целях увеличения пропускной способности и гибкости системы, предполагающий принципиально новый режим МДВР- DTDMA (distributed TDMA) - т.н. распределенный МДВР (с перемежением сообщений) с временной развязкой и коллективным доступом к информации. В системе JTIDS 2 в отличие от системы JTIDS 1 отсутствует жесткая структура временных интервалов между импульсами. Импульсы сигнала от каждого абонента распределяются псевдослучайно во времени и чередуются c импульсами от других абонентов так, что одновременно может передаваться и приниматься большое количество сообщений. Сохранив преемственность к базовой структуре сигнала, рабочему диапазону частот, принципам кодирования, быстрой ППРЧ от импульса к импульсу в системе JTIDS 1, JTIDS 2 воплотила в себе новые принципы каналообразования, синхронизации и управления системой, организации радиосетей на базе объединенной системы. Для системы JTIDS 2 разрабатывались терминалы трех классов. Стоит отметить, что функциональные возможности терминалов однотипных классов обеих систем, и соответствующее этому их назначение и решаемые задачи, строго говоря, имеют достаточные различия, что необходимо учитывать при анализе возможностей JTIDS в целом.

второй - в интересах расширения возможностей по эффективному обмену речевой информацией был предложен режим ATDMA (advanced TDMA) - т.н. расширенный МДВР, который позволил с высокой эффективностью использовать возможности цифровой радиосистемы под нужды речевых служб. Данная концепция впоследствии получила название EJS (enhanced JTIDS). EJS является двухдиапазонной системой связи. При этом существующий диапазон частот отводится для учений и обеспечения взаимодействия с уже разработанными радиостанциями JTIDS. Другой диапазон предназначен для обеспечения линий связи с высокой степенью помехозащищенности посредством сигналов, формат и кодирование которых представляют вариант стандартных сигналов JTIDS. Наряду с передачей речи в цифровой форме со скоростью 16 и 2,4 кбит/с с применением вокодерных технологий, также предусматривается передача данных в системе EJS. Засекречивание информации осуществляется посредством модуля помехозащищенного кодирования KGV-8. Такой модуль обеспечивает засекречивание речи, а также формирование ПСП для расширения спектра и управления скачкообразным изменением частоты. [2,3]

В 80-е годы руководство Армии и Морской пехоты, убедившись в ограниченных возможностях разрабатываемой под их эгидой системы определения местоположения PLRS, провела ряд программ по созданию усовершенствованного варианта системы - EPLRS, и приняло решение совместно с другими видами войск о разработке новой интегрированной системы PJH (PLRS - JTIDS Hybrid). При этом обозначились направления совершенствования составляющих единой системы радиосвязи PJH: радиостанции системы JTIDS обеспечивают высокоскоростную передачу данных в звене бригада-дивизия, а радиостанции системы EPLRS -- низкоскоростную передачу данных в частях и подразделениях бригады. При обеспечении взаимодействия с другими видами ВС предпочтение отдается радиостанциям JTIDS. Также в состав интегрированной PJH включены т.н. сетевые центры управления, предназначенные для централизованного управления сетями радиостанций систем JTIDS и EPLRS. Представляет интерес топология системы PJH, которая функционирует на основе ряда ЭВМ-сетей с коммутацией пакетов, алгоритм функционирования которых осуществляется в соответствии с усовершенствованным протоколом Х.25, ориентированным специально под военные цели, в отличие от своего коммерческого аналога, не сопоставимого с протоколом Link-16 JTIDS. Военный вариант Х.25 имеет программно-аппаратные средства, преобразующие сообщения формата Х.25 сети EPLRS в сообщения формата Link-16 сети JTIDS системы PJH. В рамках обеспечения всеобъемлющего информационного превосходства над противником, повышения оперативности и эффективности взаимодействия и управления различными родами и видами войск, предусматривается применение в системе PJH ретрансляции оперативной информации с задействованием спутниковых линий связи, доступ к которым осуществляется сопряженными с сетями PJH специальными мобильными станциями спутниковой связи, функции управления которыми принадлежат сетевым центрам управления. [1,4].

3. Общие сведения о системе JTIDS, ее функциональные возможности

Многогранность задач использования системы, послужило предпосылкой для создания качественно новой системы связи, способной в интересах реализации принципа разделенной обработки данных для обмена и распределения тактической информации в оперативно-тактическом звене управления (ОТЗУ) всех видов вооруженных сил. Наряду с обеспечением помехозащищенного непрерывного обмена засекреченной информацией между различными потребителями в звене управления JTIDS предназначена для решения таких задач, как навигация и опознавание подвижных объектов, управление и наведение систем высокоточного оружия (ВТО) любого варианта базирования - наземного, морского, воздушного и космического; управление беспилотными летательными аппаратами, автоматической ретрансляции оперативных данных между информационными системами различного назначения, в случаях, когда расстояние между ними превышает дальность прямой геометрической видимости, что в конечном итоге позволяет осуществить обмен данными на расстояниях до 900 км [1,4,10] а, учитывая возможность использования космического связного сегмента ретрансляции данных, позволяет вести обмен в глобальных масштабах.

Пропускная способность этой системы достаточна для обслуживания широко рассредоточенных тактических элементов управления и контроля самолетов, БЛА, надводных кораблей, подводных лодок и других объектов, которые будут являться как источниками, так и потребителями информации.

С технической точки зрения JTIDS является совершенной радиотехнической системой реализующей передовые технологии передачи тактической информации различного типа и предназначения, высокопроизводительные программно-аппаратные методы ее обработки и адресации, оперативные способы контроля и управления сложными пространственно разнесенными объектами.

Функционирование JTIDS основано на комбинированном методе расширения спектра сигналов (РС): за счет ППРЧ (FH-Frequency Hopping) несущей базового импульса и фазовой манипуляции минимальным сдвигом 32-х элементным псевдослучайным кодом (метод прямой последовательности DS-Direct Sequence). Применение в системе комбинированного метода РС является следствием того, что базовые методы PC не всегда могут применяться в чистом виде. В общем случае комбинированные сигналы используются тогда, когда имеют место противоречивые требования к тем или иным характеристикам РЭС, удовлетворить которым невозможно за счет какого-либо одного вида модуляции, что в конечном итоге и нашло практическое применение при реализации системы JTIDS.[3,6]

Режим работы с расширением спектра (РС) сигналов и применением принципов корректирующего кодирования снижает вероятность обнаружения и перехвата передаваемой информации в сложной радиоэлектронной обстановке (РЭО), а также снижает возможности РЭП системы в целом.[1,4]

4. Особенности организации МДВР. Структура сигналов, используемых в системе

В режиме МДВР каждому абоненту (пользователю) выделяется периодически стандартный временной интервал СВИ (также именуемый кадром) для приема или передачи информации, циркулирующей в той или иной сети, входящей в систему связи JTIDS, причем, необходимый ресурс связи распределяется путем предоставления каждому абоненту всего спектра канала в течение отведенного ему СВИ. Таким образом, время в сети разбито на интервалы, кадры. Промежутки времени, разделяющие используемые кадры, называются защитными интервалами (ЗИ).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5