Объединенная система распространения тактической информации
 |
Объединенная система распределения тактической информации (JTIDS) представляет собой L-диапазона сетевую радиосистему с распределенным множественным доступом с временным разделением каналов (DTDMA) , используемую Министерством обороны США и их союзниками для поддержки потребностей в передаче данных , в основном в сфере противовоздушной и противоракетной обороны. Он создает с расширенным спектром сигнал с использованием частотной манипуляции (FSK) и фазовой манипуляции (PSK) для распределения излучаемой мощности по более широкому спектру (диапазону частот), чем при обычной радиопередаче. Это снижает восприимчивость к шуму, помехам и перехвату. В множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA) JTIDS (аналогично технологии сотового телефона) каждый временной интервал (например, 1 секунда) делится на временные интервалы (например, 128 в секунду). Вместе все 1536 временных интервалов в 12-секундном интервале называются «кадром». Каждый временной интервал «пакетируется» (передается) последовательно на нескольких разных несущих частотах. Внутри каждого слота фазовый угол пакета передачи варьируется для обеспечения PSK. Каждому типу передаваемых данных назначается слот или блок слотов (канал) для управления обменом информацией между группами участия пользователей. В традиционной TDMA частоты слотов остаются фиксированными от секунды к секунде (от кадра к кадру). В JTIDS TDMA частоты слотов и/или назначения слотов для каждого канала не остаются фиксированными от кадра к кадру, а изменяются псевдослучайным образом. Назначения слотов, частоты и информация зашифрованы, чтобы обеспечить соединение между компьютерами для поддержки любого типа военной платформы, включая ВВС Истребители и ВМФ подводные лодки .
Полная разработка JTIDS началась в 1981 году, когда был заключен контракт с Singer-Kearfott (позже GEC-Marconi Electronic Systems, теперь BAE Systems E&IS ). Филдинг действовал медленно в конце 1980-х и начале 1990-х годов с быстрым расширением (после 11 сентября ) в рамках подготовки к операции «Несокрушимая свобода» (Афганистан) и операции «Свобода Ираку». Разработкой сейчас занимаются Data Link Solutions , совместная компания BAE / Rockwell Collins , ViaSat и консорциум MIDS International.
О [ править ]
JTIDS — это одно из семейств радиооборудования, реализующее так называемый Link 16 . Link 16, высоко живучая система радиосвязи, отвечающая самым строгим требованиям современного боя, обеспечивает надежную ситуационную осведомленность (SA) для быстро движущихся сил. Оборудование Link 16 доказало в ходе подробных полевых демонстраций, а также при систем АВАКС и JSTARS развертывании в операции «Буря в пустыне» способность базового канала Link 16 обмениваться пользовательскими данными со скоростью 115 кбит/с с кодировкой с коррекцией ошибок . (Сравните это с типичными тактическими системами со скоростью 16 кбит/с, которым также приходится учитывать накладные расходы, превышающие 50%, чтобы обеспечить такую же надежность передачи.)
Будучи в основном сетью передачи данных, радиостанции Link 16 могут обеспечивать высококачественные голосовые каналы и навигационные услуги, столь же точные, как и любые другие устройства в наличии. Каждый пользователь Link 16 может идентифицировать себя на других аналогично оборудованных платформах на расстояниях, значительно превышающих возможности систем идентификации «свой-чужой» Mark XII (IFF). Кроме того, платформы, оснащенные Link 16, способные идентифицироваться с помощью других средств (таких как радар и TENCAP Blue Force Tracking ), могут передавать эти «косвенные» идентификационные данные в рамках обмена SA. Возможности Link 16 лучше всего представлены терминалами JTIDS или его последующими терминалами Многофункциональной системы распространения информации (MIDS). Формат сообщения TADIL-J формирует основу для мандатов в Плане управления тактическими каналами передачи данных Министерства обороны США .
Полномасштабная реализация двух ключевых элементов Link-16 дает преимущества: (1) «каталог» сообщений и (2) конкретная форма радиоволн (т. е. со скачкообразной перестройкой частоты, CPSM в Lx-диапазоне, расширенный спектр и Кодирование Рида-Соломона , всенаправленное вещание). Терминалы Link 16 реализуют межузловые протоколы «NI», а также один или несколько пользовательских интерфейсов, совместимых с ICD.
На типичном театре военных действий боевые силы и элементы, развернутые для сбора информации, имеют тенденцию быть разрозненными, не всегда связаны с одним подразделением, могут даже принадлежать разным родам войск и не всегда хорошо скоординированы. В результате может существовать значительный объем информации как о дружественных, так и о вражеских силах, но элементы, обладающие этой информацией, часто не знают о боевых подразделениях, которым она нужна. И наоборот, боевым подразделениям нужна информация как о дружественных, так и о вражеских силах, но они не знают, у кого она есть. Классически эти «разрывы» часто определяют успех или провал конкретной военной миссии. Обычные схемно-ориентированные коммуникации не могут решить эту проблему. С помощью JTIDS люди, обладающие информацией, могут транслировать ее, не зная явно, куда она направляется, а боевые элементы могут фильтровать составной поток данных, чтобы извлечь именно то, что им нужно (и не более того). Можно возразить, что это неэффективно, поскольку по сети передается больше информации, чем хочет или нуждается любой отдельный пользователь, но, учитывая неспособность точно координировать источники информации и пользователей информации, JTIDS является единственной доступной архитектурой, которая отвечает потребностям современного распределения информации. поле битвы. Существуют ситуации, когда необходимы специальные схемно-ориентированные коммуникации. Например, передача боевой части команды атаковать конкретную цель. Также разумно попытаться использовать безопасность и устойчивость к помехам JTIDS для обеспечения некоторых существующих коммуникаций, таких как голосовая связь. В результате эти схемоориентированные возможности были включены в проект. В то время существовало опасение, что операторы, привыкшие иметь дело с традиционными коммуникациями, будут стремиться копировать схемы, к которым они привыкли, через JTIDS за счет новой, более гибкой архитектуры. В какой-то степени это, кажется, произошло. Я не знаю, как это исправить, но проблемы с емкостью и перегрузка являются симптомами этой проблемы. JTIDS следует рассматривать как уникальный и ценный ресурс, который выполняет конкретную и необходимую работу лучше, чем любая другая система. Необходимо оценить возникающие потребности в коммуникациях, и если конкретные преимущества JTIDS не нужны, проблему следует решить с помощью более традиционного подхода. JTIDS связан набором параметров, продиктованных его уникальными свойствами, поэтому вносить существенные изменения в его параметры чрезвычайно сложно. Он имеет достаточную мощность для выполнения своей основной задачи (обучение ситуации) и имеет некоторые скромные дополнительные возможности для решения задач связи, которые не оправдывают добавление дополнительного оборудования в боевое подразделение. Однако эту возможность следует использовать экономно и осторожно, чтобы не поставить под угрозу основную цель JTIDS.
- Описание системы JTIDS от первоначального менеджера программы MITRE Эрика Эллингсона.
Происхождение и история [ править ]
ВВС JTIDS начался с исследования перспективного планирования, спонсируемого Advanced Plans (XR) Подразделения электронных систем (ESD) на базе ВВС LG Hanscom . Исследование было проведено корпорацией MITRE в 1967 году, и основными исследователями были Вик Десмаринс, который позже стал президентом MITRE, и Гордон Уэлчман , который сыграл важную роль во взломе немецкого машинного кода Enigma в качестве главы « Хижины 6 » в Блетчли-Парке , Англия. Гордон написал книгу под названием «История Хижины 6», в которой описал свою деятельность и содержал некоторую дополнительную информацию о его работе в MITRE. Исследование пришло к выводу, что на поле боя имелась ценная информация, которая не доходила до боевых сил, которые в ней нуждались, из-за фундаментальных недостатков в архитектуре связи. Гордон предложил радикальную архитектуру, в которой элементы, располагающие критической информацией, могли ее транслировать, а подразделения, нуждающиеся в этой информации, могли выборочно обрабатывать то, что имело непосредственную ценность. Это был существенный отход от использовавшихся тогда схемно-ориентированных коммуникационных архитектур и способ устранить перегруженность и путаницу в радиосетях, используемых для соединения самолетов и некоторых наземных войск. Вторая рекомендация заключалась в необходимости создания последовательной и надежной основы для определения позиции, доступной для всех боевых элементов, получившей название «Общая сетка позиций». Общее исследование называлось «Контроль и наблюдение за дружественными силами» CASOFF.
Исследование перспективного планирования было хорошо встречено как в MITRE, так и в ESD, и было решено продолжить практическое проектирование, чтобы посмотреть, можно ли воплотить эти идеи в пригодную для использования систему. В 1968 году технический директор MITRE Джон Х. Монахан назначил К. Эрика Эллингсона главой этой работы, и Эллингсон собрал техническую команду для реализации этих идей. Вначале стало очевидно, что архитектура CASOFF достаточно радикальна и необходима «проверка концепции», чтобы лучше понять и в конечном итоге продемонстрировать осуществимость и преимущества такого подхода. Демонстрационная система использовала синхронизированную архитектуру множественного доступа с временным разделением и включала определение местоположения как неотъемлемую часть процесса связи. Поскольку средства были крайне ограничены, были предприняты все усилия, чтобы использовать уже имеющееся оборудование. Передатчиками были лишние транспондеры AN/APX-25 IFF, а обработка данных осуществлялась с использованием излишних компьютеров IBM 4piTC-2, полученных в рамках программы предотвращения пересечения местности F-111. Уникальные компоненты, называемые блоками управления и индикации (CDU), были созданы в лаборатории MITRE.
К 1970 году была построена действующая система TDMA и установлены наземные станции в Бостон-Хилл в Андовере, Массачусетс, Миллстоун-Хилл в Гротоне, Массачусетс, MITRE в Бедфорде, Массачусетс и Проспект-Хилл в Уолтеме, Массачусетс . Бортовой терминал также был установлен на учебно-навигационном тренажере ЭУР Т-29. Были проведены испытания как архитектуры связи, так и возможностей определения местоположения, и общая конструкция системы оказалась практичной. Обратите внимание, что эта демонстрация предшествовала GPS, Ethernet и Интернету, каждый из которых включал схожие принципы. Также стоит отметить, что эти эксперименты были бы невозможны без поддержки Джона Клотца из Министерства обороны/DDR&E.
В 1972 году генерал Кен Рассел, руководитель программного управления системы АВАКС, спросил Эллингсона, может ли MITRE поддержать демонстрацию системы АВАКС в 1973 году ключевому персоналу НАТО в Европе. Идея заключалась в том, чтобы передать данные системы АВАКС в наземные центры управления и контроля в отдельных местах по всей Европе, чтобы показать, как система АВАКС может расширить существующие возможности противовоздушной обороны. Рассел считал, что демонстрационная система MITRE CASOFF справится с этой задачей. Эллингсон ответил утвердительно и немедленно приступил к реализации необходимых интерфейсов с различными системами НАТО и оснащению самолета KC135, который должен был использоваться в качестве ретранслятора.
В 1973 году состоялась демонстрация АВАКС с интерфейсами к британской системе Linesman, французской системе Strida II, системе наземной среды НАТО в Германии и элементу системы тактического управления и контроля США 407L в Бельгии и системам 407L в Зембахе и Ной-Ульме. в Германии. Также был оборудован армейский полигон NIKE во Флигерхорсте Казерне недалеко от Ханау, Германия. Демонстрация прошла очень успешно и вызвала большой интерес НАТО как к системам АВАКС, так и к JTIDS.
За этот период название программы претерпело несколько итераций. Джон Клотц не любил аббревиатуры и назвал программу Tactical Position Location/Common Grid Capability, которая сразу же стала Tipplekeg. Следующая программа называлась «Сообщение о местонахождении и управление тактическими самолетами» (PLRACTA). Во время первой европейской демонстрации программа была известна как Seek Bus. Наконец, в 1973 году Министерство обороны создало совместный программный офис с ВВС в качестве исполнительного агента, а полковник Бриден Брентналл был назначен руководителем системного программного офиса. Joint Service SPO располагался совместно с группой разработчиков Эллингсона в MITRE. С тех пор программа стала официально называться Объединенной системой распространения тактической информации (JTIDS). Однако, поскольку НАТО не использовало термин «сустав» в описаниях своих систем, усовершенствованный терминал Хьюза класса 1 (HIT), установленный на НАТО E-3A, в документации Boeing упоминался как «устойчивая система связи ECM (ERCS)». ."
Вторая европейская демонстрация систем АВАКС и JTIDS была проведена в 1975 году под руководством генерального директора AWACS SPO (Ларри) Лоуренса А. Сканце . Интерфейс с системой NTDS ВМФ был добавлен и продемонстрирован на борту ракетного крейсера в Средиземном море. Высокопоставленные лица смогли просмотреть данные системы АВАКС в различных точках NTDS, включая атомный авианосец. В результате этих демонстраций и вызванного ими интереса НАТО была учреждена программа НАТО JTIDS под названием «Многофункциональная система распространения информации» (MIDS).
В этот период были заключены контракты с компанией Hughes Aircraft (Ground Systems Group) на разработку терминала, пригодного для оперативного использования в системах АВАКС и наземных системах управления и контроля, а также с корпорацией Singer Kearfott Corporation, ныне BAE Systems, на разработку терминала, пригодного для установки на истребители. Усилиями Хьюза руководил Боб Крамп, а усилиями Сингера - Джон Спутц. Совместно с усилиями подрядчика команда MITRE под руководством Майрона Лейтера, состоящая из инженеров по коммуникациям и цифровой обработке сигналов, усовершенствовала конструкцию JTIDS, чтобы оптимизировать подавление помех и производительность канала. Результаты этих усилий были включены в технические характеристики и послужили руководством для подрядчиков. Оперативные соображения были предоставлены опытными боевыми пилотами ВВС полковником Кеном Кронландом и полковником Клиффом Миллером, а также ценным вкладом из Центра тактического истребительного вооружения ВВС. Пара тренажеров для реактивных приборов была оснащена дисплеями, подобными F-15, и использовалась для оценки методов отображения и понимания рабочей нагрузки и преимуществ пилотов.
Эллингсон был назначен заместителем технического директора Отдела управления и контроля MITRE в 1979 году, стал техническим директором Отдела связи MITRE в 1982 году и в 1986 году техническим директором Отдела управления и контроля MITRE. В течение этого периода он не нес ответственности за повседневное управление программой, но имел обязанности по надзору. Эллингсон ушел из MITRE в 1989 году.
JTIDS не был создан одним человеком. Скорее, это была кульминация группы людей, каждый из которых имел опыт в конкретных дисциплинах, включая, помимо прочего, системное проектирование, операционный анализ, анализ затрат и выгод, стандарты сообщений, разработку программного обеспечения, связь, обработку сигналов, анализ уязвимостей, обнаружение и исправление ошибок. проектирование антенн, анализ многолучевости, электромагнитная совместимость, машиностроение, навигация, составление спецификаций и другие. В течение значительного периода времени во время создания JTIDS около 50 человек работали полный рабочий день в его разработке, а еще около 50 - на вспомогательных должностях с частичной занятостью.В последующие годы программа перешла от интенсивной разработки к более классической программе приобретения. Разработка продолжалась, но усилия были в большей степени ориентированы на внедрение прорывных технологий и усилий по улучшению качества и уменьшению размера, веса и стоимости. В начале 1990-х годов ВМФ взял на себя исполнительное руководство программой. Поскольку программа распространилась на все службы США и НАТО, произошло много оперативных инноваций, обусловленных базовой гибкостью архитектуры и воображением оперативного пользователя. В результате эксплуатационная полезность системы была повышена по сравнению с тем, что первоначально предполагалось первоначальными разработчиками. Хотя система JTIDS уже давно находится в разработке, большая часть технологий все еще остается «на современном уровне», и система должна быть жизнеспособной в обозримом будущем.
JTIDS также используется другими членами НАТО .
См. также [ править ]
- Список устоявшихся военных терминов
- Словарь военных сокращений
- Центр управления ПВО
- Боевой информационный центр
- Тактическая связь
- Система военно-морских тактических данных
- Центр управления полетами
- Техник по электронике
Ссылки [ править ]
| Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2010 г. ) |