Аналіз напрямків розвитку систем радіозв'язку НАТО

27.08.20 | В.Думітраш, О.Бондаренко, О.Думітраш, А.Гетьман
Аналіз напрямків розвитку систем радіозв'язку НАТО

Відомо, що сучасні принципи організації зв'язку і технічні характеристики засобів радіозв’язку підрозділів зв'язку Збройних Сил України не дозволяють цілком задовольнити потреби управління військами в умовах сучасного бою.

Основними недоліками існуючої системи радіозв’язку є: недостатня мобільність вузлів зв’язку пунктів управління; не виконання вимог по зв’язності, продуктивності, надійності, розвідзахищеності; недостатня автоматизація процесів встановлення, ведення та підтримки радіозв’язку тощо.

В останній час США ведуть інтенсивні розробки по створенню єдиної багатофункціональної інформаційно-управляючої системи, яка інтегрує функції управління військами, зброєю, розвідкою, радіоелектронною боротьбою, а також зв'язку, навігації, орієнтування й впізнання (C4ISR). Ця система реалізується фінансуванням програмі створення інформаційної мережі поля бою (WIN-T). Її метою є зменшення бойового і чисельного складу підрозділів з одночасним зростанням її бойової ефективності за рахунок підвищення мобільності, досягнення абсолютної переваги над противником в інформаційному забезпеченні і розвідувальних можливостях.

В статті розглядаються досвід та нові підходи по створенню військових систем радіозв’язку США, які враховують особливості сучасних бойових дій, вимоги до процесу управління військами, стан розвитку безпроводових телекомунікаційних технологій, етапи реалізації програми створення інформаційної мережі поля бою. Побудова сучасної системи радіозв’язку передбачає розгортання багаторівневої (наземної, повітряної, космічної) транспортної структури, яка призначена забезпечити єдиний інформаційний простір для всіх учасників бойових дій.

Розглянуті основні вимоги до перспективних систем радіозв’язку та засоби (способи) їх реалізації: використання SDR-радіозасобів, застосування широкосмугових сигналів, впровадження МІМО-технологій, використання смарт антенн, розгортання повітряних транспортних мереж на базі телекомунікаційних аероплатформ, інтелектуалізація процесу управління мережами радіозв’язку тощо.

Постановка завдання у загальному вигляді. Система зв’язку в загальному вигляді повинна мати зв’язну топологію, що залежить безпосередньо від навколишньої оперативної обстановки, характеру місцевості, завдань всіх підрозділів бойового порядку, а умови дій підрозділів не повинні викликати істотних змін в організації зв’язку.

Таким чином основними особливостями процесу управління військами, бойовими системами і озброєнням є:

  • значна інформаційна потреба органів управління;
  • підвищена мобільність підрозділів і частин;
  • висока динаміка переміщень угруповань військ у цілому;
  • розосереджене розгортання військ на територіях, розділених силами супротивника;
  • інтеграція систем зв'язку, навігації, розвідки й автоматизації й ін.;
  • єдиний інформаційний простір для всіх його учасників;
  • орієнтація на безпосередніх учасників бойових дій (автоматизація рівнів батальйон – рота – взвод – окремий солдат);
  • децентралізація процесів управління ресурсами мережі

Досвід бойових дій у ході проведення ООС (АТО) показав ряд проблемних питань з організації зв’язку в тактичній (оперативній) ланці управління. На теперішній час основний спосіб організації радіозв’язку в тактичній ланці управління є транкінговий зв’язок. З метою підвищення зони покриття, зв’язності у радіомережах з командирами підпорядкованих військових частин та підрозділів (до батальйону (дивізіону) включно) передбачено роботу літаків-ретрансляторів.

Основна проблема застосування засобів зв’язку стандарту DMR (Digital Mobile Radio – цифровий рухомий радіозв’язок) фірми Motorola – робота на фіксованих частотах, у достатньо вузькому діапазоні частот (136 – 174 МГц) що призводить до низької стійкості при впливі засобів РЕБ (радіоелектронна боротьба). Крім цього, наявність лише 2 голосових каналів для одного ретранслятора, а також низька швидкість передачі даних, призводить до низької продуктивності мережі та, відповідно, до низької вірогідності обслуговування мобільних абонентів [3].

Тому УКХ радіомережі повинні будуватись сучасними військовими УКХ радіостанціями з підтримкою завадозахищених режимів роботи (зокрема, ППРЧ), можливостями по забезпеченню високошвидкісної пакетної передачі даних, підтримкою технологій множинного доступу до радіоканалу та MANET (Mobile Ad-Hoc Networks) (рис. 1) [11].

Представлення MANET у вигляді радіомережі мобільних маршрутизаторі
Рис. 1. Представлення MANET у вигляді радіомережі мобільних маршрутизаторів

Наведені сучасні режими реалізуються в УКХ радіостанціях Harris та Aselsan, що на даний час експлуатуються в Збройних Силах України. Проте, застосування як обладнання Motorola, так і УКХ радіостанцій Harris та Aselsan не вирішує проблему зв’язку з підрозділами, які ведуть бойові дії на значних відстанях один від одного, особливо в русі. Виникає завдання розробки нових технічних та архітектурних рішень побудови мобільної компоненти системи зв’язку з використання БпЛА-ретранслятора [6, 12].

Застосування повітряних ретрансляторів та технології FANET (Flying Ad-Hoc Networks) (рис. 2) та багатократної ретрансляції (маршрутизації) збільшує дальність радіозв’язку, розвід та завадозахищеність радіомережі та її живучість. Використання повітряних ретрансляторів та технології FANET дозволить працювати на менших потужностях радіостанцій, що забезпечить більшу скритність роботи радіомережі. Однак забезпечення ефективної роботи радіомереж з підтримкою FANET потребує нових підходів до організації управління мережами, застосування удосконалених протоколів інформаційного обміну, створення децентралізованих алгоритмів управління мережами [2, 7].

Застосування повітряних ретрансляторів та технології FANET
Рис. 2. Застосування повітряних ретрансляторів та технології FANET

Крім цього, відсутність високошвидкісного радіотерміналу для роботи в тактичному інтернеті ускладнює створення української системи C4 ISR (Command, Control, Communications, Computers, Intelligence, Surveillance & Reconnaissance) (рис. 3) та в цілому перехід на мережецентричну концепцію ведення бойових дій.

Архітектура C4ISR
Рис. 3. Архітектура C4ISR

Тому завданням є удосконалення систем та засобів радіозв’язку Збройних Cил України з урахуванням досвіду країн НАТО.

Аналіз останніх публікацій і напрямки вирішення завдання.

У роботі [1] розглянута перспективна автоматизована система зв’язку WIN-T (Warfighter Information Network-Tactical) сухопутних військ США що дозволяє підвищити бойові можливості та маневреність військ/

У роботі [2, 6] розглянута модель прийняття рішень по управлінню повітряною мережею що дає можливість формувати цільові функцій управління в радіомережах.

У роботі [3 – 5] розглянуто основні ТТХ та можливості комплексу радіостанцій „Harris”– УКХ радіостанцій „Aselsan”. Особливий інтерес з погляду перспектив бойового застосування представляють режими роботи з підтримкою технологій багатостанційного доступу до каналу з часовим розподілом – TDMA (Time Division Multiple Access). Вони перетворюють радіостанцію у маршрутизатор/ретранслятор, а радіомережу – у пакетну мережу передачі даних з підтримкою протоколів TCP, UDP, IP тощо.

Провівши аналіз публікацій [7 – 10] які висвітлюють окремі варіанти розвитку систем радіозв’язку, реалізація концепції ведення військових дій в єдиному інформаційному просторі (ЄІП) у Збройних Силах України можлива за рахунок розгортання повітряного ешелону системи зв’язку (СЗ). Повітряний ешелон, як елемент СЗ, повинен розгортатися і функціонувати на засобах і технічних ресурсах ретрансляторів зв’язку на БпЛА і забезпечувати функції обміну інформацією між географічно розподіленими мережами зв’язку.

У роботі [11] запропонована нова архітектура мобільного компоненту систем військового зв’язку – 3-х рівнева ієрархія неоднорідних мобільних радіомереж (мобільних абонентів – мобільних базових станцій – безпілотних літальних апаратів) типу MANET та реалізація кожного її рівня (за принципами побудови MANET) що дозволяє значно покращити якість функціонування системи зв’язку та параметри інформаційного обміну.

У роботі [12] розглянута методологія рішення проблеми управління мобільними радіомережами.

Слід зазначити, що повітряний ешелон системи зв’язку розгорнутий телекомунікаційними аероплатформами, разом з розгорнутою транспортною мережею зв’язку дозволить сформувати єдиний інформаційний простір [1, 6, 8].

На даний час в Збройних Силах України організовані та функціонують УКХ радіомережі, побудовані з використанням обладнання Motorola, Harris, Aselsan, MICRONET PSTR 0.04 з відповідними режимами [3]. Для збільшення зони покриття, дальності зв’язку між абонентами радіомережі, зв’язності мережі, перспективним є використання повітряних ретрансляторів, встановлених на малогабаритних повітряних об’єктах (БпЛА, квадрокоптери тощо) [7]. При підйомі на значну висоту для забезпечення великої дальності зв’язку не

потрібні такі ж високі потужності, які використовуються на наземних (автомобільних або ранцевих) станціях [11]. Значення потужності може бути меншим навіть за показники портативних станцій, завдяки наявності прямої видимості між наземними станціями та ретранслятором. При невеликих значеннях вихідної потужності зменшуються і масогабаритні показники радіостанцій-ретрансляторів.

Тому, метою статті є визначення на основі аналізу основних напрямів розвитку та удосконалення систем та засобів радіозв’язку Збройних Сил України з урахуванням досвіду країн НАТО.

Виклад основного матеріалу

Військове керівництво НАТО в якості одного з основних напрямків своєї діяльності, щодо підвищення бойових можливостей об’єднаних збройних сил і підготовці їх до спільних операцій визначило концепцію ведення військових дій в єдиному інформаційному просторі або з використанням об’єднаних інформаційно-керуючих мереж – концепція „мережецентричних військових дій”. або „мережецентричної війни”. NCW (Net work Centric Warfare) [1].

Концепція „мережецентричної війни”. передбачає створення розгалуженої мережі добре поінформованих, але географічно розподілених сил. Збільшення бойової потужності угруповання різнорідних сил досягається за рахунок створення єдиного інтегрованого інформаційно-комунікаційного простору, що забезпечує доведення до учасників операцій достовірної та повної інформації про обстановку практично в реальному масштабі часу (рис. 4).

Структура WIN-T сухопутних військ США
Рис. 4. Структура WIN-T сухопутних військ США

У новій системі в якості основних використовуються наземні лінії широкосмугового зв’язку на дальність прямої видимості. У разі коли через рельєф місцевості або з інших причин встановити такі лінії неможливо, вони будуть створюватися та резервуватися лініями рухомих повітряних та супутникових звʼязків. Тим самим досягається безперервність зв'язку як в русі, так і на коротких зупинках.

У 2012 році в США завершився перший етап розгортання системи, в ході якого всі командні пункти (КП) – від командування до батальйону включно – були оснащені уніфікованими вузлами звʼязку (ВЗ) і транспортабельними високошвидкісну станціями супутникового звʼязку AN/TSC-185 (рис. 5). Це дозволило забезпечити звʼязок між КП з фіксованих позицій, використовуючи широкосмугові супутникові канали, а також їх доступ в глобальну інформаційну мережу міністерства оборони DODIN (Department of Defence Information Network) на континентальній частині США. В дивізії пропускна здатність мереж супутникового зв’язку зросла до 120 Мбіт/с [1].

Станція супутникового зв’язку AN/TSC-185
Рис. 5. Станція супутникового зв’язку AN/TSC-185

На другому етапі програми (із чотирьох) WIN-T (модифікація 2), який націлений на забезпечення управління на зупинках та в русі по супутникових каналах і каналах широкосмугового багатоканального радіорелейного звʼязку. Характерною особливістю даного етапу програми WIN-T [8] від попереднього є конвергенція мережевих операцій, що спрощує і скорочує кількість складових звʼязку (обладнання) на третину, підвищуючи маневреність підрозділу. Також проводиться оновлення засобів радіозв’язку, що забезпечує більш ніж чотирикратне збільшення пропускної здатності (рис. 6).

Структура побудови радіозв’язку на другому етапі
Рис. 6. Структура побудови радіозв’язку на другому етапі

В рамках цього етапу основні зусилля американських фахівців зосереджені на розробці рухомих (високомобільних) вузлів звʼязку, командно-штабних машин (КШМ) і комплектів апаратури зв’язку [4] , таких як:

  • рухливий тактичний ВЗ TCN vl (Tactical Communications Node) для ланки „дивізія - бригада – батальон”;
  • рухливий ВЗ роти SNE (Soldier Network Extension node);
  • командно-штабна машина Рор vl (Point of Presence);
  • автомобільний комплект апаратури радіозвʼязку VWP vl (Vehicle Wireless Package).

Крім того, важливу увагу приділяється створенню апаратно-програмних засобів для центрів забезпечення безпеки звʼязку і мережевих операцій з’єднань (ЦБССО) NOSC (Network Operations and Security Center).

Рухомий тактичний вузол зв’язку TCN v1 (рис. 7) призначений для організації рухомий опорною широкосмугової мережі зв’язку в ланці „дивізія - бригада – батальйон”., основу якої складають лінії радіорелейного і супутникового звʼязку високої пропускної здатності. Він виконує функції магістрального вузла зв’язку і вузла доступу КП. Вузол звʼязку TCN vl як на стоянці, так і в русі забезпечує обмін даними в лініях на дальність прямої видимості з аналогічними ВЗ зі швидкістю до 54 Мбіт/с, супутниковий зв’язок - 512-2 048 кбіт/с і радіодоступ в межах КП.

Тактичний вузол зв’язку TCN v1 в розгорнутому положенні на позиції
Рис. 7. Тактичний вузол зв’язку TCN v1 в розгорнутому положенні на позиції

До складу апаратури ВЗ входять: станція рухомого супутникового зв’язку TRM -1000; широкосмугова мережева радіостанція AN/GRC-257 HNR; апаратура локального радіодоступу LAW (Local Access Waveform) і бездротової локальної мережі SecNet 54; IPшлюз (міжмережевий інтерфейс) для підключення аналогових телефонних апаратів; пристрою шифрування по протоколу HAIPE (High Assurance Internet Protocol Encrypt or); крайова робоча станція управління шифрключами; апаратура управління функціонуванням ВЗ і локальної мережі КП; апаратно-програмні засоби захисту інформації і агрегат електроживлення. Вся апаратура звʼязку розміщена на шасі вантажного транспортного автомобіля FMTV (Family of Medium Tactical Vehicles).

Командно-штабна машина Рор vl забезпечує радіодоступ в опорну широкосмугову мережу звʼязку WІN-T дивізії (бригади) як в русі, так і на зупинках, а також сполучення з тактичними УКХ-радіомережами бригади [8].

До складу обладнання КШМ входять: станція рухомого супутникового звʼязку TRM - 1000, (рис. 8); широкосмугова мережева радіостанція AN/GRC-257; двухканальна УКХ-радіостанція серії „Фалкон-3”.; пристрій сполучення; пристрою шифрування стандарту HAIPE; модем і комутатор каналів звʼязку. Дану КШМ передбачається задіяти в системі бойового управління.

Комплект апаратури станції супутникового зв’язку TRM-1000
Рис. 8. Комплект апаратури станції супутникового зв’язку TRM-1000

Таким чином, розвиток системи зв’язку угруповання військ (сил) повинне бути спрямоване на створення мережевої архітектури і перехід до принципу побудови ешелонованої мережевої інфраструктури.

Побудова СЗ передбачає розгортання транспортної мережі зв’язку, як багаторівневої ешелонованої структури формування єдиного інформаційного простору. Оскільки топологія мобільних мереж зв’язку (польової компоненти СЗ) носить динамічний характер і постійно піддається впливу зовнішніх дестабілізуючих факторів, то застосування повітряного ешелону системи зв’язку має бути направлено на підвищення [5]:

  • структурної живучості та надійності системи зв’язку;
  • пропускної спроможності мереж;
  • якості маршрутів передачі даних між абонентами (QoS);
  • мобільності системи зв’язку з мобільними абонентами.

Більшість фахівців розглядає застосування самоорганізованих радіомереж (mobile adhoc networks) в якості основи побудови перспективної мобільної компоненти тактичної ланки управління (ТЛУ) [1]. Мобільна компонента (сукупність мереж, що володіють здатністю самоорганізації, переміщення, згортання і розгортання вузлів) покликана забезпечити інформаційний обмін в інтересах усіх військ, які діють в тактичній зоні незалежно від їх підпорядкування і завдань, які вони виконують.

Передбачається, що перспективна архітектура мобільної компоненти (МК) буде неоднорідною та буде складатися з декількох рівнів [1, 2] (наприклад, зараз в США проводяться випробування 3-ї версії багаторівневої тактичної інформаційної системи полю бою – системи WIN-T [3]) (рис. 4):

1-й рівень – радіомережі низового рівня управління – бойові радіомережі, солдатські мережі (розмірність сотні абонентів, динаміка змін топології дуже висока).

2-й рівень – мережа мобільних базових станцій (МБС), яка створює мобільну високошвидкісну транспортну мережу, формує зони радіодоступу мобільним абонентам та надають їм необхідні сервіси. Розмірність мережі – десятки МБС, динаміка змін топології – середня, можливо розподіл на підмережі. Наприклад, в системі WIN-T кожна МБС повинна обслуговувати близько 200 військовослужбовців та 10-30 бойових машин).

3-й рівень – повітряна транспортна мереж, яка створює додаткову високошвидкісну транспортну мережу, формує зони радіодоступу мобільним абонентам та реалізована на телекомунікаційних аероплатформах (безпілотних літальних апаратах, дронах тощо). Динаміка топології – може бути високою або низькою.

4-й рівень – може складати супутникова мережа (наприклад, WIN-T використовує низькоорбітальну групування супутників).

Завдання кожного наступного рівня МК – забезпечення доступу мобільних абонентів (МА) та покращення якості інформаційного обміну (надання відповідних сервісів).

Додатковий рівень МК можуть складати різнорідні сенсорні мережі, які призначені для збору та передачі розвідувальної інформації.

Основна особливість сучасних поглядів на створення мобільної компоненти – можливість забезпечення зв'язком з заданою якістю обслуговування в русі абонентів при умові переміщення всіх її елементів, тобто топологія всіх мереж МК може постійно змінюватися, вона динамічна, що дозволить забезпечити її високу живучість. В умовах швидкої зміни оперативної обстановки, вогневої протидії та впливу РЕБ супротивника, постійного переміщення користувачів та всіх елементів системи зв’язку ТЛУ ефективне функціонування даних мереж неможливе без відповідної системи управління.

З метою забезпечення реалізації концепції ведення бойових дій в єдиному інформаційному просторі [14], для спільного використання й обміну інформаційними ресурсами між усіма видами збройних сил (ЗС) США на всій території ведення бойових дій у будь-який час військове керівництво США та країн НАТО проводить активні роботи зі створення глобальної інформаційної мережі GIG (Global Information Generation). Розгортання мережі GIG дозволить здійснити інтеграцію засобів спостереження, розвідки, зв’язку, управління бойових засобів на всіх рівнях за допомогою обміну різними видами інформації (мовні та факсимільні повідомлення, відеозображення, електронна пошта та ін.).

Важливою умовою побудови глобальної мережі GIG є впровадження відкритої архітектури системи зв’язку ТСА (Transformational Communications Architecture) об’єднаних оперативних формувань ЗС США, які будуть трансформуватися в залежності від обстановки та завдань. З цією метою здійснюється перехід від різнотипних незалежно функціонуючих підсистем до інтегрованих систем зв’язку та передачі даних (ІСЗ ПД) як сукупності уніфікованих багатофункціональних широкодіапазонних радіостанцій і комутаційних пристроїв, які апаратно й функціонально сполучено згідно роботи [9], об’єднано єдиною системою управління, потоків різнотипної інформації (мовні сигнали, дані, графічні та відео зображення), як показано на рис. 9.

Архітектура трирівневої системи зв’язку
Рис. 9. Архітектура трирівневої системи зв’язку

Перший (наземний) рівень включає наземні тактичні мережі зв’язку, які побудовано за принципом комп’ютерних мереж локального й міського масштабів, і глобальну високошвидкісну опорну мережу зв’язку на основі магістральних волоконно-оптичних, супутникових, радіорелейних і тропосферних ліній, а також мережі автоматизованого комутаційного устаткування нового покоління (STM-4, STM-16) [6]. Другий рівень, який побудовано на повітряних платформах, містить багатоканальні засоби зв’язку та ретрансляції повітряного базування, передусім на безпілотних літальних апаратах. Третій (космічний) рівень – це система зв’язку космічного базування, яка включає штучні супутники Землі, що сполучаються між собою лініями між супутникового зв’язку, та розгалужену мережу наземних станцій [2].

Загальні тенденції впровадження концепції трирівневої архітектури ІСЗ ПД в найближчій перспективі (до 2022 р.) викладено в роботі [1]:

заміна різнорідних спеціалізованих засобів зв’язку на уніфіковані радіостанції широкого частотного діапазону з багатьма функціями та комутаційні пристрої, які апаратно й функціонально поєднано, що забезпечують програмне управління радіостанціями, формування сигналів із потрібними параметрами (діапазон робочих частот, вид та форма сигналу, вихідна потужність) й реалізацію протоколів обміну даними між різнотипними мережами та засобами зв’язку без додаткового сполучення;

використання багатократного дублювання й резервування каналів та вузлів зв’язку, адаптивної маршрутизації пакетів, супутникового зв’язку, широкодіапазонних радіостанцій, повітряних ретрансляторів [7];

застосування завадостійких режимів роботи, які поєднують переулаштування робочих частот із використанням широкосмугових сигналів, адаптивне управління параметрами передавача, використання завадостійких кодів із високою здатністю виправляти помилки;

забезпечення одночасного обміну всіма видами інформації (мовні повідомлення, дані, графічні та відео зображення), в тому числі таємною, в реальному масштабі часу одними й тими ж самими каналами зв’язку;

побудова мобільних мереж радіозв’язку в тактичній ланці на основі принципів самоорганізації (MANET) із можливістю роботи будь-якої радіостанції мережі ретранслятором [6] (рис. 10), яка дозволяє адаптуватися до умов навантаження й завадової ситуації [11];

Варіант об’єднання абонентів у самоорганізовану мережу
Рис. 10. Варіант об’єднання абонентів у самоорганізовану мережу:
1 – локальні мережі об’єднують окремих абонентів в довільну групу;
2 – засоби ретрансляції та комутації об’єднують локальні мережі в єдину систему

використання готових комерційних апаратно-програмних засобів, стандартів і протоколів зв’язку, які сертифіковані в ЗС США. Реалізація вказаних завдань здійснюється в рамках програм створення сімейства нових універсальних засобів зв’язку для тактичної ланки „Об’єднана система тактичного радіозв’язку”. (Join Tactical Radio System – JTRS) під час розробки перспективної автоматизованої системи зв’язку „Тактична інформаційна мережа учасника бойових дій”. (WIN-T) [8].

Концепція американської програми JTRS використовувалася з метою розробки аналогічних європейських програм: ESSOR2 (European Secure Software Defi ned Radio). Європейське оборонне агентство реалізує проект програмованих радіостанцій ESSOR, в якому беруть участь Іспанія, Італія, Польща, Фінляндія, Франція й Швеція. Зокрема, компанією SELEX Communications (Італія) створено серію універсальних радіостанцій,які сумісні з радіостанціями, що розробляються за програмою JTRS згідно роботи [10].

З аналогічними можливостями компанією Thales (Франція) розроблено серію радіостанцій ElexNet, як це зазначено в роботі [1]. За німецькою національною програмою, яку створено компанією Ronde & Schwarz, серію радіостанцій SVFuA призначено для бундесвера Німеччини. На рис. 11 наведено цифрові радіостанції та мережеві засоби зв’язку різних компаній, в тому числі українських, які вже створено для збройних сил, на яких може ґрунтуватися майбутня система зв’язку [5].

Зразки універсальних радіостанцій різних компаній
Рис. 11. Зразки універсальних радіостанцій різних компаній

Найважливішою особливістю мереж радіозв’язку перспективних розвідувальносигнальних систем США та країн НАТО є можливість об’єднання датчиків у само організовані мережі (рис. 10) на основі використання перспективних радіостанцій серії JTRS (Joint Tactical Radio System – військова радіосистема зв’язку) в умовах прямої видимості або за допомогою супутникового зв’язку в разі її відсутності [10].

Другий рівень перспективної ІСЗ ПД складається з повітряних засобів ретрансляції, які розміщено на пілотованих літаках (повітряних пунктах управління), на транспортних літаках, паливозаправниках і безпілотних літальних апаратах (рис. 12).

Ретрансляційне обладнання повітряних платформ будується на базі універсальних багато діапазонних цифрових радіостанцій, які програмовано JTRS або широкосмугових надвисокочастотних систем зв’язку загального користування, які використовують стандарти ліній передачі CDL (Commercial Driver's License) та TCDL (Tactical Common Data Links).

Ретрансляційне обладнання характеризується широким діапазоном частот і швидкостей передачі даних, можливістю одночасної роботи в декількох під діапазонах та їхньої оперативної зміни, розширеною номенклатурою сигналів, що використовуються, яка включає нові форми сигналів систем JTRS (Joint Tactical Radio System) та CDL (Сomputer discription langauage), застосуванням антен, які спрямовано, завадостійкого кодування й широкосмугових шумоподібних сигналів зі змінюваною шириною смуги каналу, адаптацією параметрів модуляції і кодування за зміни завадової ситуації.

Перспективна глобальна система зв’язку
Рис. 12. Перспективна глобальна система зв’язку

Перспективні засоби зв’язку космічного базування – третій (космічний) рівень перспективної ІСЗ ПД, які включатимуть супутникову систему широкосмугового зв’язку WGS (Wideband Global Satcom), систему вузькосмугового зв’язку мобільних користувачів МUОS (Мobile users system – система мобільних користувачів), систему захищеного супутникового зв’язку АЕНF (Advanced Extremely High Frequency – Американський супутник зв’язку військового призначення) і систему супутникового зв’язку ТСS (Tracking and Data Relay Satellite), що може оперативно трансформуватися, які представлено космічними апаратами ТSAT (Tactical SATellite) на геостаціонарній орбіті, APS (Application Packaging Standard) – на високо еліптичній полярній орбіті та їх елементами мережевого управління.

Одним з найважливіших завдань системи радіозв’язку є спільне використання загального радіочастотного ресурсу [3], який буде зайнято практично повністю за реалізації перспективної ІСЗ ПД. Це призводить до необхідності підвищення ефективності використання спектрального ресурсу за рахунок застосування з метою передачі цих ділянок частотного діапазону, які не зайнято в даний момент часу іншими користувачами (системами).

З метою реалізації такої можливості необхідна управляюча структура, яка забезпечить динамічний перерозподіл частотних каналів і режимів роботи радіостанцій з урахуванням умов сигнально-завадової обстановки [2]. З метою опису радіосистем, що мають вказані властивості, використовується термін „Система когнітивного радіозв’язку”., під яким розуміється інтелектуальна система зв’язку, яка здатна аналізувати завадовосигнальну інформацію й адаптуватися до неї, реагуючи на зміни в ефірі в реальному часі зміною своїх власних параметрів (діапазону частот, виду й форми сигналу, вихідної потужності) із метою збільшення ефективності використання спектрального ресурсу.

Адаптивне управління робочими частотами дозволяє радіостанціям в автоматичному режимі виявляти смуги частот, які не використовуються (вільні), й задіяти їх для організації зв’язку шляхом швидкого переналаштування робочої частоти [3].

Спеціальне програмне забезпечення радіостанції аналізує весь діапазон робочих частот, забезпечує доступ до вільної частини спектру з метою передачі та прийому інформації. У випадку підвищення рівня завантаження частотного діапазону або в разі виникнення завад смуга робочих частот змінюється без переривання сеансу зв’язку. З метою забезпечення можливості пере налаштування робочих частот радіостанцій передбачається обладнати їх змінними носіями інформації, в пам’ять яких записуватимуться дані про розподіл спектру в конкретному регіоні, що дозволяє швидко перенастроювати систему зв’язку шляхом адаптивного управління спектром радіочастот [4].

З урахуванням того, про що йшла мова, визначимо перспективи подальшого розвитку систем радіозв’язку в період до 2025 р.

Перше. Впровадження технологій когнітивного радіо, які дозволяють автоматично проводити аналіз сигнально-завадової ситуації й відповідний вибір частотного під діапазону, підстроювання частотних, часових й енергетичних параметрів, режимів роботи та форм сигналів радіостанцій JTRS, що налаштовуються програмно, й найбільш ефективні для цієї ситуації в інтересах максимальної реалізації пропускної спроможності системи зв’язку в разі забезпечення необхідної вірогідності передачі даних.

Друге. Застосування над широкосмугових сигналів із метою підвищення скритності, надійності та завадо захищеності радіозв’язку.

Третє. Забезпечення управління в русі шляхом переходу від малорухомих систем стільникового й супутникового зв’язку до високо мобільних систем зв’язку в оперативнотактичній ланці.

Четверте. Підвищення стійкості зв’язку шляхом впровадження багатоантенних систем радіозв’язку та MІМО-технології.

П’яте. Підвищення завадо захищеності використанням спеціальних антен, які спрямовано, та цифрового діаграмоутворення, що забезпечує формування нулів діаграм направленості антен на джерело завад, тощо.

Шосте. Застосування безпілотників із ретрансляторами на борту для організації обміну інформацією між окремими мережами тактичної ланки з метою розширення радіусу дій і зниження навантаження на глобальні системи зв’язку.

Висновки

Основними тенденціями розвитку систем військового радіозв’язку у провідних країнах світу є:

  • інтеграція всіх видів трафіка (мова, дані, відео, відеоконференція);
  • іповна мобільність всіх абонентів і елементів мережі;
  • ізабезпечення заданої якості обслуговування користувачів (QoS) на значних географічних територіях в умовах застосування як звичайної, так і ядерної, біологічної та хімічної зброї;
  • ігарантована засекреченість усіх видів інформації;
  • і мінімальна участь людини в питаннях планування й ведення звʼязку.

З метою підвищення ефективності рішень щодо створення системи зв’язку ЗС України доцільне використання в процесі розробок перспективних принципів функціонування мережецентричних розподілених систем, mech-технологій, MANET-мереж та інших сучасних інформаційних технологій в інтересах Збройних Сил України.

Одним з інноваційних напрямів розвитку засобів збройної боротьби провідні країни розглядають розробку робото технічних платформ, обмін даними з якими в перспективі планується забезпечити завдяки застосовуванню малогабаритної радіостанції JTRS ( Joint Tactical Radio System).

Напрямками подальших досліджень є формування тактико-технічних вимог до універсальних програмованих багатофункціональних засобів радіозв’язку, в тому числі для використання на безпілотних літальних апаратах та в роботизованих комплексах.



Список літератури

1. П. Эльдаров. Перспективная автоматизированная система связи WIN-T сухопутных войск США. Зарубежное военное обозрение. 2016. №1. С. 57 – 61.

2. Романюк В.А. Модель прийняття рішень повітряною мережею. Збірник наукових праць ВІТІ. 2019. С. 84 – 95.

3. О. Кувшинов, Т. Гурський, К. Гриценок, А. Шишацький. Аналіз режимів роботи та перспектив бойового застосування сучасних військових УКХ радіостанцій іноземного виробництва. Збірник наукових праць ВІТІ № 1. 2018. С. 48 – 50.

4. Гурський Т.Г. Аналіз бойового застосування та характеристик сучасних військових засобів радіозв’язку іноземного виробництва. Гурський Т.Г. Збірник тез доповідей VII науково-технічної конференції ВІТІ ДУТ. 2014. С. 16 – 22.

5. Гурський Т.Г. Напрямки розвитку УКХ радіозв’язку сухопутних військ ЗСУ. Гурський Т.Г. Збірник тез доповідей X науково-практичної ВІТІ. 2017. С. 29 – 36.

6. Міночкін А.І., Романюк В.А. Задачі управління топологією мережі безпілотних літальних апаратів мобільного компоненту мереж зв’язку військового призначення. Збірник наукових праць № 2. ВІТІ НТУУ „КПІ”. 2005. С. 83 – 90.

7. Романюк В.А. Алгоритм позицюювання телекомунікації аероплатформ для збільшення пропускної здатності повітряної мережі. Збірник ХІІ науково-практичної конференції ВІТІ. 2019. С. 203 – 207.

8. Warfighter Information Network-Tactical (WIN-T). https:www.afcea.org.content.tags.win-t.

9. Pagan T.A. Space and Airborne Communications for the Future Force. Strategy Research Project – Center for Strategic Leadership, 2010 (Space And Airborne Communications for the Future Force 2010.pdf).

10. Joint enterprise: software defined radio. Army-technology.com. 21.10.2014. URL: www.armyteclmology.com.features.featuredssi.essor.sdr.software.defi Ned radio.

11. Міночкін А.І., Романюк В.А. Перспективи побудови тактичних систем звʼязку. IIІ Науково-технічна конференція ВІТІ. ВІТІ НТУУ „КПІ”. 2006. С. 5 – 15.

12. Романюк В.А. Мобильные радиосети – перспективы беспроводных технологий. Сети и телекоммуникации. 2003. № 12. С. 62 – 68.


УДК 621.396



Використані джерела:
Збірник наукових праць ВІТІ № 1 – 2020