Совместная система распространения тактической информации - Joint Tactical Information Distribution System

Совместные пользователи системы распространения тактической информации, 1990 г.

В Совместная система распространения тактической информации (JTIDS) является L группа Сетевая радиосистема с распределенным множественным доступом с временным разделением (DTDMA), используемая Вооруженные силы США и их союзники поддержать передача данных потребности, в основном в противовоздушной и противоракетной обороне. Он производит расширенный спектр сигнал с использованием Частотная манипуляция (ФСК) и Фазовая манипуляция (PSK) для распределения излучаемой мощности по более широкому спектру (диапазону частот), чем обычные радиопередачи. Это снижает восприимчивость к шуму, помехам и перехвату. В множественном доступе с временным разделением (TDMA) JTIDS (аналогично технологии сотовых телефонов) каждый временной интервал (например, 1 секунда) разделен 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. В каждом временном интервале фазовый угол пакета передачи изменяется 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 до секунды (от кадра к кадру). В JTIDS TDMA частоты временных интервалов и / или назначения временных интервалов для каждого канала не остаются фиксированными от кадра к кадру, а изменяются псевдослучайным образом. Назначения слотов, частоты и информация зашифрованы для обеспечения связи между компьютерами для поддержки всех типов военной платформы, включая Воздушные силы истребители и Флот подводные лодки.

Полная разработка JTIDS началась в 1981 году, когда был заключен контракт с компанией Singer-Kearfott (позже GEC-Marconi Electronic Systems, сейчас BAE Systems E&IS ). Филдинг продвигался медленно в конце 1980-х - начале 1990-х с быстрым расширением (после 9/11 ) в рамках подготовки к операциям «Несокрушимая свобода» (Афганистан) и «Свобода Ираку». Разработка сейчас ведется Решения для передачи данных, совместное BAE /Роквелл Коллинз Компания, ViaSat, и консорциум MIDS International.

Обзор

JTIDS - это одно из семейства радиооборудования, реализующее то, что называется Ссылка 16. Link 16, высоконадежная конструкция радиосвязи, отвечающая самым строгим требованиям современного боя, обеспечивает надежную ситуационную осведомленность (SA) для быстро движущихся сил. Оборудование Link 16 зарекомендовало себя в детальных полевых демонстрациях, а также в АВАКС и JSTARS развертывание в Буря в пустыне, способность базовой Link 16 обмениваться пользовательскими данными со скоростью 115 кбит / с, исправление ошибки -кодированный. (Сравните это с типичными тактическими системами со скоростью 16 кбит / с, которые также должны учитывать накладные расходы, превышающие 50%, чтобы обеспечить такую ​​же надежность передачи.)

Радиостанции Link 16, в основном являясь сетью передачи данных, могут предоставлять высококачественные голосовые каналы и навигационные услуги с такой же точностью, как и любые имеющиеся в наличии. Каждый пользователь Link 16 может идентифицировать себя с другими аналогично оборудованными платформами на дальностях, значительно превышающих то, что могут предоставить системы идентификации друга или врага Mark XII (IFF). Кроме того, Link 16 оборудованных платформ, способных идентифицировать с помощью других средств (таких как радар и TENCAP Отслеживание синей силы ) может передавать эти "косвенные" идентификационные данные как часть обмена SA. Возможности Link 16 лучше всего представлены JTIDS или его продолжением. Многофункциональная система распространения информации (MIDS) терминалы. В ТАДИЛ-J формат сообщения формирует основу мандатов в DoD План управления тактическим каналом передачи данных.

Полномасштабная реализация двух ключевых элементов Link-16 дает преимущества: (1) «каталог» сообщений и (2) конкретная форма радиоволны (т.е. скачкообразная перестройка частоты, CPSM Lx-диапазона, 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 боевых действий силы и элементы, которые развертываются для сбора информации, как правило, рассредоточены, не всегда связаны с одним подразделением, могут даже принадлежать к разным службам и не всегда хорошо скоординированы. В результате может существовать значительный объем информации как о дружественных, так и о вражеских силах, но элементы, которые обладают этой информацией, часто не знают о боевых частях, которые в ней нуждаются. И наоборот, боевые элементы нуждаются в информации как о дружественных, так и о вражеских силах, но не знают, у кого она есть. Классически эти «разъединения» часто определяли успех или провал конкретной военной миссии. Обычные схемы связи не могут решить эту проблему. С JTIDS люди, у которых есть информация, 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 больше). Можно утверждать, что это неэффективно, поскольку по сети передается больше информации, которая требуется или требуется любому отдельному пользователю, но с учетом неспособности точно координировать источники информации и пользователей информации, JTIDS - единственная доступная архитектура, которая удовлетворяет потребности современного распространения информации. поле битвы. Бывают ситуации, когда необходимы специальные схемы связи. Например, передача боевой единице команды на атаку конкретной цели. Также разумно попытаться использовать безопасность и устойчивость JTIDS к помехам, чтобы приспособить некоторые текущие коммуникации, такие как голос. В результате эти схемотехнические возможности были включены в проект. В то время, когда это было сделано, существовало опасение, что операторы, которые привыкли иметь дело с обычными средствами связи, будут стремиться к копированию схем, к которым они привыкли, через JTIDS за счет новой и 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. Для возникающих коммуникационных потребностей их следует оценивать, и, если конкретные преимущества JTIDS не нужны, проблема должна быть решена с помощью более традиционного подхода. JTIDS связан набором параметров, продиктованных его уникальными свойствами, что делает чрезвычайно трудным внесение существенных изменений в его параметры. Он обладает достаточными возможностями для выполнения своей основной задачи (ситуационная осведомленность) и имеет некоторые скромные дополнительные возможности для решения задач связи, которые не оправдывают добавления дополнительного оборудования в боевую единицу. Однако эту возможность необходимо использовать экономно и осторожно, чтобы не поставить под угрозу основную цель JTIDS.

— Описание системы JTIDS от первоначального менеджера программы MITER Эрика Эллингсона

Происхождение и история

JTIDS начал с исследования по расширенному планированию, спонсируемого отделом перспективных планов (XR) Air Force Electronic Systems Division (ESD) в L.G. Hanscom Field. Исследование было проведено Корпорация MITRE в 1967 году и главными исследователями были Вик Десмаринес, который позже стал президентом MITER и Гордон Велчман кто сыграл важную роль в разрушении немецкого Энигма машина код в качестве главы "Хижина 6 " в Bletchley Park, Англия. Гордон написал книгу под названием «История хижины 6», в которой описал его деятельность и содержит некоторую дополнительную информацию о его работе в MITRE. Исследование пришло к выводу, что на поле боя была доступна 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, содержащие критически важную информацию, могли транслировать ее, а единицы, которым эта информация нужна, могли выборочно обрабатывать то, что имело непосредственное значение. Это было существенным отходом от используемых тогда схемно-ориентированных архитектур связи и способом устранения переполненности и путаницы 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 CASOFF «Контроль и наблюдение за дружественными силами».

Исследование перспективного планирования было хорошо встречено как в MITRE, так и в ESD, и было решено продолжить практический дизайн, чтобы увидеть, можно ли воплотить эти идеи в пригодную для использования систему. В 1968 году технический директор MITER Джон Х. Монахан назначил К. Эрика Эллингсона руководителем этого проекта, и Эллингсон собрал техническую команду для реализации этих идей. На раннем этапе стало очевидно, что архитектура CASOFF была достаточно радикальной, и для лучшего понимания и, в конечном итоге, демонстрации осуществимости и преимуществ такого подхода требовалась деятельность по «проверке концепции». Демонстрационная система использовала синхронизированную архитектуру множественного доступа с разделением по времени и включала определение местоположения как неотъемлемую часть процесса связи. Поскольку средства были крайне ограничены, все усилия были направлены на использование уже имеющегося оборудования. Передатчики были излишками транспондеров AN / APX-25 IFF, а обработка данных производилась с использованием излишков компьютеров IBM 4piTC-2, которые были получены из программы предотвращения столкновения с рельефом F-111. Уникальные компоненты, называемые блоками управления и индикации (CDU), были созданы в лаборатории MITER.

К 1970 году действующая система TDMA была построена, и наземные станции были установлены в Бостон-Хилле в Андовере, Массачусетсе, Миллстон-Хилл в Гротоне, Массачусетсе, США. Бедфорд, Массачусетс и Проспект Хилл в Уолтеме, Массачусетс. Бортовой терминал был также установлен в учебно-тренировочном самолете ESD T-29. Были проведены испытания как архитектуры связи, так и возможности определения местоположения, и было показано, что общая конструкция системы является практичной. Обратите внимание, что эта демонстрация предшествовала GPS, Ethernet и Интернету, каждый из которых включал аналогичные принципы. Также стоит отметить, что эти эксперименты были бы невозможны без поддержки Джона Клотца из DOD / DDR & E.

В 1972 году генерал Кен Рассел, руководитель программного офиса системы АВАКС, спросил Эллингсона, может ли MITER поддержать демонстрацию системы АВАКС в 1973 году ключевому персоналу НАТО в Европе. Идея заключалась в том, чтобы доставить данные системы АВАКС в наземные центры управления и контроля в выбранных точках по всей Европе, чтобы показать, как система АВАКС может усилить существующие возможности противовоздушной обороны. Рассел думал, что демонстрационная система MITER 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 ДРЛО с интерфейсами к британской системе Linesman, французской системе Strida II, наземной системе НАТО в Германии и элементу тактической системы командования и управления США 407L в Бельгии и системам 407L в Зембахе и Ной-Ульме. в Германии. Также был оборудован армейский сайт NIKE в районе Флигерхорст-Казерн недалеко от Ханау, Германия. Демонстрация прошла очень успешно и вызвала большой интерес НАТО как к системе АВАКС, так и к JTIDS.

За это время название программы претерпело несколько итераций. Джон Клотц не любил аббревиатуры и окрестил программу Расположение тактической позиции / возможности общей сети который сразу стал Типплекегом. Затем программа называлась «Передача данных о местоположении и управление тактическими самолетами» (PLRACTA). Во время первой европейской демонстрации программа была известна как Seek Bus. Наконец, в 1973 году Министерство обороны США создало совместный программный офис с ВВС в качестве исполнительного агента, а полковник Бриден Брентнолл был назначен начальником системного программного офиса. SPO для Joint Service было размещено в компании MITRE совместно с группой разработчиков Эллингсона. С тех пор программа была официально известна как Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS). Однако, поскольку НАТО не использовало термин «стык» в своих описаниях систем, усовершенствованный терминал Хьюза (HIT) класса 1, установленный на НАТО E-3A, упоминался в документации Boeing как «устойчивая система связи ECM (ERCS). . "

Вторая европейская демонстрация систем AWACS и JTIDS была проведена в 1975 году под руководством генерального директора AWACS SPO (Ларри). Лоуренс А. Сканце. Был добавлен интерфейс с системой NTDS ВМФ, который был продемонстрирован на борту ракетного крейсера в Средиземном море. Высокопоставленные лица имели возможность просматривать данные системы АВАКС в различных местах NTDS, в том числе на авианосце с ядерной установкой. В результате этих демонстраций и соответствующего интереса со стороны НАТО была учреждена программа JTIDS НАТО под названием Многофункциональная система распространения информации (MIDS).

За этот период контракты были присуждены Hughes Aircraft (Группа наземных систем) разработать терминал, пригодный для оперативного использования в системах ДРЛО и наземных системах управления и контроля, и Singer Kearfott Corporation, ныне BAE Systems, разработать терминал, пригодный для установки истребителей. Усилием Hughes руководил Боб Крамп, а усилием Singer - Джоном Спутцем. Совместно с подрядчиками команда MITER под руководством Майрона Лейтера, состоящая из инженеров по коммуникациям и цифровой обработке сигналов, доработала конструкцию JTIDS, чтобы оптимизировать подавление помех и производительность канала. Результаты этих усилий были включены в технические условия и послужили руководством для подрядчиков. Эксплуатационные соображения были предоставлены опытными боевыми пилотами ВВС полковником Кеном Кронлундом и полковником Клиффом Миллером, а также ценным вкладом Центра вооружения тактических истребителей ВВС. Пара реактивных тренажеров по приборам была оборудована дисплеями, подобными F-15, и использовалась для оценки методов отображения и понимания рабочей нагрузки пилота и преимуществ.

Эллингсон был назначен заместителем технического директора подразделения управления и контроля MITER в 1979 г., стал техническим директором подразделения связи MITER в 1982 г. и в 1986 г. техническим директором подразделения управления и управления MITER. В течение этого периода он не отвечал за повседневное управление программой, но отвечал за надзор. Эллингсон ушел из MITRE в 1989 году.

JTIDS был создан не одним человеком. Скорее, это была кульминация группы людей, каждый из которых имеет опыт в определенных дисциплинах, включая, помимо прочего, системную инженерию, операционный анализ, анализ рентабельности, стандарты сообщений, разработку программного обеспечения, коммуникации, обработку сигналов, анализ уязвимостей, обнаружение и исправление ошибок, проектирование антенн, анализ многолучевого распространения, машиностроение электромагнитной совместимости, навигация, создание спецификаций и другие. В течение значительного периода времени, когда зачатие JTIDS занималось разработкой программы, до 50 человек были заняты полный рабочий день, а еще 50 - на вспомогательных должностях с частичной занятостью. усилие приобретения. Разработка продолжается, но усилия были больше ориентированы на внедрение достижений в технологии и усилия по повышению качества и уменьшению размера, веса и стоимости. В начале 1990-х военно-морской флот взял на себя исполнительное руководство программой. По мере того, как программа распространилась на службы США и НАТО, произошел значительный вклад в оперативные инновации, обусловленные базовой гибкостью архитектуры и воображением оперативного пользователя. В результате операционная полезность системы была улучшена по сравнению с тем, что первоначально предполагалось первыми разработчиками. Несмотря на то, что система JTIDS разрабатывалась долгое время, большая часть технологий все еще остается «современной», и система должна быть жизнеспособной в обозримом будущем.

JTIDS также используется другими членами НАТО.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки