CC BY
675Анализ основных принципов организации связи в тактическом звене управления армий стран НАТО
Д.М. НЕНАДОВИЧ, доктор технических наук
Я.А. НАДТОЧИЙ, кандидат технических наук
С.В. КАЛИНИН
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Рассматриваются общие принципы построения объединенных автоматизированных цифровых систем связи армий стран НАТО. Основное внимание уделяется системе WIN-T (Warfighter Information Network Tactical) на основе технологий SDR и SCA. Показаны этапы развития и обобщен практический опыт использования данной системы. Отмечаются положительные и отрицательные аспекты разработки системы.
The paper looks at the general principles of constructing united automated digital communication systems in NATO armies; the focus of attention is on the WIN-T (War-fighter Information Network Tactical) system based on SDR and SCA technologies. It shows the development stages and generalizes the practice of using this system, pointing out the positive and negative aspects of the system design.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Сетевые информационные технологии, радиосвязь, радиосистемы.
Network information technologies, radio communications, radio systems.
РЕЗУЛЬТАТЫ анализа литературы и многочисленных статей в отечественных и зарубежных изданиях показывают, что в последние годы в вооруженных силах стран НАТО идет непрерывная широкомасштабная модернизация систем управления и связи1'2.
В первую очередь осуществляется активное внедрение сетевых информационных технологий в практику управления ведением боевых действий. Технологические изменения влекут за собой коррекцию организационно-штатной структуры соединений, частей и подразделений.
Внедрение сетевых технологий влечет за собой насыщение экипировки военнослужащих коммуни-
кационными средствами, функциональные возможности которых намного шире тех, которыми обладают традиционные средства связи. Это позволяет личному составу сухопутных войск стран НАТО вести боевые действия в едином информационном пространстве и приводит к существенному повышению боевой мощи частей и подразделений на основе роста эффективности их применения.
Еще одной важнейшей задачей модернизации систем управления и связи сухопутных войск стран НАТО является обеспечение удаленного доступа частей и подразделений, находящихся на театре военных действий, к ресурсам информационных систем мест их постоянной дислокации. В конечном итоге решение этих задач позволяет достигнуть основной цели — формирования глобальной инфраструктуры GIG (Global Information Grid, в отечественной литературе обычно упоминается как Глобальная Информационно-Управляющая Сеть (ГИУС)) министерства обороны США, предоставляющей возможность обмена информационными ресурсами между всеми видами вооруженных сил стран НАТО3'4.
Основой связи в тактическом звене армии США служит система WIN-T (Warfighter Information Network Tactical), которая пришла на смену системе порайонной связи MSE (Mobile Subscriber Equipment). Главной причиной замены последней стала ее неспособность обеспечить взаимодействие между высокомобильными участниками информационного обмена5.
До недавнего времени основу транспортной инфраструктуры радиосетей на театре военных действий составляли радиорелейные и кабельные линии связи. Естественно, такой подход существенно ограничивал район ведения боевых действий и ограничивал возможности по выполнению маневров.
Разработка мобильной системы связи WIN-T, которая была призвана обеспечить устойчивую связь между подвижными абонентами, непрерывно перемещающимися в пространстве, началась в 2002 году.
Основными средствами организации сети на театре военных действий в WIN-T являются спутниковые системы связи и системы радиосвязи прямой видимости. На логическом
и сетевом уровнях WIN-T строится на технологиях, реализующих принципы построения сети Интернет в корпоративных закрытых сетях.
Система WIN-T первого этапа изначально основывалась на системе спутниковой связи JNN-N (Joint Network Node-Network), предназначенной для организации спутниковой связи по IP-протоколу на уровне от батальона и выше, которая пришла на смену системе порайонной связи MSE, начиная с 2004 года. Она включала оборудование связи, размещаемое на автомобилях HMMWV (High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle) — основных транспортных средствах боевых бригад нового типа, в автоприцепах и транспортировочных контейнерах. Преимуществом WIN-T первого этапа перед предшествующей системой стало существенное снижение временных затрат на приведение средств связи в готовность к применению.
Терминалы системы спутниковой связи JNN-N обеспечивали быстрое развертывание средств связи и установление IP-соединений для передачи голоса и данных по спутниковым каналам в Ku-диапазоне вплоть до уровня батальона.
WIN-T обеспечивала связь с сетями NIPRNET и SIPRNET, с закрытыми и открытыми системами видеоконференций и обмена голосовыми данными, а также возможность сопряжения с устаревшими средствами связи, такими как MSE и глобальная сеть. В состав этой системы входили маршрутизаторы Cisco и коммутаторы Promina для обеспечения организации IP-сетей в местах развертывания подразделений.
В процессе своего развития система WIN-T первого этапа стала поддерживать связь в Ка-диапазоне с системой широкополосной спутниковой связи WGS (Wideband Global SATCOM). Следующим этапом ее развития стало построение мобильной сетевой транспортной инфраструкту-
ры, позволяющей обеспечить связью мобильных пользователей на основе военных и коммерческих спутниковых линий связи, а также радиосвязи прямой видимости. Мобильная сетевая транспортная инфраструктура обеспечивала пользователей связью, за счет того, что средства связи, формирующие основу сети, могли постоянно находится в движении.
Поставка комплексов системы WIN-T второго этапа в войска началась в октябре 2012 года. Эта система расширила доступность IP-сетей до уровня роты в боевых бригадах. Комплексы системы WIN-T включали как средства организации радиосетей, так и средства контроля и управления функционированием сетей.
Базовыми элементами, формирующими мобильную сетевую транспортную инфраструктуру, являлись:
• точки доступа (коммутационного оборудования для связи с вышестоящей сетью);
• тактические узлы связи TCN (Tactical Communication Node);
• система обеспечения функционирования радиосетей в условиях сложной местности SNE (Soldier Network Extension);
• специализированные комплексы беспроводной связи транспортных средств VWP (Vehicle Wireless Package).
Мобильная сетевая транспортная инфраструктура имела иерархическую многоуровневую структуру. Для сопряжения различных уровней сети служили так называемые точки доступа, средства организации которых размещались на уровне дивизий, бригад и батальонов.
Эти точки обеспечивали установление защищенных соединений в движении, как с помощью спутниковых линий связи, так и на основе радиосвязи прямой видимости, и позволяли создавать самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся сети, а также обеспечивали устойчивую связь во-
еннослужащих с центром управления боевыми действиями.
Спутниковая связь использовалась только для установления устойчивого соединения с вышестоящей сетевой транспортной инфраструктурой. Далее по возможности задействовались точки доступа для организации широкополосных радиоподсетей HNR (Highband Networking Radio).
Основой сетевой транспортной инфраструктуры для пунктов управления являлись тактические узлы связи, которые оснащались средствами для организации связи (спутниковой и радио-) как в движении, так и в режиме развертывания на местности в стационарное положение, в котором возможности узлов существенно возрастали — увеличивалась дальность радиосвязи, возрастала пропускная способность каналов связи.
Для включения в мобильную сетевую транспортную инфраструктуру транспортные средства мобильных командных пунктов оснащались специализированными комплексами беспроводной связи транспортных средств VWP.
На сложной местности для обеспечения функционирования радиосетей боевого управления (SRW, EPLRS, SINCGARS) служат специальные средства спутниковой связи SNE (Soldier Network Extension), размещаемые на транспортных средствах. Они обеспечивают сопряжение радиосетей с мобильной сетевой транспортной инфраструктурой посредством спутникового канала передачи данных.
WIN-T третьего этапа должна была обеспечить новые возможности по формированию мобильной сетевой транспортной инфраструктуры за счет создания новой компоненты, названной «воздушная» (на основе беспилотных летательных аппаратов и транспортируемых тактических коммуникационных терминалов, внешний вид которых представлен на рисунке).
Рис. Транспортируемые тактические коммуникационные терминалы
«Воздушный» уровень транспортной инфраструктуры был призван разгрузить дорогостоящие спутниковые каналы связи. Ключевым компонентом являлась широкополосная радиосвязь HNW (Highband Networking Waveform), которая существенно расширяла возможности радиосвязи прямой видимости.
Дальнейшее развитие мобильной транспортной инфраструктуры тактической сети (WIN-T четвертого этапа) предполагалось связать с формированием системы защищенной спутниковой связи, функционирующей в Ка-диапазоне частот.
Однако в 2017 году Комитет по вооруженным силам Конгресса США расценил состояние развития информационной сети WIN-T как крайне неудачное. Эта программа обошлась налогоплательщику более чем в 6 млрд долларов.
Начальник штаба армии генерал Марк Милли отнес к основным недостаткам WIN-T низкую надежность, уязвимость системы, неспособность работать в движении.
27 сентября 2017 года было предложено остановить работы по развитию WIN-T. Конгрессу была представлена новая сетевая стратегия. Основным средством связи для формирований тактического уровня (батальона и ниже) являются сетевые радиостанции командной связи и терминалы тактической спутниковой связи.
Технический облик этих средств связи определяется реализацией программ создания многодиапазонных многофункциональных программно-определяемых радиостанций, состоящих из унифицированных модулей, рабочие частоты которых в большинстве случаев лежат в диапазоне от 225—400 МГц (по классификации НАТО Band I) до 4,4—5,875 ГГц (Band IV+).
Все разрабатываемые в настоящее время и поставленные на производство в странах НАТО средства военной радиосвязи выполнены в рамках концепции Software-Defined Radio (SDR), в которой компоненты, традиционно реализуемые аппаратными
средствами, реализуются с помощью программного обеспечения на персональном компьютере или во встроенной системе.
В серийных изделиях используются встроенные системы, причем, как правило, выполненные не на процессорах общего назначения, а на ПЛИС (в английской терминологии FPGA). Такой подход значительно сокращает стоимость и время разработки, облегчает и удешевляет последующую модернизацию аппаратуры, минимизирует риски утечки информации о разработках на сторону.
Для обеспечения совместимости SDR-устройств различных поставщиков был разработан стандарт их разработки, так называемая Software Communications Architecture (SCA, архитектура программируемых средств связи). Она является открытой и по факту международно признанной.
Архитектура SCA была создана с применением объектно-ориентированного подхода (ООП). Язык UML (Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования) использовался для графического представления интерфейсов, определяемых языком IDL (Interface Definition Language — язык описания интерфейсов). Оба описания (UML и IDL) могут быть реализованы с помощью стандартных средств разработки, что позволяет начать непосредственную разработку с определения базовых концепций архитектуры.
В основе архитектуры SCA лежит стандарт (технология) CORBA (Common Object Request Broker Architecture — общая архитектура брокера объектных запросов), который определяет общие принципы построения распределенных приложений. Стандарт SCA базируется на объектной модели, представленной в рекомендации X.733ITU-T, и архитектуре управления объектами OMA (Object Management Architecture).
Использование CORBA позволяет достичь максимальной универсальности модулей SDR-аппаратуры и обеспечить независимость от протокола передачи, используемой структуры данных и аппаратной базы.
Архитектуре SCA посвящено большое количество литературы. В качестве примера можно привести статьи авторов А. Разгуляева6 и Р. Романова7. Стоит отметить, что во многих отечественных публикациях и SDR, и SCA упоминаются как технологии будущего, в то время как они широко используются уже много лет. В частности, SDR и SCA являлись неотъемлемой частью широко известной американской программы модернизации тактической связи JTRS (Joint Tactical Radio System).
Изначально JTRS была предназначена для замены 25—30 различных типов военных систем связи (некоторые из них не могли связываться между собой) на одну программную радиосистему, которая могла бы работать во всех диапазонах частот. Помимо военных (WNW-BEAM, OFDM, AJ, LPI и др.) система JTRS должна
Основой сетевой транспортной инфраструктуры для пунктов управления являлись тактические узлы связи, которые оснащались средствами для организации связи (спутниковой и радио-) как в движении, так и в режиме развертывания на местности
в стационарное положение, в котором возможности узлов существенно возрастали — увеличивалась дальность радиосвязи, возрастала пропускная способность каналов связи.
В основе архитектуры SCA лежит стандарт (технология) CORBA (Common Object Request Broker Architecture — общая архитектура брокера объектных запросов), который определяет общие принципы построения распределенных приложений. Стандарт SCA базируется на архитектуре
управления объектами OMA (Object Management Architecture). Использование CORBA позволяет достичь максимальной универсальности модулей SDR-аппаратуры и обеспечить независимость от протокола передачи, используемой структуры данных и аппаратной базы.
была поддерживать сотовую связь различных стандартов (GSM, CDMA), а также транкинговую связь стандартов TETRA и TETRAPOL.
Формально программа JTRS прекращена в 2012 году, однако разработанные в рамках данной программы спецификации продолжают действовать, а соответствующее им оборудование производится и поставляется в армию.
Однако в целом проект JTRS был признан неудачным. По официальной версии причиной отказа от системы радиосвязи JTRS являлось то, что работа над программой заняла больше времени, чем планировалось, сроки часто переносились и наблюдались факты перерасхода запланированных на разработку денежных средств. Проблемы, возникавшие во время создания системы, приводили к частым изменениям технических
требований, привлечению к работе множества различных организаций, что повлекло за собой децентрализацию управления проектом.
Основная же проблема крылась в том, что руководители проекта за полтора десятилетия так и не смогли выбрать оптимальный вариант построения системы. В итоге в течение 15 лет было практически впустую потрачено 6 млрд долл., и проект был закрыт. Вместе с тем его основным результатом явились созданный научно-технический задел и несколько приемлемых моделей радиостанций направления JTRS HMS. И положительный, и отрицательный опыт разработки системы на основе технологий SDR и SCA должен быть учтен разработчиками объединенной автоматизированной цифровой системы связи Вооруженных Сил Российской Федерации.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Global Information Grid Architectural Vision / US DoD, June 2007, 39 p.
2 McBride M, Masacioglu M. Control Based Mobile Ad Hoc Networking for Survivable, Dynamic, Mobile Special Operation Force Communications / Naval Postgraduate School, September 2009.
3 Плавунов С., Носиков С. Системы и средства связи тактического звена управления сухопутных войск США // Зарубежное военное обозрение. 2012. № 4. С. 42—47.
4 Вэй С. Армия США работает над перспективной тактической сетью // Army Guide Monthly. 2010. № 7(70).
5 Плавунов С., Носиков С. Системы и средства связи тактического звена...
6 Разгуляев А. Перспективные мобильные адаптивные сети передачи информации для СВ США // Зарубежное военное обозрение. 2008. № 1(730). С. 35—39.
7 Романов Р. Состояние и перспективы развития системы управления боевых бригад СВ США // Зарубежное военное обозрение. 2014. № 7. С. 44—49.
