Дигитализация

Вариант на КИС при поддръжка на съвместна операция за опазване на националната сигурност в мирно време

CIO Media

Съгласно „Бяла книга за отбраната и въоръжените сили на Република България“, приета през 2010 год., на въоръжените сили (ВС) се възлагат три основни мисии: 

>> Отбрана – обхваща задачите, свързани с гарантирането на националния суверенитет и независимост, защита на териториалната цялост на страната и на страните – членки на НАТО, в условията на чл. 5 от Северноатлантическия договор; 

>> Подкрепа на международния мир и сигурност – включва изпълнение на международни и коалиционни ангажименти за участие в операции на НАТО и Европейския съюз в отговор на кризи, предотвратяване на конфликти, за борба с тероризма, участие в мисии на ООН, ОССЕ и други коалиционни формати, дейности по контрол на въоръженията, неразпространение на оръжия за масово унищожение, техните носители и материалите за тяхното производство, международно военно сътрудничество, предоставяне на хуманитарна помощ, укрепване на доверието и сигурността; 

>> Принос към националната сигурност в мирно време – включва поддържане на способности за ранно предупреждение за потенциални рискове и заплахи; дейности по контрола на въздушното и морското пространство; операции по сдържане и неутрализиране на терористични, екстремистки и престъпни групи; защита на стратегически обекти; защита и подпомагане на населението при природни бедствия, аварии и екологични катастрофи и т.н.

Мисия „Принос към националната сигурност в мирно време”

Операциите на ВС по мисия „Принос към националната сигурност в мирно време” имат някои особености: операциите се провеждат райони с ограничена площ, с участие на сили и средства от други ведомства, организации, доброволци и др., най-често се ръководят от МВР, а прилежащата инфраструктура и комуникации са увредени.

Някои от операциите, в които участват ВС през последните години са по защита и подпомагане на населението при природни бедствия и аварии, спасителни и евакуационни дейности. Всяка операция се провежда при определена тактическа обстановка.

Тактическа обстановка

            Предполага се, че се провежда операция с невоенен характер на територията на Република България, в съответствие с мисията на въоръжените сили „Принос към националната сигурност в мирно време”. Задачите включват защита и подпомагане на населението, спасителни и евакуационни дейности при природно бедствие – наводнение.

            В следствие на проливни валежи са повишени нивата на реките в определен район и те са излезли от своите корита. Валежите са довели до активизиране на свлачища. Силно нарушена е пътната инфраструктура и тя е трудно проходима.

            Операцията се провежда съвместно с формирования от системата на МВР (Главна дирекция „Национална полиция” и Главна дирекция „Пожарна безопасност и защита на населението”), екипи от Центровете за спешна медицинска помощ от състава на Министерство на здравеопазването (МЗ), представители на местната власт, неправителствени организации (Български червен кръст), доброволни формирования. За нуждите на операцията са създадени мобилни съвместни екипи, които изпълняват задачи в зоната на операцията.

            Телекомуникационните услуги, предоставяни от обществените телекомуникационни оператори са силно нарушени.

            За планиране, ръководство и координиране на усилията при провеждане на операцията се формира оперативен щаб, разположен в най-близкия общински център, като водеща роля при планиране, провеждане на операцията, както и нейното непосредствено ръководство е определена на МВР. В зоната на операцията е развърнат полеви оперативен пункт за управление, който ръководи дейностите на „терен“.

            Въоръжените сили участват в операцията с мобилни формирования с високопроходима техника (верижна и колесна). Освен това, на формированията за КИП на ВС е възложено изграждането на комуникационно-информационната система (КИС) в зоната на операцията.

Системен модел

            Изградената КИС, трябва да осигури изпълнението на следните основни задачи:

  • Осигуряване на обмен на информация между оперативния щаб и полевия пункт за управление;
  • Осигуряване на обмен на информация между горепосочените органи за управление и мобилните екипи;
  • Осигуряване на обмен на информация между органите за управление и техните преки ръководители – МО, МВР, МЗ и др.;
  • Изграждане на сензорна система за видеонаблюдение на критични участъци в зоната на операцията;
  • Други, допълнително възникнали задачи, в зависимост от оперативната обстановка.

            За комуникационна и информационна поддръжка на операцията е изградена тактическа КИС, която функционира съвместно с елементи от стратегическата (стационарната) КИС на ВС в зоната на операцията. В зоната на операцията не са налични източници на преднамерени и промишлени смущения.

            На органите за управление и мобилните съвместни екипи в зоната на операцията е предвидено да се предоставят следните телекомуникационни услуги:

  • Гласови услуги (voice) – обмен на разговорна оперативна информация;
  • Видео услуги (video) – обмен на видео оперативна информация, доставяне на видео информация от видеосензорите (видеокамерите), разположени в зоната на операцията;
  • Обмен на данни (Web) – достъп до информационни системи на отделните ведомства, достъп до Интернет;
  • Обмен на данни (e-mail) – обмен на електронна поща в рамките на ведомствата и в глобалната мрежа.

В зоната на операцията се изгражда фрагмент от тактическа комуникационна система, която работи съвместно със стратегическа опорна стационарна КИС на ВС (Strategic Core Network, SCN) (фиг. 1).

Стационарната мрежа се състои от опорни комуникационо-информационни възли (КИВ) - възли за достъп, които могат да са транзитни (Transit Access Node, TAN), осигуряващи необходимата свързаност или крайни (Access Node,  AN), предоставящи услуги на крайни потребители. SCN осигурява свързаност към мрежите на другите ведомства, към единната електронна съобщителна мрежа (ЕЕСМ) на държавната администрация и за нуждите на националната сигурност, към мрежите на обществените телекомуникационни оператори и др.

            Тактическата комуникационна система (ТКС) се изграждат с цел предоставяне на телекомуникационни услуги на потребителите, работещи при полеви условия. В НАТО е приет модел, според който ТКС трябва да съдържат следните подсистеми: 

>>  LAS: Локална подсистема (Local Area Subsystem);

>>  WAS: Опорна (глобална) подсистема (Wide Area Subsystem);

>>  MS: Мобилна подсистема (Mobile Subsystem);

>>  SMCS: Подсистема на системата за управление и контрол (System Management and Control Subsystem);

>>  SecS: Подсистема за сигурност (Security Subsystem).

Мобилната подсистема предлага комуникационни услуги на мобилните потребители, използвайки различни технологии за безжичен достъп. За реализиране на MS могат да се използват различни радиокомуникационни системи (РКС).

             Опорната подсистема (WAS) осигурява привързване на ТКС към стационарната КИС и доразвива КИС при полеви условия. За целта се използват полеви комуникационо-информационни възли, развърнати в специализирани превозни средства – апаратни за достъп (Access Vehicle, AV) или транзитни апаратни за достъп (Transit Access Vehicle, TAV).

           На полевия оперативен пункт за управление, услуги се предоставят от AV, разположено в района на пункта за управление.

            Привързването на ТКС към стратегическата се осъществява чрез стандартизирани интерфейси. Гръбнакът на ТКС е изграден основно чрез радиорелейни линии, които се изграждат лесно и могат да преодолеят разрушената инфраструктура.

            Обслужването на мобилните потребители в зоната на операцията се осъществява от мобилна подсистема (MS), изградена от еднотипни мрежови елементи за радиодостъп, някои от които са част от тактическата КИС (разположени в апаратни за радиодостъп – Radio Access Point – RAP), а други от стратегическата КИС (разположени във възлите за достъп (AN) или в транзитните възли за достъп (TAN).

            Достъпът до потребителски услуги на мобилните абонати се осъществява чрез ръчни (Handheld, HH), носими (Manpack, MP) или возими (монтирани в специализирани или други превозни средства) радиотерминали (Radio Terminal, RT).

            Мобилността на потребителите е различна – ниска (до 10 km.h–1) за пешеходните потребители, средна (до 50 km.h–1) – за потребители, движещи се по черни пътища (Off-road) или висока (до 120 km.h–1) – за потребители, движещи се по нормални пътища.

            Радиотерминалите осигуряват двустранен обмен на информация, като потребителите могат да реализират директен достъп до услугите, чрез вградените в терминалите функции или чрез други крайни устройства, получаващи достъп до услугите през съответния радиотерминал. Във втория случай се използват стандартни интерфейси между крайните устройства и радиотерминалите.

            Мобилните потребители от състава на МВР и МЗ разполагат със собствени радиотерминали, а тези от състава на МО - със служебни. На потребителите, които не разполагат със собствени радиотерминали, се предоставят такива от формированията за КИП, изграждащи КИС.

Съвместимостта

Съвместимостта между различните радиотерминали понастоящем е проблем, дори когато те са изградени по едни същи стандарти.

            При придобиване на нови радиотерминали, се предвижда всички те да са изградени чрез технологиите на софтуерно дефинираното радио и когнитивното радио, което позволява всички терминали (независимо от тяхната принадлежност) да предоставят всички определени (абонирани) услуги на мобилните потребители, в съответствие с конкретната радиокомуникационна система и с конкретните условия.

            Всеки мрежов елемент за радиодостъп покрива определена площ, а всички заедно – покриват зоната на операцията. На мобилните потребители е осигурено препредаване на обслужването между зоните на покритие на елементите за радиостъп в зоната на операцията (handoff, handover). В зависимост от нуждите е възможно реализиране препредаване на обслужването между различни системи (roaming) на различни ведомства и оператори. Планирането и управлението на цялата система се осъществява от единен център за управление, разположен в стратегическата КИС.

Архитектура на радиокомуникационната система.

            От всичко посочено до тук е ясно, че най-големи усилия изисква изграждането на мобилната подсистема.

            Мобилната подсистема представлява съвкупност от клетки (зони на покритие), в центъра на които са разположени приемо-предаватели (базови станции (БС, BS), осигуряващи достъп до телекомуникационни услуги на мобилните потребители. Освен чрез базовите станции, предложената система позволява епизодична (директна, Ad-Hoc) радиокомуникация в зоната на взаимно покритие на радиотерминалите. За целта са формирани определени потребителски групи (както е при груповите радиокомуникационни системи като TETRA, TETRAPOL и др.). Базовите станции са от състава на мрежови елементи, монтирани в телекомуникационни апаратни за радиодостъп (RAP) от състава на тактическата КИС или монтирани в стационарни комуникационно-информационни възли (AN или TAN) от състава на стратегическата (стационарната) КИС. Всички базови станции са свързани към комутационен и маршрутизиращ възел (Switching and Routing Node – SRN) чрез преносни комуникационни линии, които са реализирани през WAS на тактическата КИС и SCN на стратегическата (стационарната) КИС. Преносните комуникационни линии могат да са радиорелейни, тропосферни, сателитни, кабелни (проводни или оптични), но както бе посочено по-горе, най-често са радиорелейни. Пропускателната способност на преносните линии е достатъчно голяма, за да поеме телетрафичното натоварване на клетките при обмен в двете направления на предаване (фиг. 2).

            Цялата мрежа работи в съответствие с INTERNET протокола, както в абонатната част, така и в опорната мрежа, т.е. радиокомуникационната система е IP базирана.

           Функциите по непосредсвено управление на радиоресурсите се реализират локално (от базовите станции) на основата на общата (административна) политика по планиране и управление, като с радиотерминалите се обменя и необходимата управляваща информация, включително и тази, касаеща качеството на обслужване и статистическото мултиплексиране.

            За аналого-цифрово преобразуване на аналоговите сигнали се използват стандартни методи.

            Системата поддържа приоритети в обсужването в зависимост от дефинираните трафични класове (според допустимитте закъснения) и/или в зависимост от йерархичното ниво на дадения орган за управление, които се определят административно.

            Честотният диапазон, броят на честотните канали и тяхната ефективно предавана честотна лента се определят от националната регулационна рамка в областта на телекомуникациите и електронните съобщения, както и изискванията на НАТО.

            Двустранната комуникация се осъществява чрез дуплекс с деление по време (TDD), което осигурява необходимата гъвкавост в обмена на информация.

            Чрез използване на различни признаци за разделяне на сигналите (например CDMA), в рамките на честотните канали се формират определен брой комуникационни канали.

            По-голяма пропускателна способност (по-висока скорост на предаване) на комуникационните канали се постига чрез използване на цифрови модулации с по-висока спектрална ефективност (n-QAM), използване на достъп с ортогонално честотно разделяне (OFDM) и използване на технология с множество антени (MIMO).

            Достъпът до комуникационните канали в двете посоки на предаване е с ограничена продължителност, като времето за достъп е времето за предаване на един пакет.

            Цифровите информационни потоци се кодират с коригиращи кодове за откриване и корекция на грешки, което намалява пропускателната способност на комуникационните канали.

            Комуникационните канали в радиоинтерфейса са трафични и управляващи (сигнални).

            Методът за разпределение на трафичните комуникационни канали в системата е фиксиран, като ресурсът от трафични канали за дадена клетка се определя административно при планирането на системата от центъра за управление на мрежата. В зависимост от конкретните нужди и промяна на оперативната обстановка, този ресурс може да се променя (преконфигурира).

            Методът за достъп до трафичните канали във възходяща посока (RT →

BS) е многостанционен достъп със статистическо мултиплексиране (Statistical Multiplexing Multiple Access, STMMA), а в низходяща посока (BS → RT) е статистическо мултиплексиране (Statistical Multiplexing, STM).

            За защита на информацията от нерегламентиран достъп, в радиоитерфейса се реализира криптиране на данните, като се използва стандартен потоков криптографски алгоритъм. Криптографските ключове са заредени ръчно в радиотерминалите, а управлението на ключовете се осъществява от центъра за управление на сигурността на мрежата.

            Размерът (радиусът) на клетката е от порядъка на 10 km (макроклетки), като е реализиран адаптивен механизъм за контрол и управление мощността на предавателите на BS и RT.

В заключение

            Опитът от последните години показва, че при изпълнение на задачи по мисия „Принос към националната сигурност в мирно време” не се използват ефективно възможностите на въоръжените сили за изграждане на КИС за поддръжка на такива операции. Технологичното обновление на комуникационните и информационни ресурси както във въоръжените сили, така и в другите ведомства, ще осигури по-пълно и по-ефективно осигуряване на комуникационна и информационна поддръжка на операции по пълния спектър мисии на ВС.

Източници:

  1. Ангелов И. Ц. Телекомуникационни апаратни в полевите комуникационно-информационни системи. CIO. Chief Information Officer, бр. 7, Юли 2012.
  2. Ангелов И. Ц. Изследване на методите за статистическо уплътнение в мобилните комуникации. –В.Т.: ИК на НВУ, 2014.
  3. Ангелов И. Ц. Тенденции при изграждане на мобилната подсистема на тактическа комуникационна система. CIO. Chief Information Officer, бр. 7, Юли 2015.
  4. Бяла книга за отбраната и въоръжените сили на Република България. –С., 2010.

X