Применение технологий широкополосного доступа для управления и сопряжения средств связи и РТО аэродромов государственной авиации

Размещено на http://allbest.ru

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И СОПРЯЖЕНИЯ СРЕДСТВ СВЯЗИ И РТО АЭРОДРОМОВ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АВИАЦИИ

Печенкин С.М.,

студент, 4 курс, Институт Радиоэлектронных систем и комплексов МИРЭА - Российский технологический университет, Россия, г. Москва

Научный руководитель: Травин В.Л.

Аннотация: в статье рассматривается возможность разработки и применения технологий широкополосного доступа в средствах связи и РТО аэродромов государственной авиации.

Ключевые слова: РТО полетов государственной авиации, технологии широкополосного доступа в авиации, средства связи и РТО.

Annotation: the article discusses the possibility of developing and applying technologies of broadband access in communications and radio technical support of airfields of state aviation.

Key words: radio technical support of airfields of state aviation, aviation broadband technologies.

широкополосный доступ связь аэродром беспроводная информация

В Воздушно-космических силах в настоящее время стоят на вооружении и успешно эксплуатируются летательные аппараты, летно-тактические показатели, авионика, прицельно-навигационные пилотажные комплексы, которые позволяют обеспечить точное по времени и месту боевое применение авиации днем и ночью в простых и сложных метеоусловиях.

Одним из главных условий эффективного боевого применения является точная навигация. Под навигацией ЛА понимают формирование (выбор) заданной траектории движения ЛА; определение местоположения ВС в пространстве и параметров его движения; формирование навигационного решения (управляющих воздействий для вывода ВС на заданную траекторию). Выполнение этих задач невозможно без активного взаимодействия с наземными радиотехническими средствами. Размещаемые на земле радиотехнические устройства и системы, используемые для определения навигационных элементов как автономно, так и в составе радионавигационных систем, называют наземными средствами радиотехнического обеспечения (РТО) полетов и посадки ЛА. Средства РТО размещаются на аэродромах, радионавигационных пунктах (РНП) и отдельно.

В настоящее время сопряжения средств связи и РТО полетов аэродромов с аппаратурой, установленной на пунктах управления полётами организованно по проводной связи. Все основные аэродромы государственной авиации, на которых базируется авиация Министерства обороны Российской Федерации (ВКС РФ) были построены в 60-е - 70-е годы 20-го века. Возникает проблема износа и выхода из строя соединительных кабелей средств радиотехнического обеспечения с командно-диспетчерским пунктом (сопряжения). Возможное решение проблемы - это замена старых медных кабелей на оптоволоконные линии связи, но при этом возникает проблема с прокладкой данных кабелей под землей, так как расположение части средств РТО полетов находятся на расстоянии нескольких километров от центра ВПП, и при этом территория, которая прилегает к ВПП может содержать природные препятствия, например, реки, озера и т.д.

Еще одним неудобством при решении этой проблемы может состоять в том, что в большинстве случаев прилежащая к ВПП территория не принадлежит аэродрому, поэтому проложить оптоволоконную линию на частной территории под постройками очень тяжело. Также сложно защитить линию связи от возможности неумышленного повреждения, например, при обработке сельскохозяйственных угодий, а также при каких-либо земельных работах.

Одним из возможных путей решения проблемы - замены проводной связи является переход средств сопряжения и управления РТО полетов на технологию беспроводной передачи информации. Группа руководства полетов и обслуживающий персонал должны иметь возможность дистанционного управления и получения информации от средств РТО полетов, развернутых на аэродроме. Для создания дистанционного управления и сопряжения по широкополосному доступу необходимо установить приборы с технологией беспроводной передачи информации на средства РТО полетов, которые имеют в своем составе блоки дистанционного управления. Ими являются: РСБН-4Н, РСП-6М2, РСП-10МН. Также для дистанционного управления необходимо установить приборы с технологией беспроводной передачи информации на ПРМГ-76У, ПАР-10, АПР-11, ЛУЧ-4МС, АПП-90.

Приборы с технологией беспроводной передачи информации передают цифровой сигнал. Для управления блоками дистанционного управления средств РТО полетов необходимо выходные сигналы с блоков дистанционного управления, а именно аналоговые сигналы при помощи аналогово-цифрового преобразователя преобразовать в цифровой сигнал, передавать оцифрованный сигнал между средствами РТО полетов, затем принятый сигнал обратно преобразовывать цифровой сигнал при помощи цифро-аналогового преобразователя в аналоговый сигнал, с которым может работать пульт дистанционного управления. Преобразование аналогового сигнала в цифровой должно происходить так, чтобы можно было однозначно и в полном объеме восстановить исходный сигнал, для выполнения этого условия необходимо выбирать частоту дискретизации сигнала по теореме Котельникова, то есть как минимум в 2 раза больше самой больной частоты в передаваемом сигнале, но лучше больше, а это ведет за собой следующую проблему: увеличение объемов передаваемой информации, поэтому очень часто выбирают частоту дискретизации в 2,2 раза больше самой большой частоты в передаваемом сигнале.

Также приборы с технологией беспроводной передачи информации должны иметь такую дальность передачи, чтобы передавать информацию между средствами РТО полетов и командно-диспетчерским пунктом, даже если есть преграды между передатчиком и приемником сигнала.

Таблица 1.

Дальность размещения средств РТО полетов от КДП

Довольно большим преимуществом использования технологий беспроводной передачи информации является большая пропускная способность, что дает возможность организовать много различных систем. Например, закрытые каналы связи для общения на территории аэродрома государственной авиации, организация wi-fi для выхода интернет (в том числе и в закрытые сегменты) во время отдыха или в перерывах.

Для шифрования данных на сегодняшний день наиболее широко применяют три вида шифраторов: аппаратные, программно-аппаратные и программные. Их различие заключается не только в способе реализации шифрования и степени надёжности защиты данных.

Аппаратное шифрование. Большинство средств криптографической защиты данных реализовано в виде специализированных физических устройств. Эти устройства встраиваются в линию связи и осуществляют шифрование всей передаваемой по ней информации. Преобладание аппаратного шифрования над программным обусловлено несколькими причинами: аппаратуру легче физически защитить от проникновения извне, в то время как программа, выполняемая на персональном компьютере, практически беззащитна. Вооружившись отладчиком, злоумышленник может внести в нее скрытые изменения, чтобы понизить стойкость используемого криптографического алгоритма, и никто ничего не заметит.

На сегодняшний момент рынок систем широкополосного доступа с необходимыми эксплуатационными и техническими характеристиками не так и велик. Из всех систем можно выделить систему « Primalink», которая имеет динамическую пропускную способность до 310 Мбит/с, частотные диапазоны 2.3-2.7 ГГц, 4.9-6.0 ГГц, 5.6-6.4 ГГц, 6.0-7.0 ГГц, 7.0-8.0 ГГц, 10.0-11.0 ГГц, дальность передачи - более 130 км в режиме “точка-точка”, всепогодное исполнение по стандарту IP67, наработку на отказ (MTBF) > 35 лет, малую потребляемую мощность менее 7 Вт, 128-битное AES шифрование и аутентификация на MAC уровне, Рабочие температуры -40oC..+60oC (стандартное исполнение), -55oC..+60oC (версия с расширенным температурным диапазоном), включая “холодный старт” и влажностью до 100%. Также можно выделить систему «Primalink 1000», которая имеет увеличенную производительность до 1000 Мбит/с, частотные диапазоны 5.15-5.85 ГГц, ширину канала (автовыбор или фиксированная 20/40/80 МГц ), 128-битное AES шифрование и аутентификацию на MAC уровне, потребляемую мощность <7 Вт, степень защиты IP67, рабочие температуры от -40°С до 60°С и влажностью до 100%.

Заключение

Применение средств широкополосного радиодоступа в локальных сетях связи и передачи данных обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционным оборудованием связи систем управления воздушным движением на аэродромах государственной авиации, но полный переход всех аэродромов несет ряд сложностей. Не только сложность разработки таких систем, но и дооснащение всех аэродромов системами широкополосного доступа, что влечет за собой большие разовые финансовые вложения, а также переобучение всего обслуживающего персонала. Рациональным решением была бы разработка данной системы, а дооснащение аэродромов производить по мере критического износа линий передачи информации между системами средств связи и РТО полетов аэродромов. Данное решение не требует большого единовременного финансирования и плавный переход на технологии широкополосного доступа. В системах ШРД за счет использования широкой полосы частот и оптимальной обработки принятого сигнала при малой мощности передаваемого сигнала достигается высокое значение отношения сигнал/шум, что позволяет использовать приемопередающие устройства существенно меньшей мощности, меньших габаритов и более низкой стоимости. Сети, построенные на технологиях широкополосного радиодоступа, отличаются простотой развёртывания и настройки, обладают высокой гибкостью, легко масштабируются по мере необходимости. Применение механизмов шифрования трафика, аутентификации и других алгоритмов обеспечивает надежную защищённость соединения.

Использованные источники:

1. Аппаратное шифрование. [Электронный ресурс]. URL: Аппаратное шифрование -- Википедия (wikipedia.org) (дата обращения: 06.04.2021).

2. Информационная безопасность в компьютерных сетях. [Электронный ресурс]. URL: Аппаратное и программное шифрование (indsup.ru) (дата обращения: 06.04.2021).

3. Primalink. [Электронный ресурс]. URL: Primalink - PrimaLink (дата обращения: 06.04.2021).

Размещено на Allbest.ru