SPR - Wojskowy Instytut ÅÄ cznoÅci
SPR - Wojskowy Instytut ÅÄ cznoÅci
SPR - Wojskowy Instytut ÅÄ cznoÅci
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
BEZPIECZEŃSTWO ŁĄCZNOŚCI RADIOWEJ W<br />
SIŁACH ZBROJNYCH RP<br />
ppłk dr inż. Paweł KANIEWSKI, p.kaniewski@wil.waw.pl<br />
mgr inż. Leszek LATOS, l.latos@wil.waw.pl<br />
dr inż. Robert MATYSZKIEL, r.matyszkiel@wil.waw.pl<br />
kpt. mgr inż. Jarosław MILEWSKI, j.milewski@wil.waw.pl<br />
WOJSKOWY INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI<br />
ul. Warszawska 22 A, 05-130 ZEGRZE<br />
ZAKŁAD RADIOKOMUNIKACJI I WALKI ELEKTRONICZNEJ<br />
Streszczenie:<br />
Podstawowymi środkami łączności wykorzystywanymi w siłach zbrojnych na polu walki są radiostacje<br />
UKF i KF. W celu zapewnienia prawidłowego funkcjonowania sieci radiowych pola walki należy je odpowiednio<br />
przygotować do pracy. W celu zapewnienia bezpieczeństwa transmisji zarówno danych jak i głosu, we<br />
współczesnych radiostacjach pola walki powinien być wykorzystany tryb pracy ze skaczącą częstotliwością. Tryb<br />
ten uodparnia sieci radiowe na zakłócenia zewnętrzne oraz powoduje poprawę kompatybilności wewnętrznej<br />
systemu.<br />
W artykule przedstawiono warunki jakie muszą być spełnione, aby współcześnie eksploatowane<br />
radiostacje pola walki mogły pracować w trybie ze skaczącą częstotliwością. Artykuł nie skupia się jedynie na<br />
aspektach poprawy bezpieczeństwa transmisji, ale porusza problem zapewnienia kryptograficznej ochrony<br />
informacji.<br />
Specyfika kanału radiowego powoduje, że dostęp do przesyłanej w nim informacji jest nielimitowany<br />
i niekontrolowany. Bezpieczeństwo załóg wykorzystujących środki radiowe jest w tej sytuacji szczególnie<br />
ważnym problemem, który obecnie jest najbardziej zauważalny podczas prowadzenia operacji pokojowych poza<br />
granicami Polski. Z tego względu wykorzystując łączność radiową bezwzględnie należy stosować mechanizmy<br />
ochrony informacji oraz rozwiązania utrudniające przeciwnikowi wykrycie i namierzenie emisji własnych<br />
środków radiowych oraz ich niszczenie lub obezwładnienie elektroniczne. Opierając się na kryptograficznych<br />
i elektromagnetycznych rozwiązaniach niezbędne jest wypracowanie i stosowanie spójnego systemu<br />
bezpieczeństwa w zakresie zasad i technicznych środków ochrony informacji przesyłanych w łączach radiowych.<br />
Niniejszy artykuł zawiera propozycje w tym zakresie.<br />
1. Wprowadzenie<br />
W SZ RP stosowanych jest wiele rodzajów środków łączności radiowej,<br />
które na uzbrojenie wprowadzano w różnych okresach czasu. Chociaż obecnie zdecydowanie dominują<br />
radiostacje cyfrowe, nadal spotykane są analogowe radiostacje starszej generacji. Ich wykorzystanie jest już<br />
niewielkie, ograniczone do nielicznych relacji. Wprowadzane są sukcesywnie nowe generacje radiostacji<br />
wąskopasmowych oferujące większe możliwości w zakresie transmisji danych oraz w obszarze ECCM<br />
(Electronic Counter-Counter Measures zwanym także Electronic Protective Measures EPM). Obok radiostacji<br />
wąskopasmowych, pracujących w zakresie częstotliwości KF, UKF, jak również szerokozakresowych<br />
(najczęściej o zakresie częstotliwości do 512 MHz), pojawiają się radiostacje szerokopasmowe. Ich zaletą<br />
jest co prawda większa przepustowość łącza w pojedynczej relacji, posiadają jednak szereg wad, poprzez które<br />
ich wykorzystanie w systemach łączności wojskowej może być ograniczone. Do wad tych należą:<br />
• niewielki zasięg łączności,<br />
• szybki spadek dostępnej przepustowości wraz ze zwiększaniem liczby stacji w sieci radiowej,<br />
• większa, w stosunku do pozostałych radiostacji, podatność na rozpoznanie wynikająca z<br />
przesyłania w kanale radiowym dodatkowych informacji o charakterze utrzymaniowym,<br />
• długie przerwy w łączności (tj. ograniczona dostępność usług) w terenie zurbanizowanym,<br />
pofałdowanym lub zalesionym spowodowana długim czasem odtwarzania topologii sieci oraz<br />
koniecznością zmniejszenia odległości między stacjami w celu umożliwienia ponownego<br />
ustanowienia łączności.<br />
Str.1/8
W chwili obecnej część nowoczesnych armii prowadzi próby z radiostacjami szerokopasmowymi,<br />
jednak główny ciężar zapewnienia łączności bezprzewodowej ponoszą relacje satelitarne, radioliniowe (w tym<br />
troposferyczne) i wąskopasmowe łącza radiowe. Szeroki zakres stosowania radiostacji oraz postępująca<br />
integracja sieci radiowych z sieciami teleinformatycznymi powodują, że problematyka bezpieczeństwa łączności<br />
w sieciach radiowych jest jednym z istotnych problemów, dotychczas nie w pełni rozwiązanym.<br />
Zaangażowanie Sił Zbrojnych RP w prowadzenie operacji pokojowych poza granicami Polski narzuciło<br />
konieczność zweryfikowania wymagań stawianych wojskowym systemom łączności. Systemy rozwijane na<br />
potrzeby operacji pokojowych posiadają ściśle określoną funkcjonalność, która zapewniana jest w znacznej<br />
mierze przez wykorzystanie systemów łączności bezprzewodowej, w tym także środków pracujących w pasmach<br />
UKF i KF.<br />
Zabezpieczenie sprzętowe polskich misji zagranicznych w zakresie łączności jest realizowane przy<br />
użyciu obiektów polowego systemu wojsk lądowych. Ze względu na fakt, iż łączność realizowana za pomocą<br />
sieci radiowych KF i UKF zapewnia ich użytkownikom dużą mobilność i swobodę wymiany informacji,<br />
praktycznie niezależnie od warunków terenowych czy realizowanych operacji, taki rodzaj łączności idealnie<br />
nadaje się do wykorzystania w czasie zagranicznych misji wojskowych. Bardzo istotnym kryterium jest w tym<br />
przypadku niski koszt zapewnienia i utrzymania łączności z wykorzystaniem środków UKF i KF.<br />
Podczas prowadzenia operacji pokojowych poza granicami Polski bezwzględnie należy zapewnić<br />
bezpieczeństwo załóg wykorzystujących środki radiowe. Specyfika kanału radiowego powoduje, że dostęp do<br />
przesyłanej w nim informacji jest nielimitowany i niekontrolowany. Z tego względu w łączności radiowej należy<br />
stosować mechanizmy ochrony informacji oraz rozwiązania utrudniające wykrycie, namierzenie i<br />
przeciwdziałanie emisji własnych środków radiowych. Opierając się na kryptograficznych<br />
i elektromagnetycznych rozwiązaniach niezbędne jest wypracowanie i stosowanie spójnego systemu<br />
bezpieczeństwa w zakresie zasad i technicznych środków ochrony informacji przesyłanych w łączach<br />
radiowych. Niniejszy artykuł zawiera propozycje w tym zakresie.<br />
2. Realizacja łączności na potrzeby Polskich Kontygentów <strong>Wojskowy</strong>ch (PKW)<br />
Zgodnie z przyjętymi ustaleniami, system łączności radiowej przeznaczony jest do zapewnienia<br />
łączności dowodzenia pododdziałów Polskich Sił Zbrojnych oraz współdziałania z innymi jednostkami w czasie<br />
wykonywania działań w ramach misji. W celu zabezpieczenia systemu łączności PKW z krajem, w przypadku<br />
uszkodzenia systemów satelitarnych, stosowany jest rezerwowy (awaryjny) podsystem transmisyjny<br />
wykorzystujący radiostacje KF.<br />
W czasie wykonywania działań i szkolenia specjalistycznego łączność radiową organizuje się z<br />
wykorzystaniem:<br />
• radiostacji KF pracujących z wykorzystaniem trybu ALE 3G (Harris);<br />
• radiostacji UKF pracujących w sieciach i kierunkach radiowych z wykorzystaniem analogowego<br />
AFF i cyfrowego trybu pracy na stałej częstotliwości DFF (Tales/Radmor);<br />
• radiostacji szerokozakresowych pracujących w sieciach i kierunkach radiowych w trybie<br />
analogowym oraz w relacjach satelitarnych systemu TACSAT (rodzina AN/PRC firmy Harris);<br />
• radiostacji pracujących w sieciach i kierunkach radiowych w trybie analogowym<br />
wykorzystywanych do łączności wewnętrznej załóg wozów opancerzonych (PNR-500 firmy<br />
Tadiran);<br />
• specjalizowanych urządzeń systemów IFTS oraz BFT.<br />
Wykorzystywane środki radiowe służą realizacji usług transmisji mowy oraz danych do klauzuli<br />
ZASTRZEŻONE.<br />
Stosowana w PKW organizacja systemu zarządzania w dziedzinie danych radiowych jest zgodna z<br />
zasadami przyjętymi w kraju i obejmuje zagadnienia:<br />
• generacji zapotrzebowania na nominały częstotliwości;<br />
• weryfikacji zapotrzebowania i przydziału odpowiednich częstotliwości pracy środków radiowych;<br />
• generacji planu częstotliwości.<br />
Nadzór nad danymi radiowymi z ramienia PKW pełni Menadżer Częstotliwości powoływany przez<br />
Szefa Łączności PKW.<br />
W dziedzinie zasad ochrony i obrony systemów łączności radiowej stosowane są przedsięwzięcia<br />
obejmujące czynności organizacyjne i techniczne mające na celu przeciwdziałanie wykryciu, obezwładnieniu<br />
lub zniszczeniu systemów łączności radiowej. Przedsięwzięcia te realizowane są na wszystkich etapach<br />
organizowania systemu łączności i obejmują zagadnienia związane z:<br />
• utrudnieniem rozpoznania radioelektronicznego oraz ochroną systemu łączności radiowej;<br />
Str.2/8
• zapewnieniem przewagi sygnału użytecznego nad zakłóceniami;<br />
• kolejnością korzystania z sieci radiowych;<br />
• działaniami, które należy podjąć w przypadku stwierdzenia zakłóceń elektromagnetycznych.<br />
Z punktu widzenia tematyki niniejszego artykułu istotne są następujące zalecenia:<br />
• praca z minimalną mocą nadajnika wystarczającą do zapewnienia łączności;<br />
• wykorzystywanie rodzajów emisji odpornych na zakłócenia;<br />
• praca na częstotliwościach bliskich optymalnym;<br />
• wykorzystywanie w pierwszej kolejności pracy w cyfrowym trybie ze skaczącą częstotliwością,<br />
następnie na stałej częstotliwości DFF, a w ostatniej kolejności wykorzystanie trybu analogowego.<br />
3. Kryptograficzna ochrona informacji w sieciach radiowych pola walki (RMK)<br />
Wewnętrzne moduły utajniające<br />
Większość eksploatowanych w SZ RP radiostacji posiada moduły utajniające lub możliwość ich<br />
instalacji. Są to moduły, których podstawową zaletą jest wygoda użytkownika, ponieważ są to podzespoły<br />
zabudowane wewnątrz radiostacji. Moc kryptograficzna tych rozwiązań jest różna, niektóre z nich posiadają<br />
dopuszczenie do przesyłania informacji niejawnych NATO, niektóre są wykorzystywane w systemach<br />
narodowych, szczególnie w państwach, z których pochodzą producenci tych radiostacji. Wada, która jest<br />
decydująca z punktu widzenia potencjalnego zastosowania w polskim systemie łączności utajnionej, to brak<br />
możliwości dostępu władzy bezpieczeństwa do pełnej dokumentacji modułów, co jest niezbędne do zbadania<br />
algorytmów działania urządzeń w procesie certyfikacji przed ich dopuszczeniem do eksploatacji. Inną wadą jest<br />
brak kompatybilności modułów, dedykowanych do różnych typów radiostacji, niekiedy problem dotyczy<br />
również radiostacji pochodzących od jednego producenta.<br />
Zewnętrzne moduły utajniające<br />
Ze względu na niedostatki wyżej wspomnianych rozwiązań, podejmowane są prace nad kompleksowym<br />
rozwiązaniem problemu kryptograficznej ochrony informacji przesyłanych w sieciach radiowych za pomocą<br />
zewnętrznych modułów utajniających. Podstawowym założeniem, które należy przyjąć, jest możliwość<br />
współpracy takich modułów ze wszystkimi radiostacjami. Ponieważ wymagany poziom bezpieczeństwa może<br />
zapewnić wyłącznie utajnianie sygnału cyfrowego, pisząc „wszystkie radiostacje” autorzy mają na myśli<br />
radiostacje cyfrowe lub analogowe doposażone w modemy. Z wymagania współpracy ze wszystkimi<br />
radiostacjami wynika potrzeba wyposażenia zewnętrznych modułów utajniających w interfejs lub interfejsy<br />
zgodne z tymi, które instalowane są w sprzęcie radiowym. Szczęśliwie, są to interfejsy standardowe. Przykład<br />
sposobu wykorzystania modułu utajniającego przedstawiono na rysunku poniżej. W takiej konfiguracji dane<br />
informacyjne są rozdzielone od danych sterujących, co jest zgodne z zaleceniami NC3A.<br />
głos<br />
zewnętrzny moduł<br />
utajniający<br />
dane<br />
dane sterujące<br />
Stacja<br />
pracy<br />
Rys. 1 Sposób wykorzystania zewnętrznych modułów utajniających<br />
Str.3/8
W przedstawionej konfiguracji, którą należy traktować jako podstawową, możliwa jest zarówno<br />
transmisja danych, jak i mowy w sposób zabezpieczony kryptograficznie. Przewidywane jest również<br />
wykorzystanie modułu w układzie uproszczonym, wyłącznie do transmisji mowy, co powinno znaleźć<br />
zastosowanie szczególnie w przypadku radiostacji plecakowych.<br />
4. Wykorzystanie mechanizmów poprawiających bezpieczeństwo łączności<br />
zaimplementowanych w środkach łączności radiowej<br />
W chwili obecnej w Siłach Zbrojnych RP wykorzystywane są radiostacje pracujące w zakresie KF,<br />
UKF i w zakresie wyższych częstotliwości. W niniejszym rozdziale omówione zostaną mechanizmy<br />
pozwalające zabezpieczyć łączność radiową w wojskowym zakresie UKF (30÷88 MHz).<br />
Podstawowymi radiostacjami pola walki w SZ RP są radiostacje PR4G,<br />
w tym F@stNet. Radiostacje te mogą pracować w różnych trybach pracy – od podstawowych trybów<br />
analogowych nie wykorzystujących żadnych mechanizmów bezpieczeństwa, poprzez tryb cyfrowy na ustalonej<br />
częstotliwości dostarczający ochrony z wykorzystaniem kluczy COMSEC oraz tryby zabezpieczające przed<br />
skutkami walki elektronicznej, takie jak (FH, FCS i MIX) tryby te dostarczają ochrony z wykorzystaniem<br />
zarówno kluczy COMSEC, jak również TRANSEC.<br />
Na rysunku zamieszczonym poniżej przedstawiono w sposób poglądowy różnice między<br />
poszczególnymi trybami pracy radiostacji rodziny PR4G oraz wykorzystanie w poszczególnych trybach pracy<br />
kluczy COMSEC i TRANSEC.<br />
AFF<br />
DFF<br />
F<br />
T<br />
FCS<br />
FH<br />
MIX<br />
COMSEC<br />
TRANSEC<br />
Rys. 1. Tryby pracy radiostacji pola walki rodziny PR4G<br />
Praca w trybie AFF (Analog Fixed Frequency) – radiostacja działa jak typowe radio analogowe<br />
niezabezpieczone. Wykorzystywana jest modulacja F3, urządzenie może współpracować z dowolnymi<br />
radiostacjami analogowymi w całym zakresie częstotliwości pracy (30-88 MHz w przypadku PR4G).<br />
Praca w trybie DFF (Digital Fixed Frequency) – wykorzystywana jest specjalizowana modulacja<br />
zaimplementowana przez producenta radiostacji rodziny PR4G. W trybie tym możliwa jest wyłącznie<br />
współpraca radiostacji tego samego producenta. Zapewniona jest ochrona kanału radiowego dzięki<br />
wbudowanemu modułowi szyfrującemu – wykorzystanie klucza COMSEC odpowiedzialnego za ochronę<br />
transmitowanych informacji (głos i dane).<br />
Praca w trybach objętych pełną ochroną oferowaną przez radiostacje:<br />
• FCS (Free Channel Search) – tryb pracy polegający na wyszukiwaniu ze zbioru zdefiniowanych<br />
częstotliwości kanału cechującego się najwyższym stosunkiem sygnału do szumu;<br />
Str.4/8
• FH (Frequency Hopping) – tryb pracy ze skaczącą częstotliwością (wybieraną ze zbioru<br />
zdefiniowanych częstotliwości pracy);<br />
• MIX (Mixed) – tryb mieszany łączący cechy trybów FCS i FH.<br />
Wszystkie wyżej wymienione tryby oferują pełną ochronę przesyłanych informacji przez<br />
wykorzystanie wbudowanego modułu szyfrującego opartego o wymieniony wyżej klucz COMSEC<br />
oraz klucz TRANSEC odpowiedzialny za pseudo losowy wybór częstotliwości pracy.<br />
Wykorzystanie trybów ze skaczącą częstotliwością (FCS, FH, MIX) z jednej strony wydatnie zmniejsza<br />
prawdopodobieństwo skutecznego rozpoznania systemu łączności radiowej i uodparnia system na zakłócenia<br />
celowe, z drugiej strony uodparnia system łączności radiowej na zakłócenia ze strony środków własnych<br />
(zapewnienie kompatybilności wewnętrznej systemu).<br />
Podczas prowadzonych w Zakładzie Radiokomunikacji i Walki Elektronicznej Wojskowego <strong>Instytut</strong>u<br />
Łączności prac projektowych i badań systemów łączności radiowej pola walki oraz systemów walki<br />
elektronicznej potwierdzono wyraźne korzyści płynące z wykorzystania trybu FH. Współczesne systemy WE<br />
szybko i z dużą dokładnością wykrywają źródła pracujące na jednej częstotliwości (nawet w cyfrowym trybie<br />
DFF), jak również skutecznie je obezwładniają. Skuteczność zakłóceń zmniejsza się, gdy środki radiowe pracują<br />
w trybie FH w nieciągłych pasmach częstotliwości. Wtedy samo wykrycie źródła zajmuje znacznie więcej czasu,<br />
zaś ewentualne zakłócenie jego pracy jest zdecydowanie bardziej złożone. W przeważającej części prób<br />
następuje degradacja relacji łączności, a nie jej całkowite obezwładnienie.<br />
Aby system łączności radiowej był w stanie pracować w trybie ze skaczącą częstotliwością musi od<br />
regionalnego zarządcy częstotliwości (na terenie Polski jest to Wojskowe Biuro Zarządzania Częstotliwościami -<br />
WBZC) otrzymać plany częstotliwości wygenerowane w formacie SFAF uwzględniające pracę sieci radiowych<br />
w trybie FH. Aby WBZC wygenerowało przydział częstotliwości uwzględniający pracę sieci radiowych w trybie<br />
FH musi otrzymać zapotrzebowanie na częstotliwości w odpowiednim formacie.<br />
Po otrzymaniu zbioru dostępnych częstotliwości organizator łączności może przystąpić do generacji<br />
odpowiednich danych radiowych uwzględniających:<br />
• strukturę organizacyjną sieci radiowych (numery sieci radiowych) oraz rodzaje środków radiowych<br />
występujących w danej sieci radiowej;<br />
• najbliższe możliwe odległości między poszczególnymi korespondentami sieci radiowych (w celu<br />
zapewnienia kompatybilności systemu);<br />
• parametry pracy radiostacji (częstotliwości pracy, tryby, szerokość kanału, moc nadajnika, czułość<br />
odbiornika).<br />
Po wygenerowaniu optymalnego planu częstotliwości radiowych uwzględniającego kompatybilność<br />
wewnętrzną systemu radiowego jak również jego pracę w trybie FH, należy przystąpić do wygenerowania dla<br />
każdej sieci radiowej kluczy COMSEC i TRANSEC.<br />
Dane radiowe do radiostacji pola walki można wprowadzić ręcznie, co jest zadaniem czasochłonnym i<br />
pracochłonnym, a w niektórych sytuacjach wręcz niemożliwym. Dużym usprawnieniem jest zautomatyzowanie<br />
procesu ładowania danych do radiostacji poprzez wykorzystanie urządzenia FillGun (TRC 9724-3).<br />
Zaprogramowanie radiostacji odbywa się w następujący sposób. Po skompletowaniu niezbędnych<br />
danych radiowych i załadowaniu ich do urządzenia FillGun (z wykorzystaniem komputera i odpowiedniego<br />
protokołu komunikacyjnego zapewniającego współpracę komputera z FillGunem), urządzenie dołącza się do<br />
gniazda „A” radiostacji, wprowadza kod autoryzacji oraz numer sieci zapasowej, po czym radiostacja zostaje<br />
zaprogramowana. Po tej operacji środek radiowy jest gotowy do pracy.<br />
Brak automatycznego systemu wspomagającego proces planowania łączności bezprzewodowej<br />
powoduje, że nie jest uwzględnianych wiele zjawisk mających wpływ na jakość łączności. Ręczny przydział<br />
danych radiowych, ze względu na ryzyko popełniania pomyłek, nie jest również w stanie sprostać wymaganiu<br />
ścisłej korelacji opracowanego planu łączności z powiązaniami kryptograficznymi. Takie wymaganie stawiane<br />
jest planowanym do wykorzystania w SZ RP systemom ochrony informacji w sieciach radiowych..<br />
Rozwiązaniem tych problemów mogłoby być wdrożenie stanowiska planowania utajnionej łączności<br />
bezprzewodowej, które zautomatyzowałoby proces planowania danych radiowych. Mogłoby ono dostarczać, w<br />
postaci elektronicznej (eliminując błędy ludzkie), niezbędne dane dla systemu planowania danych<br />
kryptograficznych. Opracowany system, w celu określenia zbioru dostępnych częstotliwości, powinien<br />
zapewniać współpracę z używanym w Siłach Zbrojnych RP programem SPECTRUM, a na podstawie planu<br />
łączności dostarczać dane niezbędne do planowania danych kryptograficznych.<br />
Obecnie SZ RP mogą dysponować Stacją Pracy Planowania Łączności Radiowej (SPPŁR), opracowaną<br />
i wdrożoną kilka lat temu w ramach projektu pk. STORCZYK-R. SPPŁR wspomaga proces planowania danych<br />
radiowych dla sieci radiowych pola walki funkcjonujących wyłącznie w zakresie UKF 30 ÷ 88 MHz.<br />
Str.5/8
Generowane dane radiowe są optymalizowane dla radiostacji rodziny PR4G (RRC-9200/9500). Stacja nie<br />
zapewnia współpracy z programem SPECTRUM, który wdrażano po opracowaniu SPPŁR.<br />
SPPŁR<br />
Dane<br />
SPGiDCziK<br />
Dane<br />
Programator<br />
źródłowy<br />
Szczebel dywizji<br />
Szczebel brygady / pułku<br />
Programator<br />
docelowy<br />
FKCU<br />
Radiostacje<br />
UKF<br />
Szczebel batalionu / kompanii<br />
Rys. 2. Stanowisko pracy planowania częstotliwości i generacji kluczy z elementami dystrybucji danych<br />
opracowane przez WIŁ na potrzeby systemu STORCZYK-R<br />
Na potrzeby misji stabilizacyjnych i pokojowych nie ma potrzeby wykorzystywania<br />
tak skomplikowanego narzędzia jak SPPŁR. Z drugiej strony korzystne byłoby zapewnienie dodatkowych<br />
funkcji, jak np. generowanie zapotrzebowania na częstotliwości na podstawie planu łączności radiowej oraz<br />
umożliwienie planowania danych radiowych dla radiostacji pracujących również w zakresie KF. Dodatkowo<br />
korzystne byłoby umożliwienie bezpośredniego ładowania danych do radiostacji, bez konieczności używania<br />
urządzenia FillGun.<br />
Na rysunku zamieszczonym poniżej przedstawiono Stację Programowania Radiostacji zapewniającą<br />
realizację wymienionych funkcji. Stacja taka opracowywana jest przez <strong>Wojskowy</strong> <strong>Instytut</strong> Łączności na<br />
potrzeby Mobilnego Węzła Łączności.<br />
<strong>SPR</strong><br />
Programator<br />
Dane<br />
Rdst. UKF<br />
Plik danych<br />
Rys. 4 Stacja Programowania Radiostacji<br />
Str.6/8
Z uwagi na dynamiczny rozwój łączności bezprzewodowej i wzrastające nasycenie urządzeniami<br />
radiowymi nawet niewielkich obszarów działań, konieczne jest opracowanie systemu zapewniającego<br />
kompatybilną pracę tych urządzeń, przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganej jakości łączności. System ten<br />
musi implementować wysokiej jakości algorytmy przydziału danych niezbędnych do prawidłowego<br />
funkcjonowania sieci radiowych, radiotelefonicznych i relacji radioliniowych. Zaimplementowane algorytmy<br />
powinny uwzględniać parametry wszystkich środków radiowych pracujących w obecnie eksploatowanych i<br />
projektowanych systemach łączności. W procesie przydziału danych radiowych muszą zostać uwzględnione<br />
odpowiednie kryteria kompatybilności (zakłócalności), a same algorytmy powinna cechować niska złożoność<br />
obliczeniowa. W przypadku planowania częstotliwości dla sieci radiowych pola walki (pracujących w zakresie<br />
KF i UKF) oraz dla sieci radiotelefonicznych, w celu zapewnienia kompatybilności wewnętrznej (w tym<br />
współobiektowej oraz współmiejscowej) i zewnętrznej należy uwzględnić następujące czynniki:<br />
• charakterystyki kompatybilnościowe urządzeń radiowych;<br />
• organizację sieci radiowych (rozmieszczenie urządzeń w terenie);<br />
• zakładane odległości pomiędzy korespondentami (urządzeniami nadawczo-odbiorczymi) tej samej<br />
sieci i różnych sieci;<br />
• tryby pracy urządzeń radiowych (praca na stałej częstotliwości lub w trybie ze skaczącą<br />
częstotlwiością).<br />
W przypadku planowania sieci radiowych funkcjonujących w zakresie KF istotne są także prognozy<br />
jonosferyczne, zaś w przypadku tworzenia danych dla relacji radioliniowych oraz sieci dostępowych pracujących<br />
w standardzie IEEE 802.11 (WLAN), powinny być uwzględniane:<br />
• rozmieszczenie urządzeń radiowych w terenie;<br />
• organizacja relacji radioliniowych;<br />
• charakterystyki anten;<br />
• charakterystyki kompatybilnościowe urządzeń radioliniowych;<br />
• tryby pracy urządzeń (FF, FHSS lub DSSS).<br />
Opracowanie systemu planowania danych dla bezprzewodowych środków łączności wymaga<br />
wykorzystania zaawansowanej wiedzy z dziedziny projektowania algorytmów przydziału częstotliwości<br />
bazujących na modelach matematycznych uwzględniających zjawiska fizyczne występujące w kanałach<br />
radiokomunikacyjnych. Problem przydziału częstotliwości, nawet w najprostszym modelu, jest problemem<br />
NP - trudnym (jest to uogólniony problem kolorowania grafu), dlatego opracowanie wielomianowego algorytmu<br />
znajdującego optymalne rozwiązanie problemu dla każdych danych jest, przy obecnym stanie wiedzy,<br />
niemożliwe. Najlepsze znane algorytmy dające optymalne rozwiązania problemów NP - trudnych działają<br />
w czasie wykładniczym, co w praktyce oznacza, że nadają się jedynie dla danych o bardzo małych rozmiarach.<br />
W praktycznym zastosowaniu algorytmy powinny znajdować możliwie najlepsze rozwiązanie w z góry<br />
założonym czasie, co oznacza, iż zadanie nie może być rozwiązywane w czasie wykładniczym. W związku z<br />
tym należy zrezygnować z poszukiwania rozwiązania optymalnego i dokonać wyboru jednej z pozostałych<br />
metod stosowanych w rozwiązywaniu problemów NP - trudnych. Ponieważ metod takich jest wiele, potrzebne<br />
będą badania sprawdzające ich praktyczną przydatność w rozwiązywaniu opisywanego problemu. Przykładowe<br />
metody, które mogą być brane pod uwagę:<br />
• algorytmy aproksymacyjne;<br />
• algorytmy typu ,,branch&cut’’, ograniczające wykładniczą złożoność przeszukiwania<br />
wyczerpującego przez odpowiednio wczesne eliminowanie nieefektywnych ścieżek<br />
przeszukiwania;<br />
• algorytmy sztucznej inteligencji: algorytmy genetyczne, algorytmy mrówkowe, tabu search,<br />
symulowane wyżarzanie.<br />
Należy spodziewać się, że wynikowy algorytm będzie łączył kilka wymienionych wyżej technik.<br />
5. Podsumowanie i wnioski<br />
W artykule przedstawiono sposoby poprawy bezpieczeństwa łączności radiowej wykorzystywanej w<br />
Siłach Zbrojnych RP. Omówiono metody zabezpieczenia transmisji informacji (głos i dane) oraz<br />
kryptograficznej ochrony informacji.<br />
Obecnie eksploatowane w SZ RP radiostacje umożliwiają transmisję danych do klauzuli<br />
„ZASTRZEŻONE”. Potrzeba transmisji informacji o wyższej klauzuli, a w jeszcze większym stopniu tendencja<br />
do zapewnienia integracji sieci radiowych z polowymi sieciami teleinformatycznymi (przeznaczonymi do<br />
Str.7/8
przesyłania informacji o klauzuli do „TAJNE” włącznie), pociąga za sobą konieczność wyposażenia radiostacji<br />
w zewnętrzne urządzenia kryptograficzne. Aby z nich korzystać, radiostacja musi pracować w cyfrowym trybie<br />
pracy. Z punktu widzenia bezpieczeństwa ważne jest również zapewnienie odporności systemu dowodzenia i<br />
łączności na rozpoznanie oraz osiągnięcie możliwie wysokiego poziomu odporności na zakłócenia, zwłaszcza<br />
celowe. W artykule przedstawiono mechanizmy pozwalające uodpornić system na działanie środków walki<br />
elektronicznej (rozpoznanie, zakłócanie) poprzez wykorzystanie trybów FH. Wykorzystanie trybów FH wymaga<br />
jednak odpowiedniego zaplanowania danych radiowych. Artykuł zawiera analizę potrzeb i propozycje rozwiązań<br />
w tym zakresie.<br />
Na szczeblach pododdziałów dominującym obecnie rodzajem łączności w siłach zbrojnych RP jest<br />
łączność wąskopasmowa UKF. Podobny stan panuje w większości europejskich armii. Aktualnie prowadzone są<br />
projekty, również międzynarodowe pod auspicjami EDA lub RTO, poruszające problematykę sieci radiowych<br />
odpornych na uszkodzenia, które w założeniu mają wykorzystywać także szerokopasmowe środki łączności<br />
bezprzewodowej. Autorzy, jako przedstawiciele Polski, obok firm z innych krajów Unii Europejskiej,<br />
uczestniczą m.in. w projekcie MIDNet, w którym efektem końcowym będzie demonstrator technologii<br />
wykorzystujący radiostacje wąskopasmowe F@stNet i szerokopasmowe FlexNet. Stan zaawansowania prac nad<br />
nowymi rozwiązaniami w dziedzinie łączności pola walki pozwala sądzić, że w ciągu najbliższych kilku lat<br />
radiostacje wąskopasmowe pozostaną podstawowym środkiem łączności, warto zatem wdrażać rozwiązania<br />
służące poprawie bezpieczeństwa w tym obszarze.<br />
Obecnie znajdujemy się w połowie drogi do pełnego wykorzystania możliwości jakie w dziedzinie<br />
poprawy bezpieczeństwa oferują aktualnie eksploatowane środki radiowe.<br />
Ze względów bezpieczeństwa odchodzi się od pracy w trybie analogowym, jednak pełne wykorzystanie<br />
możliwości radiostacji (praca w trybie ze skaczącą częstotliwością) jest jeszcze przed nami. Od wykorzysta<br />
możliwości oferowanych przez nowoczesne, cyfrowe radiostacje pola walki, zależy poprawa bezpieczeństwa<br />
łączności radiowej.<br />
Str.8/8