Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS) — это сетевая радиосистема с распределенным временным разделением множественного доступа (DTDMA) в диапазоне L , используемая Министерством обороны США и их союзниками для поддержки потребностей в передаче данных , в основном в сфере противовоздушной и противоракетной обороны. Она создает сигнал с расширенным спектром , используя частотную манипуляцию (FSK) и фазовую манипуляцию (PSK) для распределения излучаемой мощности по более широкому спектру (диапазону частот), чем при обычной радиопередаче. Это снижает восприимчивость к шуму, глушению и перехвату. В JTIDS Time Division Multiple Access (TDMA) (аналогично технологии сотовой связи) каждый временной интервал (например, 1 секунда) делится на временные слоты (например, 128 в секунду). Вместе все 1536 временных слотов в 12-секундном интервале называются «кадром». Каждый временной слот «разбивается» (передается) на нескольких различных несущих частотах последовательно. В каждом слоте фазовый угол пакета передачи изменяется для обеспечения PSK. Каждому типу передаваемых данных назначается слот или блок слотов (канал) для управления обменом информацией между группами участников-пользователей. В традиционном TDMA частоты слотов остаются фиксированными от секунды к секунде (от кадра к кадру). В JTIDS TDMA частоты слотов и/или назначения слотов 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 в поддержку каждого типа военной платформы, включая истребители ВВС и подводные лодки ВМФ .
Полная разработка JTIDS началась в 1981 году, когда был заключен контракт с Singer-Kearfott (позже GEC-Marconi Electronic Systems, сейчас BAE Systems E&IS ). Разработка продолжалась медленно в конце 1980-х и начале 1990-х годов с быстрым расширением (после 11 сентября ) в рамках подготовки к операции «Несокрушимая свобода» (Афганистан) и операции «Иракская свобода». В настоящее время разработка осуществляется Data Link Solutions , совместной компанией BAE / Rockwell Collins , ViaSat и консорциумом MIDS International.
JTIDS — это одно из семейства радиооборудования, реализующего то, что называется Link 16. Link 16, высоковыживаемая конструкция радиосвязи, соответствующая самым строгим требованиям современного боя, обеспечивает надежную ситуационную осведомленность (SA) для быстро движущихся сил. Оборудование Link 16 доказало в ходе подробных полевых демонстраций, а также в ходе развертывания AWACS и JSTARS в операции «Буря в пустыне» , способность базового Link 16 обмениваться пользовательскими данными со скоростью 115 кбит/с с кодированием с исправлением ошибок . (Сравните это с типичными тактическими системами со скоростью 16 кбит/с, которые также должны учитывать накладные расходы свыше 50% для обеспечения той же надежности передачи.)
Хотя в основном это сеть передачи данных, радиостанции Link 16 могут предоставлять высококачественные голосовые каналы и навигационные услуги, такие же точные, как и любые другие в инвентаре. Каждый пользователь Link 16 может идентифицировать себя для других аналогично оборудованных платформ на расстояниях, значительно превышающих то, что могут обеспечить системы идентификации «свой-чужой» Mark XII (IFF). Кроме того, платформы, оборудованные Link 16, способные идентифицировать себя с помощью других средств (таких как радар и TENCAP Blue Force Tracking ), могут передавать эти «косвенные» идентификационные данные в рамках своего обмена SA. Возможности Link 16 лучше всего представлены терминалами JTIDS или его последующей многофункциональной системы распределения информации (MIDS). Формат сообщения TADIL-J составляет основу мандатов в плане управления тактическими каналами передачи данных Министерства обороны .
Полномасштабная реализация двух ключевых элементов Link-16 имеет свои преимущества: (1) «каталог» сообщений и (2) конкретная форма радиоволн (т. е. скачкообразная перестройка частоты, Lx-диапазон CPSM, расширенный спектр и кодирование Рида-Соломона , всенаправленная трансляция). Терминалы Link 16 реализуют протоколы «NI» между узлами, а также один или несколько пользовательских интерфейсов, совместимых с ICD.
В типичном театре военных действий боевые силы и элементы, которые развертываются для сбора информации, как правило, разбросаны, не всегда связаны с одним подразделением, могут даже принадлежать к разным службам и не всегда хорошо скоординированы. В результате может существовать значительная информация как о дружественных, так и о вражеских силах, но элементы, которые обладают этой информацией, часто не знают о боевых подразделениях, которым она нужна. И наоборот, боевым элементам нужна информация как о дружественных, так и о вражеских силах, но они не знают, у кого она есть. Классически эти «разрывы» часто определяли успех или провал конкретной военной миссии. Традиционные коммуникации, ориентированные на цепи, не могут решить эту проблему. С JTIDS люди, у которых есть информация, могут транслировать ее, не зная явно, куда она идет, 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, чем хочет или нуждается любой отдельный пользователь, но, учитывая невозможность точно координировать источники информации и пользователей информации, JTIDS является единственной доступной архитектурой, которая отвечает потребностям в распространении информации на современном поле боя. Существуют ситуации, когда необходимы определенные схемо-ориентированные коммуникации. Например, передача команды боевому подразделению для атаки определенной цели. Также разумно попытаться использовать безопасность и помехоустойчивость JTIDS для размещения некоторых существующих коммуникаций, таких как голос. В результате эти схемо-ориентированные возможности были включены в проект. В то время, когда это было сделано, существовало беспокойство, что операторы, которые привыкли иметь дело с обычными коммуникациями, будут тяготеть к копированию схем, к которым они привыкли, вместо JTIDS за счет новой и более отзывчивой архитектуры. В какой-то степени это, кажется, произошло. Я не знаю, как это исправить, но проблемы с емкостью и перегрузка являются симптомом этой проблемы. JTIDS нужно рассматривать как уникальный и ценный ресурс, который выполняет определенную и необходимую работу лучше, чем любая другая система. Для возникающих потребностей в коммуникациях их следует оценить, и если определенные преимущества JTIDS не нужны, проблему следует решить более традиционным подходом. JTIDS ограничена набором параметров, продиктованных ее уникальными свойствами, таким образом, что крайне сложно вносить существенные коррективы в ее параметры. Он обладает достаточным потенциалом для выполнения своей основной задачи (осведомленность об обстановке) и имеет некоторые скромные дополнительные возможности для решения задач связи, которые не оправдывают добавления большего количества оборудования в боевую единицу. Однако эту возможность следует использовать экономно и осторожно, чтобы не поставить под угрозу основную цель JTIDS.
— Описание системы JTIDS от первоначального руководителя программы MITRE Эрика Эллингсона
JTIDS началась с исследования перспективного планирования, спонсируемого отделом электронных систем ВВС (ESD) Advanced Plans (XR) на авиабазе LG Hanscom . Исследование было проведено корпорацией MITRE в 1967 году, а главными исследователями были Вик Десмарин, который позже стал президентом MITRE, и Гордон Уэлчман , который сыграл важную роль во взломе немецкого машинного кода Enigma в качестве руководителя « Hut 6 » в Блетчли-Парке , Англия. Гордон написал книгу под названием «The Hut 6 Story», в которой описывал свою деятельность и содержалась дополнительная информация о его работе в MITRE. Исследование пришло к выводу, что на поле боя была доступна ценная информация, которая не доходила до боевых сил, которым она была нужна, из-за фундаментальных недостатков в архитектуре связи. Гордон предложил радикальную архитектуру, в которой элементы, имеющие критически важную информацию, могли ее транслировать, а подразделения, которым эта информация была нужна, могли выборочно обрабатывать то, что имело непосредственную ценность. Это был значительный отход от схемо-ориентированных архитектур связи, которые тогда использовались, и способ устранения переполненности и путаницы в радиосетях, используемых для соединения самолетов и некоторых наземных войск. Вторая рекомендация заключалась в необходимости последовательной и надежной основы для позиции, которая была бы доступна всем боевым элементам, названной «Common Position Grid». Общее исследование называлось «Control and Surveillance of Friendly Forces» (Управление и наблюдение за дружественными силами) CASOFF.
Исследование перспективного планирования было хорошо принято как в MITRE, так и в ESD, и было решено заняться практическим проектированием, чтобы посмотреть, можно ли воплотить эти идеи в пригодную для использования систему. В 1968 году технический директор MITRE Джон Х. Монахан назначил К. Эрика Эллингсона руководителем этой работы, и Эллингсон собрал техническую группу для реализации этих идей. На раннем этапе стало очевидно, что архитектура CASOFF была достаточно радикальной, и требовалась деятельность по «доказательству концепции», чтобы лучше понять и в конечном итоге продемонстрировать осуществимость и преимущества такого подхода. 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, были приложены все усилия для использования уже имеющегося оборудования. Передатчики представляли собой избыточные транспондеры AN/APX-25 IFF, а обработка данных выполнялась с использованием избыточных компьютеров IBM 4piTC-2, которые были получены из программы по предотвращению столкновения с рельефом местности F-111. Уникальные компоненты, называемые блоками управления и отображения (CDU), были созданы в лаборатории MITRE.
К 1970 году была построена действующая система TDMA и установлены наземные станции в Бостон-Хилл в Андовере, Массачусетс, Миллстоун-Хилл в Гротоне, Массачусетс, MITRE в Бедфорде, Массачусетс и Проспект-Хилл в Уолтеме, Массачусетс . Воздушный терминал также был установлен в навигационном тренажере 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 в себя схожие 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 AWACS, спросил Эллингсона, может ли MITRE поддержать демонстрацию AWACS в 1973 году для ключевых сотрудников НАТО в Европе. Идея состояла в том, чтобы доставить данные AWACS в наземные командные и контрольные центры в выбранных местах по всей Европе, чтобы показать, как AWACS может усилить их существующий потенциал противовоздушной обороны. Рассел считал, что демонстрационная система MITRE CASOFF может справиться с этой задачей. Эллингсон ответил утвердительно и немедленно приступил к внедрению необходимых интерфейсов с различными системами НАТО и оснащению самолета KC135, который должен был использоваться в качестве ретранслятора.
В 1973 году состоялась демонстрация AWACS с интерфейсами к британской системе Linesman, французской системе Strida II, системе НАТО Ground Environment System в Германии и элементу американской системы 407L Tactical Command and Control System в Бельгии и системам 407L в Зембахе и Ной-Ульме в Германии. Также был оборудован армейский объект NIKE в Fliegerhorst Caserne около Ханау, Германия. Демонстрация прошла очень успешно и вызвала большой интерес НАТО как к AWACS, так и к JTIDS.
В течение этого периода название программы претерпело несколько итераций. Джон Клотц не любил аббревиатуры и окрестил программу Tactical Position Location/Common Grid Capability, которая сразу же стала Tipplekeg. Затем программа была названа Position Location Reporting and Control of Tactical Aircraft (PLRACTA). Во время первой европейской демонстрации программа была известна как Seek Bus. Наконец, в 1973 году Министерство обороны создало совместный программный офис с ВВС в качестве исполнительного агента, а полковник Бриден Брентналл был назначен начальником системного программного офиса. Joint Service SPO был размещен совместно с группой разработки Эллингсона в MITRE. С тех пор программа официально называлась Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS). Однако, поскольку НАТО не использовало термин «совместный» в своих описаниях систем, усовершенствованный терминал Hughes Improved Terminal (HIT) класса 1, установленный на самолете НАТО E-3A, в документации Boeing именовался «системой связи, устойчивой к радиоэлектронному предотвращению (ERCS)».
Вторая европейская демонстрация AWACS и JTIDS была проведена в 1975 году под руководством директора AWACS SPO генерала (Ларри) Лоуренса А. Скантце . Интерфейс с системой NTDS ВМС был добавлен и продемонстрирован на борту управляемого ракетного крейсера в Средиземном море. Высокопоставленные лица смогли просмотреть данные AWACS в различных местах расположения NTDS, включая атомный авианосец. В результате этих демонстраций и вызванного этим интереса НАТО была учреждена программа НАТО JTIDS под названием Многофункциональная система распределения информации (MIDS).
В этот период были заключены контракты с Hughes Aircraft (Ground Systems Group) на разработку терминала, пригодного для оперативного использования в системах AWACS и наземного управления, а также с Singer Kearfott Corporation, ныне BAE Systems, на разработку терминала, пригодного для установки на истребители. Усилия Hughes возглавлял Боб Крамп, а усилия Singer — Джон Спутц. Совместно с усилиями подрядчика команда MITRE под руководством Майрона Лейтера, состоящая из инженеров по связи и цифровой обработке сигналов, усовершенствовала конструкцию JTIDS для оптимизации подавления помех и производительности связи. Результаты этих усилий были включены в технические характеристики и стали руководством для подрядчиков. Эксплуатационные соображения были предоставлены опытными боевыми летчиками ВВС полковником Кеном Кронлундом и полковником Клиффом Миллером, а также ценные материалы из Центра тактического истребительного вооружения ВВС. Пара реактивных тренажеров была оснащена дисплеями, подобными дисплеям F-15, и использовалась для оценки методов отображения и понимания рабочей нагрузки пилота и преимуществ.
Эллингсон был повышен до должности младшего технического директора MITRE Command and Control Division в 1979 году, стал техническим директором MITRE Communications Division в 1982 году и в 1986 году техническим директором MITRE Command and Control Division. В этот период у него не было повседневной ответственности за управление программой, но были обязанности по надзору. Эллингсон ушел из MITRE в 1989 году.
JTIDS не была создана одним человеком. Скорее, это была кульминация группы людей, каждый из которых имел опыт в определенных дисциплинах, включая, помимо прочего, системную инженерию, операционный анализ, анализ затрат и выгод, стандарты сообщений, разработку программного обеспечения, связь, обработку сигналов, анализ уязвимости, обнаружение и исправление ошибок, проектирование антенн, многолучевой анализ, электромагнитную совместимость, машиностроение, навигацию, генерацию спецификаций и другие. В течение значительного периода времени во время концепции JTIDS около 50 человек были заняты в ее разработке на постоянной основе, и еще около 50 человек выполняли вспомогательные функции на неполной ставке. В последующие годы программа перешла от интенсивных усилий по разработке к более классическим усилиям по приобретению. Разработка продолжалась, но усилия были больше ориентированы на внедрение прорывов в технологии и усилия по улучшению качества и уменьшению размера, веса и стоимости. В начале 1990-х годов ВМС взяли на себя исполнительное управление программой. По мере того, как программа распространялась на службы США и НАТО, произошло много операционных инноваций, обусловленных базовой гибкостью архитектуры и воображением оперативного пользователя. В результате эксплуатационная полезность системы была улучшена по сравнению с тем, что изначально предполагалось ранними разработчиками. Хотя система JTIDS долгое время находилась в разработке, большая часть технологий все еще находится на «современном уровне», и система должна быть жизнеспособной в обозримом будущем.
JTIDS также используется другими членами НАТО .