Link 16 (TADIL J) este un tip de rețea de schimb de date tactică militară aproape reală. Folosit de SUA și țările NATO. Este una dintre componentele familiei de rețele tactice de transmisie a datelor TADIL ( Tactical Digital Information Link ) . Este un sistem de comunicare, navigație și identificare care sprijină schimbul de date între comanda tactică, aeronave, nave și unități terestre. Comunicarea se realizează la frecvență ultra-înaltă ( unde decimetrice ). Saltul de frecvență oferă siguranță. Divizarea resurselor canalului se realizează conform principiului TDMA(acces multiplu divizat în timp), în care intervalele de timp sunt distribuite între toți participanții la rețea pentru transmiterea și primirea datelor. Link 16 oferă grafică, mesaje text și două canale vocale la 2,4 și/sau 16 kbps. Link 16 este definit ca unul dintre serviciile digitale din cadrul MIDS (Multifunctional Information Distribution System, multifunctional information distribution system), descris în standardul NATO (NATO's Standardization Agreement ) STANAG 5516 Ed.4 "Tactical Data Exchange - Link 16". Rețeaua Link 16 în sine este descrisă de Standardul MIL-STD-6016 al Departamentului de Apărare al SUA . Dezvoltarea Link 16, integrarea sistemului în trupe și întreținerea s-au ocupat de Marconi Aerospace , apoi GEC -Marconi Hazeltine Corporation, Electronic Systems Division și apoi BAE Systems Electronics & Integrated Solutions în colaborare cu Rockwell Collins .
Legătura 16 este un concept general care descrie o rețea de schimb de date cu anumite caracteristici. Instrumentele software și hardware specifice care implementează acest tip de rețea (hardware, software, canal radio) pot avea alte denumiri [1] :
În practică, de foarte multe ori nu se face distincție între un standard și implementarea sa specifică, iar termenul „Link 16” este folosit ca sinonim pentru toate cele trei denumiri de mai sus.
Link 16 oferă transmitere în timp real a informațiilor tactice între unitățile forțelor armate ale Statelor Unite și ale țărilor NATO. Unele funcții ale Link 16 sunt similare cu cele ale Link-4A și Link 11, dar Link 16 are următoarele caracteristici specifice [1] :
Pentru a transmite informații prin aer din diverse surse, Link 16 folosește accesul multiplu pe divizare în timp . În timpul unui ciclu de transfer de informații, fiecărui participant la schimbul de informații i se alocă o anumită perioadă de timp (interval de timp), în care efectuează transferul de date în modul exclusiv. Fiecărui participant la schimb i se atribuie un număr octal unic de cinci cifre (număr JTIDS UNIT, JU), astfel, numărul permis de utilizatori este de până la 32767. JU identifică participantul la schimb și predetermină locația intervalelor de timp în care participantul transmite și primește informații. Fiecare interval de timp are o lungime de 1/128 de secunde sau 7,8125 ms. Transmițătorul funcționează în intervalul 960-1215 MHz. Dezavantajul utilizării acestor frecvențe este conflictul cu sistemul de identificare radar ("Prieten sau dușman") , care funcționează la frecvențe similare. Comunicarea se realizează cu linia vizuală la o distanță de până la 300 de mile. Informațiile sunt transmise la una dintre cele trei viteze: 31,6, 57,6 sau 115,2 kbps, în ciuda faptului că lățimea de bandă maximă a canalului radio ajunge la 268 kbps. [1] .
Când un participant transmite date, emițătorul său la fiecare 13 microsecunde (77800 ori pe secundă) schimbă frecvența purtătoarei, sărind conform unei legi pseudo-aleatoare la una dintre cele 51 de frecvențe fixe utilizate de Link 16. [2] Salturile de frecvență măresc sistemul. imunitatea la zgomot, crește securitatea și integritatea informațiilor transmise. Modelul de salt de frecvență este unic pentru fiecare utilizator.
Transmiterea datelor se realizează secvenţial în cuvinte de 70 de biţi. 3, 6 sau 12 cuvinte pot fi transmise într-un interval orar, în funcție de modul de împachetare a datelor (standard, dublu, quad). Un mesaj Link 16 are de obicei 1, 2 sau 3 cuvinte. Mesajele vin în trei tipuri: format fix, text liber sau format variabil. Mesajele în format fix (mesaje din seria J) sunt folosite pentru a transmite informații tactice, mesajele cu text liber sunt folosite pentru a transmite voce, mesajele în format variabil conțin informații a căror lungime și conținut este determinată de utilizator. Marina SUA nu folosește mesaje în format variabil.
Utilizatorii sunt combinați în grupuri funcționale NPG (Network Participation Group). Intervalele de timp pentru NPG din fiecare cadru sunt alocate anumitor funcții. Un NPG este definit de funcția sa și tipurile de mesaje trimise prin el sunt, de asemenea, definite. Este posibilă creșterea potențialului de comunicare prin interconectarea rețelelor, în care grupuri diferite de participanți vor transmite date în același interval de timp în rețele diferite. Agregarea rețelei implică prezența utilizatorilor din rețele diferite care ocupă aceleași blocuri de timp.
În protocoalele timpurii de transfer de date (de exemplu, Link 11), este necesară o stație de control pentru a organiza rețeaua. Dacă stația de control eșuează, transferul de date nu este posibil. Link 16 nu are o stație dedicată. Când este inițiat un transfer de date Link 16, unul dintre participanții la schimb transmite o „Referință de timp de rețea” (Referință de timp de rețea, NTR). După ce au primit un marcaj de timp, toți ceilalți participanți la schimb sunt sincronizați, după care funcționarea rețelei nu depinde de participarea vreunui dispozitiv specific la acesta [1] .
În comparație cu Link 11 , securitatea transmisiei de date a Link 16 a fost mult îmbunătățită. Toate informațiile din Link 16 sunt criptate. Forma semnalelor transmise se modifică conform unei legi pseudoaleatoare. Semnalului i se adaugă zgomot pseudo-aleatoriu care, împreună cu salturile de frecvență, face extrem de dificilă interceptarea și suprimarea semnalului [1] .
Link 16 intervale de timp pot fi împărțite în grupuri. Fiecare grup este definit de funcția sa și definește tipurile de mesaje care trebuie trimise. Principalele grupuri utilizate în Marina SUA sunt următoarele [1] :
Împărțirea rețelei în grupuri permite unui participant să facă schimb de informații numai cu acei participanți de care are nevoie pentru a finaliza sarcina. Utilizatorii pot fi împărțiți în două clase: C2 (Comandă și Control) și non-C2. Membrul C2 al rețelei este capabil să dirijeze acțiunile altor membri. Participant non-C2 cu dizabilități pentru a gestiona activitățile altor participanți. Majoritatea unităților de comandă și control naval, atât de suprafață, cât și de aer, participă la toate grupurile definite, cu excepția Fighter Fighter.
Mesajele și transmisia sunt criptate. Transmisia este criptată utilizând securitatea transmisiei bazată pe timp (TSEC). Destinatarul și expeditorul trebuie să aibă același algoritm TSEC și aceleași variabile. Pentru a decripta datele conținute în transmisie, aceleași variabile în algoritmul de securitate a mesajelor (MSEC). Terminalul poate folosi până la 4 perechi de chei criptografice, care sunt stocate în 8 locații de memorie SDU. Pentru a proteja împotriva interferențelor în timpul codării, se folosesc coduri Reed-Solomon [3]
Terminalul TADIL este format dintr-un receptor/transmițător, un sistem de antenă, un sistem de calcul (grup de procesare digitală DPG), un modul de alimentare și un modul de securitate (secure data unit SDU). SDU de tip KGV-8 stochează cheile pentru funcții de comunicație sigure. Dacă SDU este separat de terminal, atunci cheia este ștearsă instantaneu. Blocul are un slot pentru descărcarea cheilor de criptare. Este posibil ca unele unități să nu aibă un transmițător dacă au nevoie doar să primească informații - unități mici fără comandă.
Terminalul trimite mesajul către SDU, care criptează mesajul. Sistemul de calcul bazat pe chei desenează o secvență de salt pseudo-aleatorie. Acest model oferă salt pseudo-aleatoriu de frecvență, distribuție de frecvență pentru imunitate la zgomot și o probabilitate scăzută de a intercepta un mesaj. Terminalul primește mesaje pe o anumită secvență de frecvențe pe care le-a primit de la SDU. Apoi transmite mesajul către SDU pentru a decripta mesajul și primește un răspuns pentru gazdă.
Modul cheie comună - Modul variabil comun (CVM). În acest mod, terminalul generează o secvență pseudo-aleatorie pentru TSEC și oferă, de asemenea, MSEC folosind o singură cheie criptografică. În acest caz, o singură etichetă de criptare (etichetă logică variabilă cripto CVLL) este atribuită pentru MSEC și TSEC. Modul cheie partiționată - Modul variabil partiționat (PVM). În acest mod, o cheie criptografică este utilizată pentru a genera o secvență pseudo-aleatorie pentru criptarea unui mesaj, iar o cheie separată este utilizată pentru a genera o secvență pseudo-aleatoare pentru transmiterea unui mesaj.
Mesajele pentru transmisie necondiționată sunt corectate, codificate, TSEC ascuns pentru retransmitere. Aceste mesaje nu sunt decriptate. Utilizatorii cu această caracteristică pot primi și transmite fără a decripta mesajul. Au cheia TSEC pentru a primi mesajul, dar nu au MSEC.
SUA și NATO au adoptat o convenție care prevede că rețelele TADIL J trebuie să schimbe cheile o dată pe zi. Terminalele pot fi încărcate cu chei pentru două zile de lucru cu schimbarea automată a cheii la ora specificată. Este posibil să schimbați cheile printr-un mesaj special OPTASKLINK. Pentru a încărca cheile în SDU, operatorul trebuie să determine în ce celule va fi scrisă cheia - par sau impar. La 1 ianuarie 1985, s-a decis ca această zi să fie zero și să se înceapă să se numere de la ea. La sfârșitul perioadei criptografice, toate cheile care au fost utilizate sunt eliminate automat din SDU.
În comparație cu Link-ul 11, numărul participanților la schimbul de informații a crescut semnificativ. Identificatorul de membru (JU) este FRAME-CODE exprimat mai sus, reprezentat ca ....număr octal de 5 cifre de la 00001 la 77777 (de la 1 la 32767 în zecimală, echivalent cu 32.766 de membri). Identificatorii de la 00001 la 00177 sunt de obicei alocați participanților care participă simultan la schimb pe Link 11. Acești participanți au aceleași numere în Link 11 și Link 16. De exemplu, JU 00043 corespunde PU 043 [1] .
Legătura 16 a crescut semnificativ numărul de traiectorii ale obiectelor urmărite (urme) transmise în sistem. În Linkul 11, numărul piesei era un număr octal de 4 cifre de la 0001 la 7777. Linkul 16 furnizează numărul piesei ca un cod alfanumeric din cinci cifre în intervalele 00001 la 77777 (numere octale) și 0A000 la ZZ777 (cifre octale în cele trei poziții inferioare, literă în a 4-a cifră, cifră sau literă în cifra cea mai semnificativă), un total de 524.284 de coduri față de 4092 de coduri furnizate de Link 11 [1] .
Pentru compatibilitatea cu Link 11, numerele de la 00200 la 07777 se referă la aceleași piese ca și la 0200 la 7777 din Link 11.
Valoarea TQ (Track Quality, track quality) din Link 16 ia o valoare de la 0 la 15. O valoare de 15 înseamnă că abaterea punctului de la ținta specificată nu este mai mare de 15 m [1] .
Legătura 16 a extins semnificativ informațiile de urmărire în câmpul ID (Identificare piste). Aceasta specifică tipul platformei, activitatea, tipul și naționalitatea țintei [1] .