Łączność Kormorana bazą dla nowych okrętów Marynarki Wojennej?

KenBIT przygotował dla okrętu typu Kormoran II pełny, zintegrowany okrętowy system łączności. W jego skład wchodzą między innymi: podsystem łączności zewnętrznej, podsystem łączności wewnętrznej, system alarmowej: mechanicznej i elektronicznej kontroli dostępu pomieszczeń strefy pierwszej (kabina radio i krypto), podsystem telewizji przemysłowej oraz sieci informatyczne nie związane z systemami bojowymi. Wcześniej rozwiązania spółki były stosowane na okrętach przeciwminowych ORP „Resko”, ORP „Dąbie”, ORP „Flaming”, ORP „Mewa”, ORP „Czajka” i na okręcie transportowo–minowym ORP „Kraków”.

Okrętowy Zintegrowany System Łączności zewnętrznej Neptun na Kormoranie

Zadanie realizowane przez KenBIT na „Kormoranie” było o tyle kompleksowe, że dotyczyło zarówno zaprojektowania i zbudowania systemu łączności zewnętrznej jak i wewnętrznej. W przypadku okrętowanego, zintegrowanego systemu łączności (OZSŁ) zewnętrznej chodziło o zabezpieczenie prowadzenia jawnej i utajnionej (w systemie narodowym lub NATO) zewnętrznej komunikacji radiowej równocześnie: ze stacjami lądowymi, innymi jednostkami pływającymi oraz statkami powietrznymi (w relacjach telefonicznych, telegraficznych oraz poprzez transmisję danych).

Natomiast system łączności wewnętrznej miał zabezpieczyć komunikację pomiędzy poszczególnymi elementami struktury organizacyjnej okrętu (głównie pomiędzy stanowiskami bojowymi, jak również członkami załogi).

W ramach Okrętowego Zintegrowanego Systemu Łączności Neptun połączono i zsynchronizowano: typowe urządzenia łączności radiowej i satelitarnej, systemy antenowe, urządzenia komutacyjne (krosownice), interfejsy, modemy, urządzenia kryptograficzne, terminale, komputery sterujące rejestratory korespondencji radiowej, pulpity łączności, a także podsystem zasilania awaryjnego. Dzięki temu operator nawiązujący łączność nie musi wiedzieć, w jaki sposób to jest realizowane i przez którą radiostację, natomiast „widzi” jedynie wynośne pulpity łączności (z zestawionymi sieciami lub kierunkami łączności) lub terminale transmisji danych. Przy czym wszystko ma odbywać się w sposób skryty i niezawodny.

Dzięki modułowej budowie system może być konfigurowany pod potrzeby dowolnej klasy jednostek pływających w połączeniu z wieloma różnymi terminalami komunikacji fonicznej i transmisji cyfrowej. Może więc być zastosowany również w programach Miecznik (okręt obrony wybrzeża), Czapla (okręt patrolowy z funkcją zwalczania min) i Orka (okręt podwodny nowego typu).

W celu skonfigurowania konkretnego systemu należy jedynie dodawać lub usuwać określone urządzenia łączności i urządzenia wspomagające (np. interfejsy), które są montowane w standardowych szafach 19” typu Rack, albo rozmieszczane poza nimi – po ich wcześniejszej amortyzacji. System jest otwarty, dzięki czemu można zastosować zarówno konkretne urządzenia łączności wskazane przez Zamawiającego, albo oprzeć się na rozwiązaniach proponowanych przez KenBIT – w tym również opracowanych i wykonanych samodzielnie przez tą spółkę w Polsce, przez krajowych inżynierów i w polskich zakładach przemysłu zbrojeniowego.

Przykładowo na niszczycielu min „Kormoran II” system taktycznej wymiany danych Link 11 nie jest wykonywany przez KenBIT. Jednak spółka deklaruje gotowość przygotowania tego systemu i jego pełnej integracji w ramach OZSŁ. Dostawa może objąć np. urządzenia firmy Yagal, których architektura jest oparta na uniwersalnym procesorze linkowym ULS (Uniwersal Link System). Dzięki temu na jednej konsoli istnieje możliwość współdziałania w ramach systemu Link 11, Link 16 i w przyszłości Link 22.

Elementy wykorzystywane przez KenBIT do budowy OZSŁ Neptun

Standardowy Okrętowy System Łączności zewnętrznej Neptun produkowany przez spółkę KenBIT posiada trzy wyraźnie oddzielone podsystemy:

• okrętowych środków radiowych (radiostacje i odbiorniki radiowe, interfejsy dopasowujące, układ komutacji środków radiowych, interfejsy, modemy/krypto);
• transmisji danych (modemy radiowe, układ komutacji danych strony BLACK, urządzenia kryptograficzne, interfejsy i serwer MHS - Message Handling System obsługujący standardy ACP 127 i STANAG 5066 oraz terminale MHS);
• oraz łączności fonicznej (z wykorzystaniem urządzeń utajniania mowy).

Zgodnie z deklaracjami spółki KenBIT podstawowa konfiguracja może być rozbudowywana o podsystemy łączności satelitarnej (np. SHF SATCOM), sieci teleinformatyczne oraz systemy szybkiej transmisji danych w kanałach radiowych jak Subnet Relay, bądź o podobne rozwiązanie opracowane przez polską spółkę. Neptun może również otrzymać system zdalnego sterowania wraz z układem rejestracji korespondencji.

W skład OZSŁ Neptun w ujęciu ogólnym (z wyłączeniem łączności wewnętrznej, radiotelefonów VHF oraz podsystemów „cywilnych”, wymaganych przez odpowiednie przepisy międzynarodowe - GMDSS) wchodzą następujące elementy:

• System antenowy;
• Okrętowe środki łączności radiowej HF/VHF/UHF;
• Modemy radiowe;
• Urządzenia kryptograficzne oraz utajniania mowy;
• System komutacji;
• Okrętowy Podsystem Zdalnej Kontroli i Konfiguracji Systemu Łączności OCTOPUS;
• Terminale użytkownika (foniczne, transmisji danych);
• Terminale satelitarne (SATCOM, Inmarsat);
• Serwer MHS PIGEON (Message Handling System) – część podsystemu transmisji danych;
• Podsystem MARLIN (Mobile Ad Hoc Relay Line-Of-Site IP Networking - STANAG 4691) – część podsystemu transmisji danych;
• Sieci teleinformatyczne – jako medium dla podsystemów transmisji danych, nie są elementem OZSŁ;

Większość urządzeń służących do łączności i integrujących poszczególne elementy w OZSŁ Neptun została opracowana i wykonana przez KenBIT. Może to ułatwić późniejsze ich dostosowanie do potrzeb danego okrętu przy zastosowaniu przez cały czas tej samej, krajowej bazy sprzętowej. W zależności od klasy jednostki pływającej, liczba poszczególnych elementów może się zmieniać, ponieważ zależy ona od zadań stawianych systemowi łączności.

Neptun komunikuje się ze światem zewnętrznym poprzez system antenowy, każdorazowo projektowany i wykonywany indywidualnie przez KenBIT, w zależności od klasy okrętu, oraz ilości urządzeń wchodzących w skład OZSŁ. Anteny te łączą się z radiostacjami bezpośrednio, albo w przypadku odbiorników przez komutatory antenowe.

Większość urządzeń łączności radiowej wchodzących w skład OZSŁ jest montowana w standardowych szafach 19” typu Rack. Razem z nimi umieszcza się tam również komutatory oraz interfejsy (opracowane przez spółkę KenBIT do wszystkich używanych w Marynarce Wojennej środków łączności radiowej i urządzeń kryptograficznych).

Podsystem łączności fonicznej

Podsystem łączności fonicznej umożliwia zestawienie fonicznego kanału łączności z wykorzystaniem urządzeń utajniania mowy oraz przypisanych do nich (poprzez układ komutatorów) radiostacji HF bądź VHF/UHF.

Elementem łączącym podsystem łączności fonicznej OZSŁ bezpośrednio z użytkownikiem są terminale VT-Sec. Ich liczba zależy od wielkości i rodzaju jednostki pływającej. Są one rozmieszczane w wskazanych przez użytkownika miejscach na okręcie – w tym przede wszystkim w Bojowym Centrum Informacyjnym i na mostku. Terminale VT-Sec mogą spełniać funkcję interkomu (zapewniającego łączność wewnętrzną z pozostałymi użytkownikami terminali VT-Sec), ale przede wszystkim pozwalają na:

• prowadzenie łączności fonicznej w trybie jawnym PLAIN - stosowanym np. podczas nawiązywania łączności (należą one wtedy do tzw. strefy „czarnej”);
• prowadzenie łączności fonicznej w trybie niejawnym SECURE - z wykorzystaniem urządzeń utajniania mowy, umożliwiających bezpieczne przekazywanie informacji (należą one wtedy do tzw. strefy „czerwonej”).

W przypadku łączności jawnej wykorzystuje się kanał wąskopasmowym - w podstawowym paśmie akustycznym ok. 3 kHz (w paśmie HF, VHF i UHF). Przy pracy w trybie SECURE w paśmie VHF/UHF wykorzystuje się emisję szerokopasmową (16 kbps), co wymaga zastosowania radiostacji przystosowanych do przenoszenia tego rodzaju emisji.

Terminale są na tyle wszechstronne, że mogą również bezpośrednio współpracować z urządzeniami utajniania mowy - w przypadku, gdy nie ma konieczności instalowania Zintegrowanego Systemu Łączności. Służą one wtedy jako punkt wynośny, umożliwiając nadawanie, odbiór oraz przełączanie trybu pracy (Jawnej i Bezpiecznej) współpracującego urządzenia oraz radiostacji.

Terminale VT-Sec są podłączane do Zintegrowanego Systemu Łączności Zewnętrznej poprzez Interfejsy VTS. Są to urządzenia bezobsługowe, integrujące poszczególne elementy OZSŁ, dopasowując je do siebie przede wszystkim pod kątem kompatybilności sygnałów przechodzących przez urządzenia foniczne i transmisji danych.

Dzięki temu w Okrętowym Zintegrowanym Systemie Łączności można zastosować różne elementy składowe – wskazane przez zamawiającego (w tym radiostacje, urządzenia kryptograficzne, terminale) podłączając je do już istniejących na okręcie systemów (np. łączności wewnętrznej lub sieci komputerowej). KenBIT proponuje kilka wersji interfejsów, w zależności od stopnia złożoności OZSŁ: VTS 4, VTS 8 i VTS 20, pozwalających na obsługę kolejno 4, 8 i 20 terminali VT-Sec. Gdyby konieczne było użycie większej ilości terminali to istnieje łączenia interfejsów w sekcje.

Interfejsy VTS pełnią funkcję konwertera mediów („światłowód-miedź”), integratora łączności wewnętrznej oraz sprzęgają zainstalowane na okręcie terminale VT-Sec z układem komutacji. Trzonem tego układu są komutatory, które nie tylko powinny odwzorowywać zestawioną w OZSŁ konfigurację sprzętową, ale muszą również pozwalać na jej prostą modyfikację. Ich zadaniem jest przydzielenie danemu terminalowi określonych środków radiowych, modemów i urządzeń kryptograficznych. Zmiana ustawień w komutatorach polega na wciskaniu przycisków odpowiednich pól komutacyjnych, ale możliwe jest też zapisanie często używanych konfiguracji w pamięci komutatora i przywoływanie ich jednym przyciskiem.

Opcjonalnie, istnieje również możliwość zdalnej rekonfiguracji wszystkich urządzeń OZSŁ za pomocą aplikacji graficznej uruchomionej na komputerze zarządzającym. Spółka KenBIT proponuje komutatory w wersji standardowej i TEMPEST (przystosowanej do działania w ramach systemu niejawnego). W zależności od ilości łączonych terminali i środków radiowych w ramach zintegrowanego systemu łączności oferowane są komutatory typu: KSR 4x4, KSR 8x10, KSR 6x20 i KSR 16x20.

Do tych głównych elementów wchodzących w skład OZSŁ firma KenBIT dostarcza również tzw. elementy uzupełniające, w tym rejestratory korespondencji radiowej (umożliwiające nagrywanie, archiwizację i odtwarzanie łączności radiowej) oraz system zasilania zasadniczego i rezerwowego. Opracowane zostały również symulatory urządzeń kryptograficznych, które pozwoliły na testowanie współdziałania systemu Neptun z urządzeniami krypto, jeszcze przed ich dostarczeniem przez Zamawiającego (według oddzielnego postępowania).

Bezpieczeństwo łączności w systemach KenBIT

Wszystko to jest zorganizowane z wyraźnym rozdzieleniem strony czarnej (BLACK – praca w trybie jawnym) i czerwonej (RED - praca w trybie niejawnym). Rozwiązania proponowane przez KenBIT zapewniają bowiem pracę w sieci do klauzuli NATO SECRET i w systemach o bardziej rozbudowanej konfiguracji. Dzięki temu stanowią one element okrętowej sieci NS-LAN, która może być włączona do natowskiej sieci rozległej NS-WAN.

To właśnie w tym celu podsystem łączności fonicznej jest wyposażany w urządzenia utajniania mowy, zestaw komutatorów strony RED, interfejs OPTO VTS i terminale foniczne VT-Sec. Według spółki wszystkie podsystemy, służące do przetwarzania informacji niejawnych dysponują odrębnymi, wydzielonymi kanałami transmisyjnymi – narodowymi lub sojuszniczymi. Oprócz tego stosowana jest technologia TEMPEST, co ma zapewnić wypełnienie wymagań dotyczących ochrony informacji niejawnych.

Choć podsystem łączności fonicznej jest, zgodnie z obowiązującą terminologią, przeznaczony do przetwarzania informacji niejawnych (a więc należy do strony RED) to w przypadku pracy określonego terminala w trybie bez szyfrowania mowy (z pominięciem modułu szyfrującego) staje się on elementem strony BLACK. System został zaprojektowany w taki sposób, aby każdy „wirtualny” kanał łączności, stanowiący połączenie pomiędzy terminalem audio, układem komutacji i urządzeniem utajania mowy był odrębnym torem transmisyjnym, a co za tym idzie – nie było możliwości fizycznego lub logicznego połączenia go z innymi torami podsystemu.

Podsystemy transmisji danych

Podsystemy transmisji danych umożliwiają wykorzystanie okrętowych środków radiowych do przesyłania informacji w postaci danych (poprzez serwer MHS PIGEON - np. wiadomości tekstowe ACP-127, poczta elektroniczna STANAG 5066) lub też poprzez ich wykorzystanie jako medium transmisyjnego dla sieci teleinformatycznych (STANAG 4691 MARLIN).

W przypadku przesyłania komunikatów tekstowych zgodnych z protokołem ACP-127 (np. TADPOLE lub odbiór NATO BROADCAST) całość transmisji odbywa się z wykorzystaniem okrętowego toru radiowego. Podstawowym elementem okrętowej transmisji danych w kanałach łączności radiowej jest MHS PIGEON - Okrętowy System Edycji i Transmisji Wiadomości. Jego zadaniem jest zapewnienie odpowiedniego obiegu wiadomości na okręcie – edycję tej wiadomości przez wielu użytkowników oraz transmisję informacji w ramach współpracy interoperacyjnej NATO. System ten zapewnia dodatkowo realizację funkcji Chat, obsługę poczty elektronicznej oraz interfejs do systemów zewnętrznych umożliwiający transmisje i odbiór wiadomości zgodnych z dokumentem ACP 127.

MHS PIGEON posiada 16 portów asynchronicznych oraz 4 porty synchroniczne transmisji danych z możliwością podłączenia modemów, urządzeń kryptograficznych lub radiostacji. Jego zasadniczym elementem jest „Interfejs MHS” ze specjalistycznymi aplikacjami, uruchamianymi na terminalach PC osób funkcyjnych na jednostce pływającej (MHS Messenger, MHS Configurator, MHS Chat i E-mail). Wykonanie platformy sprzętowej spełnia wymogi norm TEMPEST.

W przypadku przesyłania wiadomości email, są one kierowane do właściwego interfejsu zależnie od dostępności adresata poprzez sieć IP lub tor radiowy. W przypadku transmisji w torze radiowym jest to synchroniczny port szeregowy, do którego podłączone jest urządzenie kryptograficzne sprzężone poprzez modem radiowy i układy komutacji z wybraną radiostacją HF. Jeśli natomiast adresat jest osiągalny poprzez sieć IP, dane są kierowane do właściwego interfejsu sieciowego (najczęściej Ethernet) i przesyłane w paśmie VHF/UHF poprzez podsystem zgodny ze STANAG 4691 MARLIN (Mobile Ad hoc Relay IP Network) lub poprzez łącze satelitarne.

Łączność satelitarna

Podstawowym systemem satelitarnym, instalowanym na okrętach jest komercyjny terminal systemu Inmarsat. Obecnie jest to najczęściej zestaw FleetBroadband, który zapewnia zarówno łączność telefoniczną (w trybie jawnym jak też z wykorzystaniem telefonu szyfrującego STU/TCE500), jak też transmisję danych (interface ISDN do 128 kbps).

Większe okręty wyposażane są dodatkowo w terminal SATCOM. Jest to terminal łączności satelitarnej umożliwiający prowadzenie łączności poprzez dowolnego satelitę (najczęściej geostacjonarnego) w częstotliwości wydzierżawionych od dostawcy usług satelitarnych (w pasmie Ku) lub przydzielonych w ramach NATO (zwykle w paśmie X).

Okrętowy system łączności wewnętrznej

System łączności wewnętrznej (SŁW) służy do zestawiania łączności pomiędzy stanowiskami bojowymi (komunikacja z poszczególnymi stacjami abonenckimi odbywa się poprzez sieć Ethernet), do wydawania komend, jak również do ogłaszania komunikatów wewnątrz okrętu i na pokładach otwartych.

Standardowo można w nim wyróżnić cztery podsystemy:

• podsystem łączności dwukierunkowej głośnomówiącej i bezprzewodowej (T-B);
• podsystem rozgłośni ogólnookrętowej i alarmów (PA GA);
• podsystem telefonów bezbateryjnych (VSP);
• podsystem łączności telefonicznej (PABX).

By SŁW mógł spełniać funkcję rozgłośni ogólnookrętowej wykonuje się odpowiednie nagłośnienie pokładów poprzez linie głośnikowe pogrupowane w strefy. Dzięki temu można przekazywać komunikaty tylko dla wybranej części okrętu – np. w trybie „koncertowym” (wtedy głośniki automatycznie przełączają się na pełną moc akustyczną). Zapewniona jest również współpraca z systemami alarmów i dzwonków okrętowych.

Zarządzanie OZSŁ Neptun

Elementem wspomagającym pracę Administrator OZSŁ Neptun jest jedno z najnowszych rozwiązań firmy KenBIT - Okrętowy Podsystem Zdalnej Kontroli i Konfiguracji Systemu Łączności OCTOPUS. Jest to główny element kontroli okrętowych środków łączności wewnętrznej i radiowej. Pozwala on na łatwe konfigurowanie urządzeń łączności fonicznej i transmisji danych oraz wizualizację stanu komutacji i statusu, w jakim znajdują się poszczególne urządzenia.

Wizualizacja architektury systemu łączności ma postać skalowalnego schematu, na którym pokazane są zarówno urządzenia (z opisem ich statusu oraz dostępnych na nich portów), jak i połączenia między nimi. W ten sposób administrator systemu może bardzo łatwo zorientować się w sposobie jego działania i np. znaleźć ewentualne usterki.

Można również obserwować konfigurację wszystkich połączeń fonicznych i transmisji danych pomiędzy urządzeniami końcowymi i pośrednimi, ponieważ zobrazowana jest także architektura logiczna systemu łączności (z wewnętrznymi torami połączeń komutowanych i z uwzględnieniem połączeń fizycznych).

Istnieje też możliwość rekonfiguracji całego systemu łączności, korzystając z wcześniej przygotowanych i zarejestrowanych scenariuszy. Wykorzystuje się do tego tzw. formularze konfiguracyjne, które są przypisywane do każdego urządzenia i pozwalają na ustawienia kilku lub wszystkich parametrów, zarówno w zakresie poszczególnych urządzeń, jak też całkowitego stanu komutacji. Jest to system skalowalny i wszechstronny, który można przystosować dla potrzeb różnego rodzaju jednostek pływających wyposażonych w dowolną konfigurację sprzętową

Zasadniczym, centralnym elementem sprzętowym OCTOPUS-a jest Koncentrator Sterowania SŁ pełniący rolę serwera systemu, który jest wyposażony w 16 portów asynchronicznych (RS-232 i RS-422) i port optyczny (TCP/IP).

Morski oddział KenBIT ma możliwość montażu w Polsce nie tylko pojedynczych radiostacji czy radiotelefonów, ale projektowania i tworzenia zintegrowanych systemów łączności wewnętrznej i zewnętrznej, systemów telewizji przemysłowej, systemów alarmowej kontroli dostępu oraz sieci informatycznych dla okrętów. W tego rodzaju rozwiązaniach często konieczne jest łączenie różnego rodzaju i typu urządzeń radiowych wykorzystywanych w Marynarce Wojennej, np. firmy Rohde Schwarz, Sailor, Harris, Rockwell Collins i OBR CTM. Firma KenBIT przygotowała się jednak do tego opracowując odpowiednie technologie, osprzęt i oprogramowanie. Jak wskazywano wcześniej, są one już obecnie wykorzystywane na okrętach Marynarki Wojennej.

Rozwiązania proponowane przez KenBIT są dowodem na posiadanie przez przemysł zdolności zabezpieczenia przez potrzeb Sił Zbrojnych również w wymagających dziedzinach. Przedstawiciele spółki podkreślają jednak, że jest to związane z koniecznością ciągłego prowadzenia badań, inwestowania w sprzęt i utrzymywania specjalistów w często bardzo wąskich dziedzinach. Zwracają uwagę, że opóźnienia w budowie nowych okrętów dla Marynarki Wojennej stawiają przemysł w trudnej sytuacji, gdyż utrzymanie systemu, pozwalającego na opracowywanie i dostarczanie podobnych rozwiązań bez zamówień jest co najmniej utrudnione. A to z kolei wiąże się z ryzykiem utraty zbudowanego wcześniej, i wykorzystywanego już w pewnej części przez siły morskie potencjału.

Artykuł opracowany na bazie materiałów dostarczonych przez specjalistów firmy KenBIT w tym referatu Macieja Czaplińskiego „NEPTUN - Zintegrowany System Łączności dla okrętów Marynarki Wojennej”