1
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο
ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΕΣ ΖΕΥΞΕΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΜΑΧΗΤΙΚΩΝ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ
ΓΕΝΙΚΑ
Τα βασικά στοιχεία ενός συστήματος διοίκησης και ελέγχου
είναι:
1. Οι αισθητήρες που συγκεντρώνουν πληροφορίες σχετικά με τη
θέση, την κίνηση και την όλη δραστηριότητα των εχθρικών και φιλικών
δυνάμεων.
2. Τα συστήματα ναυτιλίας που επιτρέπουν τον προσδιορισμό της
θέσης των διάφορων μονάδων.
3. Τα κέντρα διοίκησης όπου συγκεντρώνονται και παρουσιάζονται
οι πληροφορίες και στη συνέχεια δίνονται οδηγίες για την περαιτέρω
συνέχιση των επιχειρήσεων.
4. Οι επικοινωνιακές ζεύξεις μεταξύ των αισθητήρων και των
κέντρων διοίκησης καθώς και μεταξύ των κέντρων διοίκησης και των
διάφορων μονάδων ώστε να επιτρέπεται η μετάδοση των πληροφοριών και
των διάφορων εντολών.
Ο ρόλος των επικοινωνιών λοιπόν, είναι πολύ σημαντικός στην όλη
δομή ενός συστήματος διοίκησης και ελέγχου. Τα συστήματα αυτά
χωρίζονται σε στρατηγικά (strategic) και τακτικά (tactical). Τα
στρατηγικά συστήματα διοίκησης και ελέγχου έχουν ως κύριο στόχο την
έγκαιρη προειδοποίηση μιας χώρας στην περίπτωση επίθεσης, ενώ τα
τακτικά στοχεύουν στη χρήση των επιχειρησιακών δυνάμεων κατά τη
διάρκεια των πολεμικών επιχειρήσεων. Τα πρώτα χαρακτηρίζονται από
μεγάλες, δυσκίνητες εγκαταστάσεις των οποίων η θέση και τα
χαρακτηριστικά είναι γνωστά, ενώ τα δεύτερα χαρακτηρίζονται από
ευκίνητες μονάδες και μπορούν να ανταποκριθούν άμεσα σε οποιαδήποτε
μεταβολή κατά τη διάρκεια μιας σύρραξης. Λόγω των απρόβλεπτων
εξελίξεων που μπορούν να συμβούν κατά τη διάρκεια των τακτικών
επιχειρήσεων, είναι ουσιώδες να υπάρχει πλήρης επικοινωνία μεταξύ
της διοίκησης και των μονάδων καθώς και μεταξύ των μονάδων ώστε να
επιτευχθεί το βέλτιστο αποτέλεσμα εναντίον του εχθρού.
Η υψηλή τεχνολογία που εφαρμόζεται σήμερα στους διάφορους
αισθητήρες, στα οπλικά συστήματα καθώς και στα συστήματα διοίκησης
και ελέγχου καθιστά υποχρεωτική τη δυνατότητα μεταφοράς ψηφιακών
δεδομένων μεταξύ δύο ή περισσότερων κόμβων ενός δικτύου που
αποτελείται από αεροσκάφη, πλοία, μονάδες του στρατού ξηράς. Έτσι,
οι σύγχρονες ανάγκες έχουν οδηγήσει στη λειτουργία ψηφιακών ζεύξεων
δεδομένων μεταξύ των μονάδων που συμμετέχουν σε κάποια επιχείρηση.
Η βασική ζεύξη δεδομένων που χρησιμοποιείται από το αρχαιότερο
τακτικό σύστημα διοίκησης και ελέγχου [το Naval Tactical Data
System (NTDS) των Η.Π.Α.] είναι το Link-11 όπως ονομάζεται από το
ΝΑΤΟ ή Tactical Digital Information Link A (TADIL-A) όπως
ονομάζεται από τις Η.Π.Α. Τα επόμενα χρόνια αναπτύχθηκε ένα νέο
πρότυπο στις ζεύξεις δεδομένων με υψηλή χωρητικότητα, αξιοπιστία
και ασφάλεια στη μετάδοση των δεδομένων, το Link-16 ή TADIL-J. H
ζεύξη αυτή επιτρέπει το συντονισμό ενός μεγάλου αριθμού μονάδων
κατά τη διάρκεια μιας επιχείρησης.
Στο κεφάλαιο αυτό θα αναπτυχθούν οι δύο ζεύξεις δεδομένων,
Link-11 και Link-16 ώστε να κατανοηθεί ο τρόπος με τον οποίο
μεταφέρονται τα δεδομένα και γίνεται εφικτός ο συντονισμός των
συμμετεχόντων στο δίκτυο.
2.1 Η ζεύξη δεδομένων Link-11
Η ζεύξη δεδομένων Link-11 (TADIL-A) αποτελεί το κυριότερο
επικοινωνιακό κανάλι και παρέχει τη δυνατότητα δικτύωσης μεταξύ
όλων των ναυτικών και αεροπορικών δυνάμεων που συμμετέχουν σ' ένα
συγκεκριμένο θέατρο επιχειρήσεων, επιτρέποντας έτσι τον έλεγχο και
την καθοδήγηση των δυνάμεων αυτών σε πραγματικό χρόνο από τον
υπεύθυνο των επιχειρήσεων.
2.1.1Εξοπλισμός που χρησιμοποιεί το Link-11
Στην παράγραφο αυτή θα αναφερθούν τα μέρη που συνθέτουν ένα
σύστημα Link-11, οι λειτουργίες που επιτελούν, καθώς και ο τρόπος
με τον οποίο τα δεδομένα μεταφέρονται από τον εκπομπό στο
δέκτη.
2.1.1.1Σύντομη περιγραφή του Link-11
Το Link-11 ή TADIL-A εμπεριέχει τεχνικές δικτυακής επικοινωνίας
και ένα σταθερό τύπο μηνύματος για την ανταλλαγή ψηφιακής
πληροφορίας μεταξύ τακτικών συστημάτων δεδομένων που βρίσκονται
είτε σε αεροσκάφη, είτε σε πλοία, είτε στην ξηρά. Επικοινωνία μέσω
του Link-11 επιτυγχάνεται τόσο στη συχνότητα των HF (High
Frequency), όσο και στην συχνότητα των UHF (Ultrahigh Frequency).
Στη συχνότητα των HF το Link-11 παρέχει πανκατευθυντική κάλυψη σε
απόσταση μέχρι και 300 ναυτικά μίλια (ΝΜ) από το σημείο εκπομπής.
Στη συχνότητα των UHF, η ζεύξη επιτυγχάνει πανκατευθυντική κάλυψη
σε απόσταση μέχρι και 25 NM για επικοινωνία μεταξύ πλοίων ή 150 ΝΜ
μεταξύ πλοίου και αεροσκάφους.
Μια τυπική διάταξη ενός συστήματος Link-11 αποτελείται από τον
υπολογιστή, μια συσκευή κρυπτογράφησης, το τερματικό δεδομένων
(Data Terminal Set: DTS), έναν ασύρματο που λειτουργεί στις
συχνότητες των HF ή UHF, τον συζεύκτη και την κεραία. Μια τέτοια
διάταξη φαίνεται στο Σχήμα 2.1. Ο υπολογιστής καλείται τακτικό
σύστημα δεδομένων (Tactical Data System: TDS). Αερομεταφερόμενοι
υπολογιστές αναφέρονται ως ATDS (Αirborne TDS) και υπολογιστές των
σκαφών επιφανείας ως NTDS (Naval TDS). Η συσκευή κρυπτογράφησης που
χρησιμοποιείται είναι η KG-40 (Key Generator – 40).
Η ροή των δεδομένων κατά την εκπομπή, φαίνεται στο Σχήμα 2.2. Το
TDS δέχεται δεδομένα από αισθητήρες όπως τα ραντάρ και τα συστήματα
ναυτιλίας. Οι πληροφορίες αυτές συλλέγονται σε μία βάση δεδομένων
και μετατρέπονται σε μηνύματα τα οποία έχουν συγκεκριμένη δομή.
Διαταγές, καθώς και άλλες διοικητικής φύσης πληροφορίες
κωδικοποιούνται επίσης σε μηνύματα ώστε να
´
Σχήμα 2.1: Τυπική διάταξη ενός συστήματος Link-11
Σχήμα 2.2: Ροή των δεδομένων κατά την εκπομπή
μπορούν να μεταδοθούν σε άλλες μονάδες. Όλα αυτά τα ψηφιακά
μηνύματα τοποθετούνται σε μία μνήμη (buffer) του υπολογιστή, τα
περιεχόμενα της οποίας στέλνονται μία λέξη κάθε φορά στην
κρυπτοσυσκευή ώστε να γίνει η κρυπτογράφηση. Τα κρυπτογραφημένα
δεδομένα στη συνέχεια στέλνονται στο DTS, όπου μετατρέπονται από
ψηφιακή μορφή σε αναλογικό ακουστικό σήμα. Το σήμα αυτό
κατευθύνεται στον εκπομπό όπου διαμορφώνει μια φέρουσα συχνότητα
και μέσω του συζεύκτη φτάνει στην κεραία από όπου και μεταδίδεται
στις υπόλοιπες μονάδες που συμμετέχουν στη ζεύξη.
Κατά την αντίστροφη διαδικασία της λήψης ενός σήματος, αρχικά
γίνεται αποδιαμόρφωση ώστε να απομονωθεί το ακουστικό σήμα από τη
φέρουσα συχνότητα. Στη συνέχεια το ακουστικό σήμα στέλνεται στο DTS
όπου μετατρέπεται σε δεδομένα ψηφιακής μορφής. Τα δεδομένα αυτά
αποκρυπτογραφούνται στην κρυπτοσυσκευή KG-40 και φτάνουν στο TDS
όπου τοποθετούνται σε μία μνήμη (buffer) στην οποία επεξεργάζονται
ώστε να ενημερωθεί η βάση δεδομένων με τα νέα στοιχεία. Η ροή των
δεδομένων κατά τη λήψη φαίνεται στο Σχήμα 2.3.
2.1.1.2 Το τακτικό σύστημα δεδομένων (Tactical Data System:
TDS)
Οι υπολογιστές TDS που χρησιμοποιεί το Πολεμικό Ναυτικό των
Η.Π.Α. είναι οι CP642A/B, AN/UYK-7, AN/UYK-43 (βλ. Σχήμα 2.4). Οι
λειτουργίες του TDS στα πλαίσια του Link-11 είναι:
1.Παροχή τακτικών ψηφιακών πληροφοριών στους συμμετέχοντες στο
δίκτυο.
2.Ανάκτηση και επεξεργασία της λαμβανόμενης τακτικής ψηφιακής
πληροφορίας από τους συμμετέχοντες στο δίκτυο.
Το λογισμικό του TDS εκτός από τη διατήρηση της βάσης δεδομένων,
ενημερώνει τις οθόνες του συστήματος και αντιδρά σε διάφορες
καταχωρήσεις του χειριστή. Είναι πολύ σημαντικό ο χειριστής να
θέτει σωστά τις διάφορες παραμέτρους που χρειάζεται το TDS διότι
διαφορετικά η ζεύξη θα υπολειτουργεί ή θα διακοπεί τελείως. Μια
τέτοια παράμετρος είναι το Σημείο Αναφοράς της ζεύξης δεδομένων
(Data Link Reference Point: DLRP). Το σημείο αυτό είναι ένα σταθερό
γεωγραφικό σημείο από το οποίο ένα μέλος (Participating Unit:
PU) της ζεύξης υπολογίζει τη σχετική θέση του καθώς και τις
τροχιές των διαφόρων στόχων που παρακολουθεί. Επίσης, με βάση αυτό
το σημείο αναφέρονται όλες οι τροχιές από όλα τα μέλη (PU) της
ζεύξης.
Σχήμα 2.3: Ροή των δεδομένων κατά τη λήψη
Μετά τη λήψη μιας πληροφορίας, αυτή πρέπει να συσχετιστεί με ήδη
υπάρχοντες πληροφορίες στη βάση δεδομένων. Είναι πολύ σημαντικό να
γίνει συσχέτιση των θέσεων των διάφορων στοιχείων της τακτικής
εικόνας που μεταδίδουν τα διάφορα μέλη της ζεύξης, ώστε ένας στόχος
να μην εμφανίζεται σε δύο ή περισσότερες διαφορετικές θέσεις στην
οθόνη ενός TDS.
Σχήμα 2.4: Υπολογιστές TDS που χρησιμοποιούνται από το Πολεμικό
Ναυτικό των Η.Π.Α.
Η διασύνδεση μεταξύ του TDS και του DTS ελέγχεται από το DTS.
Παρόλο που παρεμβάλλεται η κρυπτοσυσκευή, εκτός από την
κρυπτογράφηση των δεδομένων δεν επηρεάζει αλλιώς την διασύνδεση.
Υπάρχει τόσο παράλληλη, όσο και σειριακή διασύνδεση TDS και DTS.
Στα σκάφη επιφανείας χρησιμοποιείται η παράλληλη, όπου υπάρχουν 24
γραμμές για μετάδοση δεδομένων και 26 γραμμές για λήψη δεδομένων
από το TDS. Οι δύο επιπλέον γραμμές εισόδου αντιστοιχούν σε 2 bits
που προσθέτει το TDS σε κάθε εισερχόμενη λέξη και δείχνουν αν
υπάρχει λάθος στο μεταδιδόμενο μήνυμα (βλ. Σχήμα 2.5). Η σειριακή
διασύνδεση χρησιμοποιείται στα αεροσκάφη. Τα NTDS απορρίπτουν
διορθωμένα μηνύματα, ενώ τα ATDS επεξεργάζονται λανθασμένα μηνύματα
που έχουν διορθωθεί.
Σχήμα 2.5: Επεξήγηση των 2 bit που προστίθενται στα 24 bits
δεδομένων
2.1.1.3 Το Τερματικό Δεδομένων (Data Terminal Set: DTS)
Το DTS έχει σχεδιαστεί ως ένας διαμορφωτής/αποδιαμορφωτής
(modulator/demodulator: modem). Λειτουργεί μετακινώντας δεδομένα
μόνο κατά τη μία κατεύθυνση (half duplex), δηλαδή είτε στέλνει είτε
λαμβάνει. Σε περιπτώσεις όμως ελέγχου της σωστής λειτουργίας του
συστήματος στέλνει και λαμβάνει δεδομένα ταυτόχρονα (full duplex).
Συνολικά το DTS εκτελεί τις εξής λειτουργίες:
1.Μετατροπή σήματος από αναλογική σε ψηφιακή μορφή.
2.Μετατροπή σήματος από ψηφιακή σε αναλογική μορφή.
3.Ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων. Το DTS λαμβάνει τακτικά
δεδομένα με τη μορφή λέξης 24 bits από το TDS. Σε αυτά τα 24 bits
προσθέτει έναν κώδικα ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων των 6 bits
(Error Detection And Correction: EDAC). Τα επιπλέον bits
ονομάζονται aHaHHkajd;fj;adjf;a;sjdf;aj;Hamming bits. Η τιμή τoυς
βασίζεται στον έλεγχο της ισοτιμίας συγκεκριμένου συνδυασμού από τα
αρχικά 24 bits. Με τη χρήση του κώδικα Hamming επιτρέπεται ο
έλεγχος των λαθών στις λαμβανόμενες λέξεις. Εάν προκύψει λάθος ενός
μόνο bit, μπορεί να εντοπιστεί και να διορθωθεί.
4.Δημιουργία του ακουστικού σήματος. Η λέξη των 30 bits
χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση φάσης ακουστικών σημάτων τα οποία
μεταφέρονται στον HF ή UHF ασύρματο για μετάδοση από την
κεραία.
5. Έλεγχος του πρωτοκόλλου της ζεύξης δεδομένων. Το DTS παράγει
και αναγνωρίζει δεδομένα πρωτοκόλλου που ελέγχουν τον τύπο και το
πλήθος των μεταδόσεων της ζεύξης. Τα δεδομένα αυτά περιέχουν
κώδικες που δηλώνουν την έναρξη μιας εκπομπής, τη λήξη μιας
εκπομπής και τον αριθμό της επόμενης μονάδας που θα μεταδώσει.
6. Έλεγχος της διασύνδεσης με το TDS. Το DTS ενημερώνει το TDS
όταν έχει δεδομένα εισόδου και όταν θέλει δεδομένα εξόδου. Αυτό
γίνεται μέσω ενός μηχανισμού διακοπών. Οι κώδικες διακοπών και οι
λειτουργίες τους φαίνονται στο Σχήμα 2.6.
Σχήμα 2.6: Κώδικες του μηχανισμού διακοπών
Υπάρχουν οι εξής έξι δυνατοί τρόποι λειτουργίας του DTS:
1.Συγχρονισμός δικτύου (Net Synchronization).
2.Έλεγχος δικτύου (Net Test).
3.Εκφώνηση από κατάλογο (Roll Call).
4.Μικρής διάρκειας εκπομπή (Short Broadcast).
5.Εκπομπή (Broadcast).
6.Σιγή ασυρμάτου (Radio Silence).
Ο χειριστής του DTS μπορεί να καθορίσει τον τρόπο λειτουργίας
του DTS, τον χειρισμό των λαθών που προκύπτουν στα bits των λέξεων,
το ρυθμό μετάδοσης των δεδομένων κ.α. Οι παράμετροι που μπορεί να
θέσει ο χειριστής παρατίθενται στο Σχήμα 2.7.
Σχήμα 2.7: Παράμετροι που μπορεί να θέσει ο χειριστής του
DTS
Σχήμα 2.7(συνέχεια): Παράμετροι που μπορεί να θέσει ο χειριστής
του DTS
2.1.1.4 Οι ασύρματοι που χρησιμοποιούνται στη ζεύξη Link-11
Οι ασύρματοι έχουν τη δυνατότητα τόσο εκπομπής όσο και λήψης
δεδομένων. Στο Link-11 χρησιμοποιούνται δύο τύποι ασυρμάτων. Ο ένας
καλύπτει το φάσμα από 2 MHz ως 30 MHz στα HF και ο άλλος το φάσμα
από 225 MHz ως 400 MHz στα UHF. Οι συχνότητες των HF
χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία δικτύου όταν οι αποστάσεις των
μελών είναι από 25 ΝΜ ως 300 ΝΜ, ενώ οι συχνότητες των UHF όταν οι
αποστάσεις είναι μικρότερες από 25 ΝΜ. Οι ασύρματοι που
προορίζονται για χρήση στη ζεύξη Link-11 διαφέρουν από τους
ασυρμάτους που μεταδίδουν μόνο φωνή. Κύρια διαφορά αποτελεί η
γρήγορη μετάβαση από κατάσταση εκπομπής σε κατάσταση λήψης και
αντίστροφα.
Στους HF ασυρμάτους χρησιμοποιείται η διαμόρφωση πλάτους
(Amplitude Modulation: AM) κατά την οποία το πλάτος του φέροντος
μεταβάλλεται γύρω από μία μέση τιμή γραμμικά σε σχέση με το σήμα
διαμόρφωσης (το ακουστικό σήμα που δημιουργεί το DTS). Οι ασύρματοι
αυτοί μπορούν να εκτελέσουν διαμόρφωση διπλής πλευρικής ζώνης με
καταπιεσμένο φέρον (Double Side Band Suppressed Carrier: DSBSC),
διαμόρφωση απλής πλευρικής ζώνης με καταπιεσμένο φέρον (Single Side
Band Suppressed Carrier: SSBSC), διαμόρφωση ανεξάρτητης πλευρικής
ζώνης με καταπιεσμένο φέρον (Independent Side Band Suppressed
Carrier: ISBSC). Στη ζεύξη Link-11 χρησιμοποιείται η διαμόρφωση
ISBSC, με την οποία μεταδίδονται και η άνω και η κάτω πλευρική
ζώνη. Το φέρον απαλείφεται διότι είναι πλήρως ανεξάρτητο από το
σήμα πληροφορίας, οπότε η μετάδοσή του αποτελεί απώλεια ισχύος.
Στους UHF ασυρμάτους χρησιμοποιείται η διαμόρφωση συχνότητας
(Frequency Modulation: FM) κατά την οποία η απόκλιση συχνότητας του
φέροντος μεταβάλλεται γραμμικά με το σήμα διαμόρφωσης. Η μέθοδος
αυτή διαμόρφωσης είναι πιο ανθεκτική στις παρεμβολές από την
διαμόρφωση πλάτους. Κατά τη διαδικασία της αποδιαμόρφωσης στο
δέκτη, η πληροφορία εξάγεται από τη συχνότητα και όχι από το πλάτος
της κυματομορφής. Στο Σχήμα 2.8 φαίνεται η ΑΜ και η FM διαμόρφωση
μιας κυματομορφής.
Σχήμα 2.8: AM και FM διαμόρφωση μιας κυματομορφής
2.1.1.5 Η ροή των δεδομένων στη ζεύξη Link-11
Η ροή των δεδομένων κατά την εκπομπή παρουσιάζεται στο Σχήμα
2.9. Τα 24 bits δεδομένων κρυπτογραφούνται στην κρυπτοσυσκευή και
φτάνουν στο DTS. Εκεί προστίθενται τα 6 Hamming bits για λόγους
διόρθωσης σφαλμάτων. Έτσι, 30 bits διαμορφώνουν κατά φάση 15 απλούς
τόνους, οι οποίοι προστίθενται με έναν αδιαμόρφωτο τόνο 605 Hz και
σχηματίζουν το σήμα εξόδου του DTS. Από το σήμα αυτό παίρνουμε την
άνω πλευρική ζώνη (Upper Side Band: USB) και την κάτω πλευρική ζώνη
(Lower Side Band: LSB). Στην περίπτωση των HF και οι δύο ζώνες
μεταδίδονται ως ανεξάρτητες πλευρικές ζώνες του κατά πλάτος
διαμορφωμένου φέροντος. Στην περίπτωση των UHF το USB σήμα
μεταδίδεται με το κατά συχνότητα διαμορφωμένο φέρον.
Σχήμα 2.9: Αναλυτική ροή των δεδομένων κατά την εκπομπή
Η ροή των δεδομένων κατά την διάρκεια της λήψης φαίνεται στο
Σχήμα 2.10. Το εκπεμπόμενο σήμα λαμβάνεται από την κεραία και
φτάνει στον ασύρματο. Στην περίπτωση των HF και οι δύο πλευρικές
ζώνες αποδιαμορφώνονται από το φέρον, ενώ στα UHF αποδιαμορφώνεται
μόνο η USB. Τα αποδιαμορφωμένα ακουστικά σήματα εισάγονται στο DTS
και αποκωδικοποιούνται σε 30 bits ψηφιακών δεδομένων με βάση τη
φάση καθενός από τους 15 τόνους. Επιλέγονται τα 30 bits από τη μία
ζώνη και εξετάζονται τα 6 Hamming bits. Στα 24 bits του μηνύματος
προστίθενται 2 bits που δείχνουν αν υπάρχει λάθος και τελικά, μετά
την αποκρυπτογράφηση, φτάνουν στο TDS.
2.1.2 Το ακουστικό σήμα του Link-11
Το ακουστικό σήμα του Link-11 παράγεται από το DTS. Περιέχει
πληροφορίες ελέγχου του δικτύου και τα ψηφιακά δεδομένα που
μοιράζονται οι τακτικοί υπολογιστές.
Σχήμα 2.10: Αναλυτική ροή των δεδομένων κατά τη λήψη
2.1.2.1 Δομή του πλαισίου (frame)
Τα ακουστικά σήματα χωρίζονται στις ακολουθίες συγχρονισμού
(preamble signal) και στις ακολουθίες δεδομένων (data signal). Όλα
τα σήματα αποτελούνται από πλαίσια (frames). Το Link-11 υποστηρίζει
δύο χρόνους πλαισίου, οι οποίοι καθορίζονται από το ρυθμό μετάδοσης
δεδομένων. Υπάρχει ο γρήγορος ρυθμός (fast data rate) κατά τον
οποίο μεταδίδονται 75 πλαίσια/sec και ο αργός ρυθμός (slow data
rate) κατά τον οποίο μεταδίδονται 45,45 πλαίσια/sec. Ο χρόνος
πλαισίου στην περίπτωση του γρήγορου ρυθμού μετάδοσης είναι 1/75
sec ή 13,33 msec, ενώ στην περίπτωση του αργού ρυθμού είναι 1/45,45
sec ή 22msec. Σε κάθε πλαίσιο περιέχονται 30 bits, οπότε κατά την
εκπομπή δεδομένων με το γρήγορο ρυθμό έχουμε 75 Χ 30 bits ή 2250
bps, ενώ κατά την εκπομπή δεδομένων με τον αργό ρυθμό έχουμε 45,45
Χ 30 bits ή 1364 bps περίπου.
Ως διάστημα ολοκλήρωσης (integration interval) ορίζεται το
χρονικό διάστημα στο κέντρο του πλαισίου κατά το οποίο τα δεδομένα
έχουν σταθεροποιηθεί. Σ' αυτή τη χρονική περίοδο λαμβάνονται τα
δεδομένα για επεξεργασία. Το διάστημα ολοκλήρωσης για το γρήγορο
ρυθμό μετάδοσης είναι 9,09 msec, ενώ για τον αργό ρυθμό υπάρχουν
δύο διαστήματα: 9,09 msec και 18,18 msec. Τα διαστήματα αυτά
καλούνται 1364S (Short) και 1364L (Long) αντίστοιχα. Το διάστημα
1364L επιτρέπει επεξεργασία του διπλάσιου σήματος, οπότε αυξάνεται
κατά 3 dB ο λόγος σήματος θορύβου. Τα διαστήματα ολοκλήρωσης
φαίνονται στο Σχήμα 2.11.
Σχήμα 2.11: Τα διαστήματα ολοκλήρωσης
Η ακολουθία συγχρονισμού (preamble) αποτελεί σύνθεση δύο απλών
τόνων, μιας ημιτονοειδούς κυματομορφής συχνότητας 605 Hz και μιας
ημιτονοειδούς κυματομορφής συχνότητας 2915 Hz. Η φάση του τόνου των
2915 Hz μεταβάλλεται περιοδικά κατά 180°. Ο χρόνος μεταξύ αυτών των
αλλαγών, κατά τη διάρκεια του οποίου η φάση διατηρείται σταθερή,
καθορίζεται από το ρυθμό μετάδοσης δεδομένων και καλείται πλαίσιο
(frame). Ο τόνος των 2915 Hz καλείται τόνος συγχρονισμού διότι η
μετατόπιση φάσης του χρησιμοποιείται από όλα τα DTS για να
καθορίσουν ακριβώς τα όρια του πλαισίου και να συγχρονιστούν μ'
αυτά. Ο τόνος των 605 Hz χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της
εμφάνισης ή όχι μετατόπισης Doppler στο εκπεμπόμενο σήμα και
καλείται τόνος Doppler.
Σχήμα 2.12: Ισχύς των τόνων συγχρονισμού και Doppler
Η ισχύς του τόνου Doppler πρέπει να είναι κατά 6 db μεγαλύτερη
από την ισχύ του τόνου συγχρονισμού (βλ. Σχήμα 2.12). Κατά τη
διάρκεια εκπομπής της ακολουθίας συγχρονισμού και στους δύο τόνους
δίνεται το διπλάσιο του κανονικού τους πλάτους ή το τετραπλάσιο της
κανονικής τους ισχύος. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνονται τα
εξής:
1. Ευκολότερη αναγνώριση του σήματος μέσα σε περιβάλλον
θορύβου.
2.Η ισχύς στους δύο τόνους της ακολουθίας συγχρονισμού είναι
περίπου ίση με τη συνολική ισχύ των 16 τόνων της ακολουθίας
δεδομένων.
Η ακολουθία δεδομένων (data signal) αποτελεί ακουστικό σήμα,
σύνθεση 16 απλών τόνων, των οποίων οι συχνότητες είναι περιττές
αρμονικές των 55 Ηz. Οι συγκεκριμένοι τόνοι παρουσιάζονται στο
Σχήμα 2.13. Δεκαπέντε από αυτούς χρησιμοποιούνται για την
κωδικοποίηση δυαδικών δεδομένων. Η φάση κάθε τόνου αντιπροσωπεύει 2
bits δεδομένων και διατηρείται σταθερή κατά τη διάρκεια ενός
πλαισίου. Στο τέλος του πλαισίου μετατοπίζεται στη νέα της τιμή και
διατηρείται σταθερή ως το επόμενο πλαίσιο. Ο 16ος τόνος είναι ο
τόνος των 605 Hz. Όπως και στις ακολουθίες συγχρονισμού, ο τόνος
των 605 Hz διατηρεί σταθερή φάση σε όλη τη διάρκεια της εκπομπής
και η ισχύς του είναι κατά 6 dB μεγαλύτερη από τις ισχείς των τόνων
δεδομένων (βλ. Σχήμα 2.14).
2.1.2.2 Κωδικοποίηση δεδομένων
Η μέθοδος κωδικοποίησης της πληροφορίας που μεταδίδεται στη
ζεύξη Link-11 είναι η διαφορική ορθογωνική μεταλλαγή μετατόπισης
φάσης (differential quadrature phase shift keying). Κατά την
διάρκεια ενός πλαισίου, κάθε συχνότητα έχει μία συγκεκριμένη φάση.
Η φάση αυτή μεταβάλλεται με την έναρξη του επόμενου πλαισίου. Η
διαφορά φάσης που παρατηρείται καθορίζει την τιμή ενός αριθμού 2
bits. Υπάρχουν τέσσερις δυνατοί συνδυασμοί: 00, 01, 10 και 11. Κάθε
συνδυασμός αντιστοιχεί σε διαφορά φάσης ίση με 135°, 225°, 45°,
315° αντίστοιχα. Κάθε μία από αυτές τις γωνίες δηλώνει το κέντρο
του αντίστοιχου τεταρτημορίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.15, οπότε
σε κάθε τεταρτημόριο αντιστοιχεί ένας δυαδικός αριθμός των 2 bits.
Οποιαδήποτε λοιπόν διαφορά φάσης, μπορεί να αντιστοιχιστεί με
κάποια τιμή του δυαδικού αριθμού.
Σχήμα 2.13: Η ακολουθία δεδομένων αποτελεί σύνθεση 16 απλών
τόνων
Με τον παραπάνω τρόπο κωδικοποίησης, μια λανθασμένη διαφορά
φάσης μέχρι και 44°, δεν προκαλεί λάθος ενός bit, διότι η γωνία θα
παραμείνει στο ίδιο τεταρτημόριο, οπότε θα αντιστοιχιστεί σ' αυτή ο
ίδιος δυαδικός αριθμός. Σφάλμα στη διαφορά φάσης μεγαλύτερο από 45°
και μικρότερο από 135° θα οδηγήσει τη γωνία σε διπλανό
τεταρτημόριο. Οι τιμές όμως των δυαδικών αριθμών έχουν ανατεθεί στα
τεταρτημόρια έτσι ώστε μετατόπιση της γωνίας σε διπλανό
τεταρτημόριο να οδηγεί σε σφάλμα ενός μόνο bit.
Σχήμα 2.14: Ισχείς του τόνου των 605 Hz και των τόνων
δεδομένων
Σχήμα 2.15: Μέθοδος κωδικοποίησης δεδομένων
2.1.2.3 Σύσταση μεταδιδόμενων μπλοκ
Τα μεταδιδόμενα μπλοκ (blocks) στη ζεύξη Link-11 αποτελούνται
από ακολουθίες συγχρονισμού, πλαίσια αναφοράς φάσης (phase
reference), πλαίσια κωδικών ελέγχου (control codes), πλαίσια
κρυπτογράφησης (cryptons) και πλαίσια δεδομένων.
Οι ακολουθίες συγχρονισμού, όπως έχει ήδη αναφερθεί αποτελούνται
από έναν τόνο των 605 Hz και έναν τόνο των 2915 Ηz. Κάθε μετάδοση
αρχίζει πάντα με πέντε πλαίσια ακολουθίας συγχρονισμού (preamble
frames).
Το πλαίσιο που ακολουθεί τις ακολουθίες συγχρονισμού καλείται
πλαίσιο αναφοράς φάσης (phase reference frame). Παρέχει τη φάση
αναφοράς για κάθε έναν από τους τόνους των επόμενων πλαισίων
δεδομένων. Η διαφορά μεταξύ της φάσης ενός τόνου στο πλαίσιο
αναφοράς φάσης και της φάσης του ίδιου τόνου στο αμέσως επόμενο
πλαίσιο, καθορίζει τη μεταβολή της φάσης για τον τόνο αυτό. Υπάρχει
μόνο ένα πλαίσιο αναφοράς φάσης σε κάθε μετάδοση. Κάθε επόμενο
πλαίσιο δεδομένων ενεργεί ως πλαίσιο αναφοράς φάσης για το πλαίσιο
που το ακολουθεί.
Ο τρόπος λειτουργίας της ζεύξης καθορίζεται από τους κώδικες
ελέγχου (control codes). Ένας κώδικας ελέγχου είναι μια ακολουθία
δύο πλαισίων. Οι 15 τόνοι δεδομένων επιτρέπουν την κωδικοποίηση 30
bits πληροφορίας (2 bits σε κάθε τόνο) σε κάθε πλαίσιο. Στους
κώδικες ελέγχου δεν υπάρχουν Hamming bits και μπορούν να
αναγνωριστούν ακόμη και με τέσσερα εσφαλμένα bits σε κάθε πλαίσιο.
Οι κώδικες ελέγχου στη ζεύξη Link-11 είναι: κωδικός έναρξης (start
code), κωδικός λήξης αναφοράς (picket stop code), κωδικός λήξης
ελέγχου (control stop code) και οι κωδικοί διευθύνσεων των
συμμετεχόντων στη ζεύξη μελών (PU address codes).
Ο κωδικός έναρξης ακολουθεί το πλαίσιο αναφοράς φάσης και
προσδιορίζει την έναρξη πλαισίων δεδομένων. Η αναγνώριση του από το
DTS προκαλεί την έκδοση διακοπής Prepare to Receive προς το TDS. Αν
ένας κωδικός έναρξης δεν ληφθεί από το DTS του σταθμού που ελέγχει
το δίκτυο σε χρόνο 15 πλαισίων από την αίτηση (callup), ο σταθμός
θα απευθυνθεί για δεύτερη φορά στη μονάδα. Ο κωδικός έναρξης έχει
τιμή:
74506040775467322342
όπου κάθε ψηφίο αντιστοιχεί σε 3 bits. Ο κωδικός λήξης αναφοράς
σημειώνει το τέρμα των δεδομένων ενός PU. Η αναγνώρισή του από το
DTS προκαλεί την έκδοση διακοπής End of Recieve προς το TDS. Πρέπει
να σημειωθεί όμως ότι χρειάζονται και τα δύο πλαίσια για την
αναγνώριση του κωδικού. Έτσι, το πρώτο πλαίσιο θα περάσει στο TDS
ως πλαίσιο δεδομένων πριν εκδοθεί η διακοπή End of Receive. Ο
κωδικός λήξης αναφοράς έχει τιμή:
77777777777777777777
Ο κωδικός λήξης ελέγχου μεταδίδεται μόνο από το σταθμό που
ελέγχει το δίκτυο και σημειώνει το τέλος των δικών του δεδομένων.
Ακολουθείται από τον κώδικα διεύθυνσης της επόμενης μονάδας που θα
μεταδώσει. Η αναγνώρισή του από το DΤS προκαλεί επίσης την έκδοση
διακοπής End of Receive προς το TDS. Ο κωδικός λήξης ελέγχου έχει
τιμή:
00000000000000000000
Ο κωδικός διεύθυνσης καθορίζει ποια μονάδα μεταδίδει στη
συνέχεια. Υπάρχουν 62 κώδικες διευθύνσεων, ο καθένας από τους
οποίους αντιστοιχεί σε μία μονάδα (PU) του δικτύου. Στο Σχήμα 2.16
παραθέτονται όλοι οι κώδικες διευθύνσεων του Link-11.
Μεταξύ του κωδικού έναρξης και του κωδικού λήξης, τοποθετούνται
τα πλαίσια δεδομένων που πηγάζουν από το TDS. Σε κάθε πλαίσιο
δεδομένων του TDS παρέχει 24 bits πληροφορίας. Τα υπόλοιπα 6 bits
αποτελούν τον κώδικα ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων (βλ. Σχήμα
2.17). Κατά τη διάρκεια της λήψης, τα 6 Hamming bits αφαιρούνται
και η κατάστασης σφαλμάτων απεικονίζεται με 2 bits που μαζί με τα
24 bits πληροφορίας περνούν στο TDS.
Το πρώτο πλαίσιο μετά τον κωδικό έναρξης στην πραγματικότητα
δημιουργείται μέσα στην κρυπτoσυσκευή KG-40 και ονομάζεται πλαίσιο
κρυπτογράφησης. Δίνεται στο DTS ενώ το πρώτο πλαίσιο δεδομένων
κρυπτογραφείται. Στη συνέχεια το πρώτο πλαίσιο δεδομένων δίνεται
στο DTS ενώ το δεύτερο πλαίσιο κρυπτογραφείται κ.ο.κ. Με τον τρόπο
αυτό, τα δεδομένα οδηγούνται από το TDS στο DTS.
Σχήμα 2.16: Κώδικες διευθύνσεων του Link-11
Σχήμα 2.17: Μορφή του πλαισίου δεδομένων
2.1.2.4 Τρόποι λειτουργίας
Όπως έχει ήδη αναφερθεί, υπάρχουν έξι τρόποι λειτουργίας του
Link-11 που επιλέγονται από το DTS: συγχρονισμός δικτύου, έλεγχος
δικτύου, εκφώνηση από κατάλογο, μικρής διάρκειας εκπομπή, εκπομπή
και σιγή ασυρμάτου.
Κατά τον συγχρονισμό δικτύου (Net Synchronization), έχουμε
συνεχή μετάδοση ακολουθιών συγχρονισμού (preambles). Η έναρξη και η
λήξη αυτού του τρόπου λειτουργίας γίνεται από το χειριστή του
συστήματος (βλ. Σχήμα 2.18). Επιχειρησιακά, χρησιμοποιείται ως
πρώτο βήμα για την επιβεβαίωση της επικοινωνίας μεταξύ των
μονάδων.
Σχήμα 2.18: Δομή της μετάδοσης κατά το συγχρονισμό του δικτύου
(Net Synchronization)
Η μετάδοση, κατά τον έλεγχο δικτύου (Net Test) αρχίζει με πέντε
πλαίσια ακολουθίας συγχρονισμού, ένα πλαίσιο αναφοράς φάσης και ένα
επαναλαμβανόμενο σχήμα 21 πλαισίων, που μεταδίδεται συνεχώς μέχρι
την παρέμβαση του χειριστή του συστήματος (βλ. Σχήμα 2.19). Με τον
έλεγχο δικτύου ελέγχονται τα κυκλώματα αναγνώρισης κωδικών ελέγχου
του DTS. Η δομή της μετάδοσης κατά τον έλεγχο δικτύου φαίνεται στο
Σχήμα 2.20.
Σχήμα 2.19: Επαναλαμβανόμενη μετάδοση 21 λέξεων κατά τον έλεγχο
δικτύου
Σχήμα 2.20: Δομή της μετάδοσης κατά τον έλεγχο του δικτύου (Net
Test)
Ο κανονικός τρόπος λειτουργίας του Link-11 είναι η εκφώνηση από
κατάλογο (Roll Call). Σε αυτό τον τρόπο λειτουργίας ένα μέλος του
δικτύου ορίζεται ως Σταθμός Ελέγχου του Δικτύου (Net Control
Station: NCS) και κάθε άλλο μέλος μεταδίδει μόνο όταν η διεύθυνσή
του αναφερθεί από το NCS. Το DTS του NCS προσδιορίζει τη σειρά με
την οποία τα μέλη του δικτύου καλούνται να εκπέμψουν. Κάθε μέλος
εκπέμπει δεδομένα μόνο όταν καλείται και κατά το υπόλοιπο χρονικό
διάστημα λαμβάνει δεδομένα από τα μέλη του δικτύου. Αν ένα μέλος,
ενώ κληθεί δεν απαντήσει, ο NCS θα απευθυνθεί δεύτερη φορά σ' αυτό.
Αν πάλι δεν υπάρχει απόκριση, θα προχωρήσει στο επόμενο μέλος. Όταν
ο κύκλος ολοκληρωθεί, ο Σταθμός Ελέγχου μεταδίδει τις δικές του
πληροφορίες. Με τον τρόπο αυτό τα τακτικά δεδομένα ανταλλάσσονται
μεταξύ των μελών του δικτύου. Η λειτουργία του DTS μετά την έναρξη
είναι αυτόματη, δεν χρειάζεται την παρέμβαση του χειριστή. Οι τύποι
μεταδόσεων που προκύπτουν κατά την εκφώνηση με κατάλογο είναι η
κλήση του NCS, η απάντηση στην κλήση και η αναφορά του NCS. Το
Σχήμα 2.21 δείχνει τη δομή των τριών παραπάνω τύπων μεταδόσεων.
Η μικρής διάρκειας εκπομπή (Short Broadcast) αποτελεί μετάδοση
ενός μόνο μπλοκ σε όλα τα μέλη του δικτύου είτε από τον NCS, είτε
από οποιοδήποτε άλλο μέλος. Ενεργοποιείται από το χειριστή του DTS
και η δομή της είναι ίδια με τη δομή της απάντησης στην κλήση του
NCS (βλ. Σχήμα 2.22). Η εκπομπή (Broadcast) αποτελεί συνεχή σειρά
μικρής διάρκειας εκπομπών που διαχωρίζονται μεταξύ τους από δύο
κενά πλαίσια (βλ. Σχήμα 2.23). Η σιγή ασυρμάτου (Radio Silence)
είναι η απουσία οποιασδήποτε μετάδοσης. Ένα μέλος του δικτύου που
βρίσκεται σε σιγή ασυρμάτου λαμβάνει δεδομένα από άλλα μέλη, αλλά
δεν αποκρίνεται σε κλήση του NCS.
Σχήμα 2.21: Δομή των τριών τύπων μεταδόσεων κατά την εκφώνηση
από κατάλογο (Roll Call)
Σχήμα 2.22: Δομή της μετάδοσης κατά την μικρής διάρκειας εκπομπή
(Short Broadcast)
Σχήμα 2.23: Δομή της μετάδοσης κατά την εκπομπή (Broadcast)
2.1.3 Διεύθυνση (Management) του δικτύου
Η διεύθυνση του δικτύου αφορά τη δραστηριότητα της σχεδίασης,
παρακολούθησης και ρύθμισης των παραμέτρων και των λειτουργιών
εντός του δικτύου. Στόχος της διεύθυνσης του δικτύου του δικτύου
είναι η παροχή συνοχής και ρυθμού μετάδοσης δεδομένων απαραίτητου
για την εφαρμογή της στρατηγικής που έχει επιλεγεί. Έτσι, ξεκινά
πριν την ενεργοποίηση του δικτύου και συνεχίζει και μετά τον
τερματισμό του. Στην παράγραφο αυτή θα αναφερθεί η σχέση της
διεύθυνσης του δικτύου με την εγκαθίδρυση και διατήρηση της
επικοινωνίας μεταξύ των μελών του δικτύου. Θέματα όπως η επιλογή
συχνότητας, η επιλογή του NCS, η μεγιστοποίηση του ρυθμού μετάδοσης
δεδομένων σχετίζονται με τη διεύθυνση του δικτύου.
2.1.3.1 Επιλογή του Σταθμού Ελέγχου του Δικτύου
Ο Σταθμός Ελέγχου του Δικτύου (NCS) είναι ο κεντρικός ελεγκτής
του δικτύου Link-11. Η επικοινωνία όλων των μελών με τον NCS είναι
μεγάλης σπουδαιότητας. Αν μια μονάδα δεν αναγνωρίσει τη διεύθυνσή
της στα διάφορα μηνύματα που λαμβάνει, δεν θα μεταδώσει ποτέ. Ο
βαθμός της επικοινωνίας μεταξύ των μονάδων καλείται συνοχή
(connectivity). Τέλεια συνοχή υπάρχει όταν όλες οι μονάδες
ανταλλάσσουν τακτικά δεδομένα με ακρίβεια. Ο βαθμός της συνοχής
εξαρτάται από την απόδοση των χρησιμοποιούμενων εξαρτημάτων, από τα
χαρακτηριστικά διάδοσης της RF ακτινοβολίας και την απόσταση.
Επομένως, βασικά ζητήματα στην επιλογή του NCS είναι η χρήση
κατάλληλου εξοπλισμού και η θέση του NCS σε σημείο που να
επικοινωνεί με όλες τις άλλες μονάδες του δικτύου. Κάθε μέλος
λοιπόν του δικτύου οφείλει να ελέγχει τακτικά τον εξοπλισμό του
Link-11 που διαθέτει, ώστε να λειτουργεί με τη μέγιστη απόδοση.
2.1.3.2 Επιλογή της συχνότητας
Παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή και τη δυνατότητα χρήσης
συχνοτήτων για τη ζεύξη Link-11 είναι:
1.Περιορισμένος αριθμός διαθέσιμων καθορισμένων για το Link-11
συχνοτήτων.
2.Συμφόρηση στη ζώνη των 2-6 MHz.
3.Χαρακτηριστικά διάδοσης των ραδιοκυμάτων κατά τη διάρκεια της
ημέρας ή της νύχτας.
4.Αριθμός ηλιακών κηλίδων (Sun Spot Number: SSN)
5.Αλληλεπίδραση της χρησιμοποιούμενης συχνότητας με συχνότητα
που χρησιμοποιούν άλλα συστήματα στις μονάδες.
Η απόσταση κάλυψης εξαρτάται από τη συχνότητα. Π.χ. ένας πομπός
ισχύος 1000 Watt στα 2 MHz θα επιτρέπει απόσταση κάλυψης μεγαλύτερη
των 350 ΝΜ, ενώ ο ίδιος πομπός στα 30 ΜΗz θα καλύπτει απόσταση 90
ΝΜ. Επειδή η ζώνη των 2-6 MHz επιτρέπει μεγάλη κάλυψη
χρησιμοποιείται από το Link-11. H απόσταση κατά την οποία κινούνται
τα ραδιοκύματα επηρεάζεται από την ιονόσφαιρα. Κατά τη διάρκεια της
ημέρας η ιονόσφαιρα γίνεται πιο πυκνή, με το χαμηλότερο στρώμα να
βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της γης. Κατά την διάρκεια της
νύχτας η πυκνότητα της ιονόσφαιρας ελαττώνεται και το χαμηλότερο
στρώμα της βρίσκεται μακρύτερα από την επιφάνεια της γης (βλ. Σχήμα
2.24). Άρα, τα HF κύματα διανύουν μικρότερη απόσταση κατά τη
διάρκεια της ημέρας από ότι κατά τη διάρκεια της νύχτας. Στο Σχήμα
2.25 υπάρχει η γραφική παράσταση της χρησιμοποιούμενης συχνότητας
σε συνάρτηση με τις ώρες του εικοσιτετραώρου. Η ηλιακή
δραστηριότητα ανάλογα με την έντασή της, μπορεί να επηρεάσει μόνο
μια ζώνη συχνοτήτων ή να διακόψει τελείως τις RF επικοινωνίες σε
όλες τις συχνότητες.
Σχήμα 2.24: Διάδοση HF κυμάτων κατά τη διάρκεια ημέρας και
νύχτας
Σχήμα 2.25: Χρησιμοποιούμενη συχνότητα σε συνάρτηση με τις ώρες
του εικοσιτετραώρου
2.1.3.3 Χρόνος κύκλου δικτύου (Net Cycle Time : NCT)
Ο χρόνος κύκλου δικτύου, όπως μετράται από τον ΝCS, ισούται με
το χρόνο που χρειάζεται ο NCS για να καλέσει όλα τα μέλη του
δικτύου. Το ίδιο μέγεθος, όπως μετράται από ένα μέλος του δικτύου,
ισούται με το χρόνο μεταξύ δύο διαδοχικών ευκαιριών μετάδοσης που
δίνονται σε αυτό το μέλος του δικτύου. Ο ΝCT που μετράται από ένα
μέλος μπορεί να διαφέρει από τον NCT που μετράται από ένα άλλο
μέλος του δικτύου καθώς και από τον NCT του δικτύου. Ο χρόνος
κύκλου δικτύου που μετράται από κάθε μέλος θα είναι ίδιος μόνο στην
περίπτωση που ο NCS απευθύνεται σε κάθε μονάδα μόνο μία φορά κατά
τη διάρκεια ενός κύκλου. Αν μια μονάδα καλείται από τον NCS δύο
φορές στη διάρκεια ενός κύκλου, τότε αυτή η μονάδα θα υπολογίσει
χρόνο κύκλου δικτύου μισό από τον NCT των άλλων μελών του δικτύου
και αρκετά μικρότερο από τον πραγματικό χρόνο που απαιτείται για τη
σάρωση όλων των μελών από τον NCS.
Παράγοντες που επηρεάζουν το χρόνο κύκλου δικτύου είναι:
1.Το πλήθος των μελών του δικτύου.
2.Το πλήθος των μελών του δικτύου που αποκρίνονται στην αρχική
κλήση.
3.Το πλήθος των μελών του δικτύου που αποκρίνονται στη δεύτερη
κλήση.
4.Το πλήθος των μελών του δικτύου που δεν αποκρίνονται σε καμία
κλήση.
5.Το ποσό των δεδομένων που κάθε μέλος μεταδίδει.
Με σκοπό την όσο γίνεται συχνότερη ανανέωση των πληροφοριών που
δίνουν τα μέλη του δικτύου, κάθε μέλος πρέπει να μεταδίδει όσο
γίνεται συχνότερα, οπότε πρέπει να μειώσει το χρόνο κύκλου δικτύου.
Η μείωση του NCT επιτυγχάνεται με μεταβολή είτε του πλήθους των
μελών που σαρώνονται από τον NCS, είτε του ποσού των δεδομένων που
εκπέμπει κάθε μονάδα. Εκτός από τα μεταδιδόμενα δεδομένα, μεγάλο
τμήμα του NCT καταλαμβάνουν τα πλαίσια ακολουθίας συγχρονισμού τα
πλαίσια αναφοράς φάσης και οι κώδικες ελέγχου. Αυτά όμως καθορίζουν
λειτουργίες του δικτύου και δεν μπορούν να παραληφθούν ή να
μετατραπούν. Ο NCT ελαχιστοποιείται όταν όλα τα μέλη του δικτύου
αποκρίνονται στην πρώτη κλήση του NCS. Κάθε μέλος που δεν
αποκρίνεται στην πρώτη κλήση μπορεί να απομακρυνθεί από τον
κατάλογο των μονάδων που σαρώνονται από τον NCS. Εξάλλου, για να
λάβει ένα μέλος δεδομένα δεν χρειάζεται να κληθεί από τον NCS.
2.1.3.4 Αποδοτικότητα του δικτύου
Για κάθε δίκτυο που περιέχει συγκεκριμένο αριθμό μελων τα οποία
ανταλλάσσουν συγκεκριμένο όγκο δεδομένων, υπάρχει ένας ελάχιστος
χρόνος κύκλου δικτύου. Ο ελάχιστος αυτός χρόνος υποθέτει ότι κάθε
μέλος αποκρίνεται στην πρώτη κλήση του NCS. Για κάθε μέλος του
δικτύου, υπάρχει ένας χρόνος μεταλλαγής του συστήματος από πομπό σε
δέκτη. Θεωρώντας αυτό το χρόνο διάρκειας δύο πλαισίων, το πλήθος
των πλαισίων της επικεφαλίδας (Overhead: O), δηλαδή των πλαισίων
που μεταδίδονται αλλά δεν περιέχουν δεδομένα, υπολογίζεται ως
εξής:
ΚΛΗΣΗ
ΑΠΟΚΡΙΣΗ
ΑΝΑΦΟΡΑ NCS
ΜΕΤΑΛΛΑΓΗ
2
ΜΕΤΑΛΛΑΓΗ
2
ΜΕΤΑΛΛΑΓΗ
2
ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΥ
5
ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΥ
5
ΑΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΥ
5
ΑΝΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ
1
ΑΝΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ
1
ΑΝΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ
1
ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ
2
ΚΩΔΙΚΟΣ ΕΝΑΡΞΗΣ
2
ΚΩΔΙΚΟΣ ΕΝΑΡΞΗΣ
2
ΚΡΥΠΤΟΓΡΑΦΗΣΗ
1
ΚΡΥΠΤΟΓΡΑΦΗΣΗ
1
ΚΩΔΙΚΟΣ ΛΗΞΗΣ
2
ΚΩΔΙΚΟΣ ΛΗΞΗΣ
2
ΚΩΔΙΚΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ
2
ΣΥΝΟΛΟ
10
13
15
Για κάθε καλούμενο μέλος λοιπόν, υπάρχει επικεφαλίδα 23
πλαισίων. Επιπλέον, μια φορά σε κάθε κύκλο έχουμε άλλα 15 πλαίσια
για την αναφορά του NCS (5 περισσότερα από την κλήση). Το πλήθος
λοιπόν των πλαισίων επικεφαλίδας για ένα δίκτυο με Ν μέλη δίνεται
από τη σχέση:
O = 23
N + 5
Έστω D το συνολικό πλήθος των πλαισίων δεδομένων που
μεταδίδονται σε κάθε κύκλο από όλα τα μέλη του δικτύου. Το σύνολο
λοιπόν των μεταδιδομένων σε κάθε κύκλο πλαισίων είναι Ο+D. Έτσι, το
ποσοστό % των δεδομένων είναι:
% Δεδομένα =
D
O
D
+
EMBED Equation.3
100
´
Στο Σχήμα 2.26 φαίνεται η γραφική παράσταση του % ποσοστού
δεδομένων σε συνάρτηση με τον αριθμό των μελών του δικτύου,
θεωρώντας το D ίσος με 150 πλαίσια. Με το γρήγορο ρυθμό μετάδοσης
δεδομένων, μεταδίδονται 75 πλαίσια σε κάθε δευτερόλεπτο. Άρα ο NCT
μπορεί να δοθεί από τη σχέση:
NCT =
=
+
75
D
O
EMBED Equation.3
75
D
5
N
23
+
+
´
Σχήμα 2.26: Ποσοστό δεδομένων σε συνάρτηση με τον αριθμό των
μελών του δικτύου
Λύνοντας την εξίσωση αυτή με τιμές των Ν και D που δίνουν NCT
ίσο με 1 sec, 2 sec κτλ., έχουμε τις καμπύλες σταθερού NCT που
φαίνονται στο Σχήμα 2.27. Γνωρίζοντας το συνολικό αριθμό των
πλαισίων δεδομένων που ανταλλάσσονται σε έναν κύκλο δικτύου, είναι
δυνατό με βάση το διάγραμμα του Σχήματος 2.27 να προσδιοριστεί η
επίδραση της προσθαφαίρεσης μελών του δικτύου στον NCT. Το
διάγραμμα επιτρέπει επίσης τον υπολογισμό ενός ποσοτικού μεγέθους,
της αποδοτικότητας του δικτύου (net efficiency). Αποδοτικό
ονομάζεται το δίκτυο όπου κάθε μέλος αποκρίνεται αμέσως σε κάθε
κλήση του NCS. Στην περίπτωση που δεν υπάρχουν σφάλματα σε bits
δεδομένων η αποδοτικότητα ορίζεται σύμφωνα με την παρακάτω
σχέση:
% Αποδοτικότητα =
NCT
ραγματικός
NCT
Ελάχιστος
P
100
´
(χωρίς σφάλματα bits)
Η μέτρηση αυτή της αποδοτικότητας είναι ανεξάρτητη του αριθμού
των μελών του δικτύου και του ποσού των δεδομένων που
ανταλλάσσονται. Προϋποθέτει όμως την ορθότητα των bits δεδομένων.
Στην περίπτωση ύπαρξης σφαλμάτων στα bits δεδομένων, η
αποδοτικότητα δίνεται από τη σχέση:
% Αποδοτικότητα =
Δεδομένα
%
Θεωρητικά
Δεδομένα
%
Πραγματικά
EMBED Equation.3
´
100
Σχήμα 2.27: Καμπύλες σταθερού NCT
2.1.4 Λειτουργία του Link-11 σε αεροσκάφη
Αεροσκάφη της Πολεμικής Αεροπορίας και του Πολεμικού Ναυτικού
των Η.Π.Α. έχουν την δυνατότητα επικοινωνίας μέσω της ζεύξης
Link-11. Μονάδες του Ναυτικού με αυτή τη δυνατότητα είναι οι τύποι
αεροσκαφών Ε-2C Hawkeye, S-3A Viking και P-3C Orion, ενώ της
Αεροπορίας ο τύπος Ε-3 Sentry. Τα αεροσκάφη αυτά χρησιμοποιούνται
για την επέκταση των τακτικών πληροφοριών που παρέχονται σε πλοία
και σε εγκαταστάσεις του εδάφους. Το Ε-2C είναι ένα
αερομεταφερόμενο σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης, ενώ το Ε-3 είναι
αερομεταφερόμενο σύστημα προειδοποίησης και ελέγχου (Airborne
Warning And Control System: AWACS). Τα αεροσκάφη S-3A και P-3C
είναι αεροσκάφη ανθυποβρυχιακού πολέμου. Το E-2C και Ε-3 μέσω του
Link-11 διευρύνουν σημαντικά την εικόνα ραντάρ που παρέχεται στις
μονάδες επιφανείας. Ο ορίζοντας ενός ραντάρ στην επιφάνεια της γης
είναι περίπου 40 ΝΜ. Το ραντάρ όμως ενός Ε-2C ή ενός Ε-3 μπορεί
κατά τη διάρκεια της πτήσης του αεροσκάφους, να διακρίνει στόχους
σε απόσταση μεγαλύτερη των 200 ΝΜ. Η ταυτότητα των παραπάνω
αεροσκαφών φαίνεται στα Σχήματα 2.28a έως 2.28d.
Kατασκευαστής Ε-3
Βoing
Εκπέτασμα πτερύγων
146 ft
Μήκος
153 ft
Ύψος
42 ft
Πλήρωμα
17-20 μέλη
Σχήμα 2.28a: Αεροσκάφος Ε-3 Sentry
Κατασκευαστής S-3A
Lockheed
Εκπέτασμα πτερύγων
69 ft
Μήκος
53 ft
Ύψος
23 ft
Πλήρωμα
4 μέλη
Σχήμα 2.28b: Αεροσκάφος S-3A Viking
Ο αερομεταφερόμενος εξοπλισμός του Link-11 διαφέρει από τον
εξοπλισμό που υπάρχει στα πλοία. Στα αεροσκάφη υπάρχει η ανάγκη
συμπαγούς και μικρού βάρους εξοπλισμού, ο οποίος πρέπει να πληρεί
αυστηρότερες προδιαγραφές. Τα συστήματα που χρησιμοποιούνται σε
αεροσκάφη παρατίθενται στο Σχήμα 2.29. Οι λειτουργίες ενός
συστήματος Link-11 σε αεροσκάφη είναι βασικά όμοιες με τις
λειτουργίες ενός συστήματος Link-11 σε πλοία. Κύρια διαφορά
αποτελεί ο τρόπος διασύνδεσης του υπολογιστή με το DTS.
Κατασκευαστής E-2C
Grumman
Εκπέτασμα πτερύγων
81 ft
Μήκος
58 ft
Ύψος
18 ft
Πλήρωμα
5 μέλη
Σχήμα 2.28c: Αεροσκάφος E-2C Hawkeye
2.1.4.1 Το αεροσκάφος Ε-2C Hawkeye
Βασική αποστολή του Ε-2C είναι η επέκταση της αεροπορικής
εικόνας που διαθέτουν τα υπόλοιπα μέλη της ομάδας που επικοινωνούν
μέσω του Link-11. Σε υψόμετρο 30.000 ft η ακτίνα δράσης του ραντάρ
του E-2C ξεπερνά τα 300 ΝΜ. Το ραντάρ έχει τη δυνατότητα
παρακολούθησης 600 στόχων ταυτόχρονα και ελέγχου 40 αναχαιτήσεων.
Βρίσκεται σε περιστρεφόμενο θόλο σχήματος δίσκου (rotodome) με
διάμετρο 24 ft και ρυθμό περιστροφής 10 rpm.
To διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 φαίνεται στο Σχήμα
2.30. Υπάρχουν 2 HF και 2 UHF ασύρματοι που χρησιμοποιεί το
Link-11. Οι ασύρματοι αυτοί συνδέονται με κεραίες των οποίων οι
θέσεις φαίνονται στο Σχήμα 2.31.
Κατασκευαστής P-3C
Lockheed
Εκπέτασμα πτερύγων
100 ft
Μήκος
117 ft
Ύψος
34 ft
Πλήρωμα
11 μέλη
Σχήμα 2.28d: Αεροσκάφος P-3C Orion
Σχήμα 2.29: Αερομεταφερόμενος εξοπλισμός του Link-11
Σχήμα 2.30: Διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 στο αεροσκάφος
E-2C Hawkeye
Σχήμα 2.31: Η θέση των εξαρτημάτων του Link-11 στο E-2C
Hawkeye
2.1.4.2 Τα αεροσκάφη S-3A Viking και P-3C Orion
Βασική αποστολή του S-3A είναι ο ανθυποβρυχιακός πόλεμος, δηλαδή
ο εντοπισμός, η αναγνώριση και η καταστροφή εχθρικών υποβρυχίων. Το
αεροσκάφος αυτό διαθέτει ένα HF και δύο UHF ασύρματους. Το
διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 φαίνεται στο Σχήμα 2.32. Το
S-3A υποστηρίζει τρεις τρόπους λειτουργίας του Link-11: Εκφώνηση
από κατάλογο, συγχρονισμό δικτύου και μικρής διάρκειας
εκπομπής.
Σχήμα 2.32: Διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 στο αεροσκάφος
S-3A Viking
Το P-3C χρησιμοποιείται επίσης στον ανθυποβρυχιακό πόλεμο. Ο
εξοπλισμός για τη ζεύξη δεδομένων του P-3C φαίνεται στο Σχήμα
2.33.
Σχήμα 2.33: Διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 στο αεροσκάφος
P-3C Orion
2.1.4.3 Το αεροσκάφος E-3 Sentry
Βασική αποστολή του Ε-3 είναι η αύξηση της εμβέλειας των ραντάρ
εδάφους. Παρέχει επιτήρηση των στόχων που πετούν κοντά στο έδαφος
σε ακτίνα μεγαλύτερη από 230 ΝΜ. Σε πολεμική περίοδο, το Ε-3 μπορεί
να χρησιμοποιηθεί ως Κέντρο Διοίκησης και Ελέγχου (Command and
Control Center), υποστηρίζονται τις επιχειρήσεις της Τακτικής
Αεροπορίας. Διαθέτει περιστρεφόμενο θόλο σχήματος δίσκου (rotodome)
διαμέτρου 30 ft και ρυθμού περιστροφής 6 rpm Το διάγραμμα των
εξαρτημάτων του Link-11 φαίνεται στο Σχήμα 2.34. Το αεροσκάφος
διαθέτει δύο HF και μία UHF κεραία, των οποίων οι θέσεις φαίνονται
στο Σχήμα 2.35.
Σχήμα 2.34: Διάγραμμα των εξαρτημάτων του Link-11 στο αεροσκάφος
E-3 Sentry
2.1.4.4 Η σειριακή διασύνδεση DTS και TDS
Όπως έχει ήδη αναφερθεί, σε πλοία χρησιμοποιείται η παράλληλη
διασύνδεση TDS και DTS, όπου υπάρχουν 24 γραμμές για μετάδοση
δεδομένων και 26 γραμμές για λήψη δεδομένων από το TDS. Σε
αεροσκάφη όμως, χρησιμοποιείται η σειριακή διασύνδεση μεταξύ TDS
και DTS, οπότε υπάρχει μόνο μία γραμμή εκπομπής δεδομένων και μία
γραμμή λήψης δεδομένων. Η σειριακή διασύνδεση αποτελείται από 7
γραμμές, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.36. Οι λειτουργίες των γραμμών
αυτών είναι:
Σχήμα 2.35: Η θέση των εξαρτημάτων του Link-11 στο Ε-3
Sentry
1.Η γραμμή πλαισίου (frame line) ελέγχεται από το DTS και
ενημερώνει το TDS είτε για την ύπαρξη δεδομένων, είτε για την
απαίτηση δεδομένων.
2.Η γραμμή λήψης δεδομένων (data receive line) μεταφέρει
δεδομένα στο TDS όταν το DTS βρίσκεται σε λειτουργία λήψης. Όταν το
DTS βρίσκεται σε λειτουργία εκπομπής, η γραμμή αυτή επανακυκλοφορεί
τα δεδομένα πίσω στο TDS. Η μεταφορά δεδομένων ελέγχεται από
παλμούς ρολογιού που δημιουργεί το TDS. Η έναρξη της εκπομπής
δεδομένων από ένα μέλος του δικτύου σηματοδοτείται θέτοντας σε
υψηλό δυναμικό ταυτόχρονα τη γραμμή πλαισίου και τη γραμμή λήψης
δεδομένων.
3.Η γραμμή εκπομπής δεδομένων (data transmit line) μεταφέρει
δεδομένα από το TDS στο DTS. Η μεταφορά αυτή ελέγχεται από παλμούς
ρολογιού που δημιουργεί το TDS.
4.Η γραμμή ρολογιού δεδομένων (data clock line) μεταφέρει τους
παλμούς που δημιουργεί το TDS. Οι παλμοί αυτοί παρέχουν το
συγχρονισμό για την εκπομπή και λήψη των δεδομένων.
5.Η γραμμή διευθύνσεων (address data line) μεταφέρει τις
διευθύνσεις των μελών του δικτύου από το TDS στο DTS στην περίπτωση
που η γραμμή πλαισίου και η γραμμή λήψης δεδομένων έχουν τεθεί
ταυτόχρονα σε υψηλό δυναμικό.
6.Η γραμμή ρολογιού διευθύνσεων (address clock line) μεταφέρει
παλμούς που δημιουργεί το TDS. Οι παλμοί αυτοί παρέχουν το
συγχρονισμό για τη μεταφορά της διεύθυνσης από το TDS στο DTS.
7.Η γραμμή ελέγχου του δικτύου (net control line) καθορίζει αν
στην περίπτωση έναρξης μετάδοσης δεδομένων το TDS θα μεταδώσει
διεύθυνση ή δεδομένα.
Υπάρχουν άλλες τρεις γραμμές (βλ. Σχήμα 2.36) που
χρησιμοποιούνται για έλεγχο της σωστής λειτουργίας του
συστήματος.
Σχήμα 2.36: Σειριακή διασύνδεση μεταξύ TDS και DTS
2.2 Η ζεύξη δεδομένων Link-16
2.2.1 Γενικά για το Link-16
To Link-16 είναι μια ζεύξη δεδομένων που χρησιμοποιείται από το
Πολεμικό Ναυτικό των Ηνωμένων Πολιτειών και τις δυνάμεις του ΝΑΤΟ
από το 1994. Η ζεύξη δεδομένων Link-16 δεν αλλάζει σημαντικά τις
βασικές αρχές πάνω στις οποίες βασίζονται παλαιότερες ζεύξεις
δεδομένων όπως το Link-11 και το Link-4A αλλά έχει πολύ μεγαλύτερες
δυνατότητες σε σχέση με αυτές.
Ο γενικός σκοπός του Link-16, που συμπίπτει με αυτόν του Link-11
και του Link-4A, είναι η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ των διαφόρων
μονάδων σε πραγματικό χρόνο. Το Link-16 διαθέτει κάποια στοιχεία
ανταλλαγής δεδομένων που λείπουν από τις άλλες ζεύξεις με
αποτέλεσμα να παρέχει σημαντικές βελτιώσεις όπως για παράδειγμα η
έλλειψη κόμβων, η αντίσταση στις παρεμβολές, η ασφάλεια στη
μετάδοση δεδομένων, ο αυξημένος αριθμός συμμετεχόντων και η
αυξημένη χωρητικότητα δεδομένων.
Το Πολεμικό Ναυτικό των Η.Π.Α. και το ΝΑΤΟ χρησιμοποιούν την
ονομασία Link-16 όταν αναφέρονται στην τακτική ψηφιακή ζεύξη
πληροφοριών TADIL J (Tactical Digital Information Link). Το Link-16
είναι επομένως συνώνυμο με το TADIL J. Ομοίως, το Link-11 είναι
συνώνυμο του TADIL A και το Link-4A του TADIL C.
Το Link-16 χρησιμοποιεί το κοινό σύστημα διανομής τακτικών
πληροφοριών JTIDS (Joint Tactical Information Distribution System).
Ο όρος JTIDS αναφέρεται λοιπόν στα εξαρτήματα επικοινωνίας του
Link-16 και ταυτίζεται με το πολυλειτουργικό σύστημα διανομής
πληροφοριών MIDS (Multifunctional Information Distribution System)
που χρησιμοποιεί το ΝΑΤΟ.
Σχήμα 2.37: Ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ μονάδων που διαθέτουν
Link-16
Η ζεύξη δεδομένων Link-16 που χρησιμοποιεί τα τερματικά JTIDS
αποτελεί μια βελτίωση των ζεύξεων Link-11 και Link-4A. Δεν
αντικαθιστά επομένως εντελώς τις ζεύξεις αυτές αλλά αποτελεί μια
εναλλακτική λύση που προτιμάται όταν κάτι τέτοιο είναι δυνατό. Το
κοινό σύστημα διανομής τακτικών πληροφοριών (JTIDS) χρησιμοποιεί
μόνο το φάσμα των UHF με αποτέλεσμα το Link-16 να περιορίζεται σε
επικοινωνίες εντός οπτικής ακτίνας (line of sight communications)
εκτός και αν χρησιμοποιηθούν κατάλληλοι αναμεταδότες.
2.2.1.1 Χαρακτηριστικά του Link-16
Η ζεύξη δεδομένων Link-16 περιλαμβάνει μερικά χαρακτηριστικά που
την κάνουν να υπερέχει σημαντικά έναντι του Link-11. Αυτά
είναι:
1. Αντίσταση σε παρεμβολές.
2. Βελτιωμένη ασφάλεια.
3. Αυξημένος ρυθμός μετάδοσης δεδομένων.
4. Αυξημένη ποσότητα πληροφοριών.
5. Μικρότερο μέγεθος των τερματικών που επιτρέπει την
εγκατάστασή τους σε μαχητικά αεροσκάφη.
6. Δυνατότητα ψηφιοποίησης της φωνής.
7. Ακριβής εντοπισμός θέσης και αναγνώριση του
συμμετέχοντος.
8. Σχετική ναυτιλία (Relative Navigation).
2.2.1.2 Σύγκριση του Link-16 με το Link-11 και το Link-4A
Η ομοιότητα του Link-16 με το Link-11 και το Link-4A μας ωθεί σε
μια σύγκριση της αρχιτεκτονικής, της χωρητικότητας και του ρυθμού
μετάδοσης δεδομένων των τριών αυτών ζεύξεων.
· Αρχιτεκτονική
Link-11
To Link-11 χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο σάρωσης και μια δικτυακή
αρχιτεκτονική. Σε ένα δίκτυο οι συμμετέχοντες έχουν την ανάγκη
διαχείρισης κοινών πληροφοριών ή έχουν να επιτελέσουν παρόμοιες
λειτουργίες. Ένα δίκτυο λειτουργεί κάτω από την επίβλεψη ενός
ελεγκτή ο οποίος επιτρέπει την πρόσβαση και διατηρεί την πειθαρχία
στο δίκτυο. Το δίκτυο του Link-11 λειτουργεί σύμφωνα με ένα
πρωτόκολλο που ονομάζεται "εκφώνηση από κατάλογο" (Roll Call). Οι
μονάδες που συμμετέχουν στο δίκτυο (PUs) μεταδίδουν τα δεδομένα που
έχουν όταν τους το επιτρέπει ο σταθμός ελέγχου του δικτύου (Net
Control Station: NCS). Μετά την μετάδοση επανέρχονται σε ένα τρόπο
λειτουργίας λήψης ενώ μια προς μία οι άλλες μονάδες μεταδίδουν τα
δεδομένα τους. Ο κύκλος αυτός επαναλαμβάνεται μέχρι να μεταδώσουν
όλες οι μονάδες τουλάχιστον μία φορά και στη συνέχεια
επαναλαμβάνεται η ίδια διαδικασία. Ο χρόνος που απαιτείται για να
σαρωθούν όλες οι μονάδες (PUs) και να μεταδώσουν τα δεδομένα τους
ονομάζεται χρόνος κύκλου δικτύου (Net Cycle Time). Σε οποιαδήποτε
χρονική στιγμή μια μονάδα είτε μεταδίδει, είτε δέχεται δεδομένα σε
ένα δίκτυο Link-11.
Σχήμα 2.38: Η ζεύξη δεδομένων Link-11
Link-4A
Το Link-4A χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο εντολοδότησης – απόκρισης
και την αρχή της πολυπλεξίας με διαίρεση χρόνου (Time Division
Multiplexing). Συνδέει λοιπόν δύο σημεία αποδίδοντας μια ακολουθία
από διακριτά διαστήματα χρόνου σε κάθε ένα από τα ανεξάρτητα
κανάλια. Έτσι ένας ελεγκτής μπορεί να ελέγχει πολλά αεροσκάφη
ανεξάρτητα στην ίδια συχνότητα. Σε μια δεδομένη χρονική στιγμή μια
μονάδα ΤADIL C είτε μεταδίδει είτε δέχεται δεδομένα είτε είναι
ανενεργή.
Σχήμα 2.39: Η ζεύξη δεδομένων Link-4A
Link-16
Το Link-16 χρησιμοποιεί την αρχή της πολλαπλής πρόσβασης με
διαίρεση χρόνου (Time Division Multiple Access: TDMA). Η
αρχιτεκτονική της πολλαπλής πρόσβασης με διαίρεση χρόνου παρέχει
πολλαπλά και φαινομενικά ταυτόχρονα δίκτυα επικοινωνίας. Σε όλες
τις μονάδες του κοινού συστήματος διανομής τακτικών πληροφοριών
(JTIDS units) έχουν αποδοθεί σχισμές χρόνου (time slots) στις
οποίες μεταδίδουν τα δεδομένα τους και λαμβάνουν δεδομένα από άλλες
μονάδες. Κάθε σχισμή χρόνου διαρκεί 1/128 sec ή 7,8125 msec.
Τα πολλαπλά δίκτυα μπορούν να "συσσωρευτούν" και τα δεδομένα να
μεταδίδονται σε κάθε δίκτυο σε διαφορετικές συχνότητες. Υπάρχουν 51
διαθέσιμες συχνότητες για JTIDS μεταδόσεις. Η συχνότητα δεν
διατηρείται σταθερή κατά τη διάρκεια της σχισμής χρόνου αλλά
αλλάζει ραγδαία (κάθε 13 μsec) σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο
ψευδοτυχαίο τρόπο. Η τεχνική αυτή ονομάζεται αναπήδηση συχνότητας
(frequency hopping). Σε κάθε δίκτυο έχει αποδοθεί ένα νούμερο το
οποίο προσδιορίζει ένα συγκεκριμένο τρόπο αναπήδησης .Υπάρχουν 128
δυνατά νούμερα ενώ το νούμερο 127 είναι δεσμευμένο έτσι ώστε να
δηλώνει το σχηματισμό ενός "στοιβαγμένου" δικτύου (stacked net).
Κατά τη διάρκεια μιας σχισμής χρόνου μια μονάδα είτε μεταδίδει,
είτε δέχεται δεδομένα σε ένα από τα 127 δυνατά δίκτυα.
Σχήμα 2.40: Η ζεύξη δεδομένων Link-16
· Ανταλλαγή δεδομένων – Ρυθμός μετάδοσης δεδομένων
Τα δεδομένα στη ζεύξη Link-11 χωρίζονται σε πλαίσια των 24 bit
και δύο πλαίσια σχηματίζουν ένα μήνυμα του Link-11. Τα μηνύματα που
χρησιμοποιούνται για την ανταλλαγή πληροφοριών μέσω του Link-11
ονομάζονται μηνύματα σειράς-Μ (M-series). Στο γρήγορο ρυθμό
μετάδοσης δεδομένων 24 bits δεδομένων μεταδίδονται κάθε 13,33 msec,
δηλαδή 75 πλαίσια ή 1800 bits ανά δευτερόλεπτο. Ο αναφερόμενος
ρυθμός των 2250 bits ανά δευτερόλεπτο περιλαμβάνει και 6 bits ανά
πλαίσιο για έλεγχο και διόρθωση σφαλμάτων.
Τα μηνύματα στο Link-4A χωρίζονται σε μηνύματα ελέγχου και σε
απαντήσεις από τα αεροσκάφη. Τα μηνύματα ελέγχου ονομάζονται
μηνύματα σειράς–V (V-series) ενώ τα μηνύματα που αντιστοιχούν στις
απαντήσεις των αεροσκαφών ονομάζονται μηνύματα σειράς–R (R–series).
Ένα μήνυμα ελέγχου, που αποτελείται από 56 bits, μεταδίδεται κάθε
32 msec με αποτέλεσμα να έχουμε ένα ρυθμό μετάδοσης δεδομένων της
τάξης των 1750 bits το δευτερόλεπτο (προς τη μία μόνο κατεύθυνση).
Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων και προς τις δύο κατευθύνσεις είναι
περίπου 3000 bits το δευτερόλ�
