Langattoman tiedonsiirron näkymiä Pääesikunta Johtamisjärjestelmäosasto Insinöörieversti Tapio Halkola

Transkriptio

1 Langattoman tiedonsiirron näkymiä Johtamisjärjestelmäosasto MATINE AV-JAOSTO Tutkimusseminaari PEJOJÄOS 13. marraskuuta

2 VERKOSTOPUOLUSTUS The Network-enabled Defence is a working title related to the further development of the homeland defence and joint operations concepts of the Finnish Defence Forces. NED describes how future networks with improved and integrated information and weapon systems can enable Command and Control of Joint operations and enable Interagency Collaboration in securing vital functions of the Finnish society in Homeland Defence Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

3 Verkostopuolustuksen tavoitteita Parantaa tiedon jakamista Parantaa tiedon laatua ja luotettavuutta Parantaa yhtenäistä tilannetietoisuutta Parantaa yhteistyötä (collaboration) Parantaa luotettavuutta (sustainability) Nopeuttaa johtamista Lisätä vaikuttamisen tehokkuutta Viitekehys: EBO / EBAO Tavoite: JOINT-kyky Implementoitu suunnittelumalli: FINGOP Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

4 VERKOSTOPUOLUSTUKSEN SUORITUSKYKYPERHEET Maalitilannekuva - Havaitseminen - Paikantaminen - Tunnistaminen - Vaikutushavainnot (BDA) KÄYTTÖ- PERIAATE Tiedustelu-, valvonta- ja maalinosoitustehtävät JOUKKO JOHTAMINEN MATERIAALI PERIAATE KÄYTT Ö - JOUKKO TIETOLIIKENNEALUSTA Statustieto JOUKKO SENSORIT KÄYTTÖ- PERIAATE MATERIAALI MATERIAALI Vaikuttamistehtävä - Maalin osoittaminen - Sensorin alistaminen Statustieto Allokoidun sensorin ohjaus Sensor-to-shooter Maalinseuranta Maalinvalaisu KÄYTTÖ- PERIAATE JOUKKO VAIKUTTA- MINEN MATERIAALI Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

5 Tietoliikenne osana johtamisjärjestelmän kokonaisuutta Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 4

6 TUTKIMUS JA KEHITYS TEEMA 1: IP-pohjainen tiedonsiirto Tavoitteena saumattomuus (runko-, liityntä- ja taktiset verkot) Ajan ja synkronoinnin hallinta Palvelun laadun hallinta (SLA/QoS) Liityntäverkot ja liikkuvuus IP-tekniikkaan siirron hallinta ja IPv6 migraatio Optinen transmissio ja -kytkentä Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

7 TUTKIMUS JA KEHITYS TEEMA 2: Langaton tiedonsiirto Langaton liityntäkyky Ohjelmistoradio: Kansallinen konsepti Aaltomuodot ja aaltomuotoyhteistyö (ml. standardointi sertifiointi) Kognitiiviset radiojärjestelmät Radioverkkojen konfiguroituvuus ja adaptiivisuus (ohjelmistoradiopohjaiset verkot) Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

8 TUTKIMUS JA KEHITYS TEEMA 3: Yhteentoimivuuden varmistaminen Rajapintojen hallinta Mm. Interoperability points ( TACOMS ) Tiedonvaihdon mekanismit (MIP, Gateways) System of Systems Yhteentoimivuuden testaus Taktiset datalinkit ja sanomanvälitys Spektrin hallinta Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

9 TUTKIMUS JA KEHITYS TEEMA 4: Tietoturva, IA ja TISO Monitaso-tietoturva Content base security Comsec/Transec hallinta Red/Black erotus, autentikointi... TISO menetelmät Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

10 Tutkimus ja kehitys TEEMA 5: C2 järjestelmät Tiedon yhteiskäyttö Tiedon esittäminen ja analysointi Hajautus keskitys /saarekekäyttö Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

11 Tutkimus ja kehitys TEEMA 6: OTS (COTS, GOTS) teknologioiden käyttö Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

12 OHJELMISTORADIO Yhteentoimivat radiot- Yhdessä määritelty aaltomuoto COALWNW 2009 OHRA KVPROTO ETARE Teknologiatutkimus Ohjelmistoradion ohjelmisto ESSOR OHRA PROTO Kotimainen radioalusta Johtamisjärjestelmäosasto 13. marraskuuta

13 FINNISH VIEW: ESSOR /COALWNW ESSOR Prototype phase of Finnish SDR program Co-operation and interoperability in European level Enhances FI industry competence in SCA compliant waveform business Enhances FI government and industry know-how in SDR certification and security architecture Possibility to share FI know-how in next generation waveform technology (especially on physical layer) Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 12

14 ESSOR (European Secure Software Defined Radio) EDA Cat B programme managed by OCCAR (Organisation for Joint Armament Co-operation) Main objectives Development of interoperable SDR ( ) Common security bases to increase interoperability Balanced transatlantic relationship on SDR Areas of interest Security Common architecture HDR operational coalition waveform Certification environment Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 13

15 ETARE (Enabling Technology for Advanced Radio in Europe) EDA Cat B project Technology studies to improve the development of next generation national and coalition waveforms Develop building blocks for enhanced multinational HDR waveforms To use those new technologies to develop and improve national waveforms Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 14

16 National SDR prototype platform Implementation phase of the ESSOR architecture Implementation phase of the ESSOR HDR waveform Proof of concept demonstrations of the ESSOR programme National level knowledge and experience to implement common architecture and multinational waveform(s) Prototype to be used in armoured vehicles Maximized use of COTS components Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 15

17 Vision 1: Finnish SDR vision Software radios are interoperable with each other Vision 2: Manufactured software radios meet harmonised European/Coalition Military Requirements Vision 3: There exists a specified and developed Coalition Waveform, that is portable to SDR platforms Vision 4: European specified and manufactured software radios platform and waveform interoperability and portability shall be certified Vision 5: Co-operation with US will provide wider interoperability ( Coalition wideband networking waveform /COALWNW) Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 16

18 Requirements and guidance of Finnish Defence Forces in Finnish SDR program Finnish SDR should be able to run in different modes: National only mode Coalition mode (EU, NATO, trusted partners ) in SECRET mode This is a big challenge from IA implementation point of view Possibility to tailor and update existing waveforms during the life cycle of the waveforms and develop new waveforms to the Finnish SDR radio Access to waveform repository (EDA, NATO,..) to guarantee needed interoperability in different kind of coalition operations Promote the use of COTS based waveform (tailored, ruggedized..) whenever it is possible M.Sc (EE) Heikki Rantanen Defence Forces Technical Research Centre Electronics and Information Technology Division 17

19 Converge military and commercial waveforms technologies The trend seems to be that future military waveforms use same modulation methods and network protocols as is used 3G/4G commercial waveforms OFDM Commercial Military This is also true in case of ESSOR, EULER etc OFDMA Because these modulation methods and network protocols are already modelled, simulated and implemented in commercial world, we would expect that this could bring some cost-benefit - this assumption has turn out wrong and the military waveform development work always seems to start from scratch. MC-CDMA SC-TDMA M.Sc (EE) Heikki Rantanen Defence Forces Technical Research Centre Electronics and Information Technology Division 18 Ad hoc networks Mesh networks

20 Future challenge in WF design and implementation Design automation the designer crisis Advanced system level design tools and techniques are required to solve the problem of the increasing complexity Ref : SRA ENIAC M.Sc (EE) Heikki Rantanen Defence Forces Technical Research Centre Electronics and Information Technology Division 19

21 Cost-efficient waveform development and implementation with common WDE? Y-model co-design architecture development method has following benefits: Separation of concerns Ability to develop different aspects of the systems independently Model based engineering Availability analysis, verification, transformation, code generation and synthesis tools that operate on models Reuse of models Effective re-use of models in different contexts greatly improves design productivity Early validation and verification The validation and verification are not limited to logical correctness but also non-functional aspects like real-time performance and power consumption Adaptation of the above design flow also in military domain would bring model level waveform interoperability The same Waveform Development Environment (WDE) could produce code for different implementation platforms. The division into platform specific code generation is done at lowest possible level in the design flow. M.Sc (EE) Heikki Rantanen Defence Forces Technical Research Centre Electronics and Information Technology Division 20

22 FUTURE CHALLENGES Cognitive radio and future use of spectrum Cognitive and cooperative networks Seamless collaborative operation in multi radio/multi network environment Communications for distributed sensor systems Effective tools for waveform development Johtamisjärjestelmäosasto (J6) 21