نظام توزيع المعلومات التكتيكية المشتركة

نظام توزيع المعلومات التكتيكية المشتركة ( JTIDS ) هو نظام راديو شبكي بنطاق L بتقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت الموزع (DTDMA) تستخدمه وزارة الدفاع الأمريكية وحلفاؤها لتوفير اتصالات متكاملة آمنة، وملاحة، وتحديد الهوية (ICNI) ^{[ 1 ]} من خلال تلبية احتياجات اتصالات البيانات ، وخاصة في مجتمع الدفاع الجوي والصاروخي.

يُصدر نظام JTIDS نبضات مدتها 6.4  ميكروثانية (مقاسة عند نقاط السعة 90%) متبوعة بفترة  توقف مدتها 6.6 ميكروثانية. تحمل كل نبضة خمسة بتات من البيانات، يُمثل كل منها بنمط تشفير دوري مكون من 32 شريحة، مُستمد من تباديل دورية لنمط ثابت مكون من 32 بت. يتم تشفير تسلسل الـ 32 شريحة في أوضاع تشغيل آمنة، ثم يتم تعديله باستخدام تعديل إزاحة الطور المستمر ( CPSM ) بسرعة 5 ميغابت في الثانية (Mbps)، والذي يُشار إليه أيضًا باسم تعديل إزاحة التردد الأدنى ( MFSK ⁾ . ^{[ 1} ]

تُرسل النبضات بواسطة الاتحاد الدولي للاتصالات ( ITU ) إلى النطاق الترددي المخصص لنظام الملاحة الراديوية الجوية (ARNS) بين 960 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز. ^{[ 2 ]} يُقسم هذا النطاق حاليًا إلى نطاقين إضافيين، أحدهما مخصص لخدمة الاتصالات المتنقلة الجوية ( AM ( R)S) بين 960 ميجاهرتز و1164 ميجاهرتز ، والآخر لخدمة الملاحة الراديوية عبر الأقمار الصناعية ( RNSS ) بين 1164 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز. ^{[ 2 ]} تُرسل النبضات بتقنية القفز الترددي على 51 ترددًا مركزيًا بين 969 ميجاهرتز و 1206 ميجاهرتز. وتنقسم هذه النطاقات إلى ثلاثة نطاقات فرعية (من 969 ميجاهرتز إلى 1008 ميجاهرتز، ومن 1053 ميجاهرتز إلى 1065 ميجاهرتز، ومن 1113 ميجاهرتز إلى 1206 ميجاهرتز). ^{[ 1 ]}              

بما أن نظام JTIDS/MIDS ليس نظامًا مقبولًا عالميًا للاستخدام في نطاق التردد بين 960  ميجاهرتز و1215  ميجاهرتز، فلا يمكن تشغيله إلا على أساس عدم التداخل ( NIB ) للخدمات الأساسية والثانوية التي خصص لها الاتحاد الدولي للاتصالات هذا النطاق. ويخضع التشغيل للحدود والقيود المحددة في اتفاقيات تصريح التردد الوطنية ( FCA ) لكل دولة ، وتختلف هذه الاتفاقيات، على سبيل المثال، في القدرة المشعة المتساوية المسموح بها ( EIRP ) أو عامل وقت التشغيل ( TSDF ) الذي يجب أن تستوفيه جميع أجهزة إرسال JTIDS/ MIDS ضمن حجم معين في خط الرؤية الراديوية ( RLOS ) . يتم توفير الإصدار الحالي لعمليات طيف Link 16 وإزالة التداخل في ^{[ 3 ]} ، بينما يمكن الاطلاع على مقارنة اتفاقية التخليص الترددي الوطنية لـ Link 16 ( JTIDS / MIDS ) وحدود المنطقة الجغرافية وبيئات معدات برنامج اختبار التوافق الكهرومغناطيسي لأوروبا في ^{[ 4 ] .}

تستخدم شبكة JTIDS/MIDS تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) (المشابهة لتقنية الهاتف المحمول ) مع تقنية القفز الترددي، وذلك باختيار تردد عشوائي تقريبًا لإرسال كل نبضة من بين 51 ترددًا مركزيًا كحد أقصى. وللحد من تأثير تداخل الترددات الراديوية (RFI) لنبضات JTIDS/MIDS على الأنظمة الأساسية، يجب ألا يكون التردد المركزي للنبضات المتتالية قريبًا جدًا من التردد المركزي المستخدم سابقًا.

تُخصص فترات زمنية لمستخدم واحد (مثل نظام الإنذار المبكر والتحكم المحمول جواً AWACS ) أو لمجموعة من المستخدمين (مثل الطائرات المقاتلة) المشتركين في شبكة JTIDS/MIDS نفسها. ويتم ذلك بتحديد فترة زمنية تُسمى حقبة (epoch) مدتها 12.8 دقيقة، تتكون من 98304 فترة زمنية، قبل تكرار التسلسل. تُقسم كل حقبة إلى 64 إطارًا زمنيًا فرديًا، مدة كل منها 12 ثانية. يُقسم كل إطار زمني إلى 1536 فترة زمنية، مدة كل منها 7.8125 مللي ثانية، مما يوفر 128 فترة زمنية في الثانية الواحدة لإرسال أو استقبال البيانات. تُحدد الفترة الزمنية بمدة 7.8125 مللي ثانية. يمكن أن تتكون الفترة الزمنية من 72 نبضة، أو 258 نبضة، أو 444 نبضة، وذلك حسب تنسيق الرسالة المستخدم. تُعرَّف كل نبضة في فترة زمنية بفترة تشغيل مدتها 6.4  ميكروثانية (تُقاس عند نقاط السعة 90%)، تليها  فترة توقف مدتها 6.6 ميكروثانية. تُرسَل كل نبضة بترددات حاملة مختلفة مختارة عشوائيًا تقريبًا بالتتابع. ضمن كل فترة زمنية، تُغيَّر زاوية طور نبضة الإرسال لتوفير تعديل الطور (PSK). ^{[ 1 ]}

لتقليل تأثير تداخل الترددات الراديوية (RFI) لشبكات JTIDS/MIDS على أنظمة المستخدم الأساسي، يُحدد عدد الفترات الزمنية المسموح بها بمعامل وقت الفترات الزمنية ( TSDF ) ، وهو مُعامل مُكوّن من حدين لتحديد عدد النبضات المُرسلة المسموح بها لمجموعة من محطات JTIDS خلال كل إطار زمني مدته 12 ثانية. يُمثل الحد الأول النسبة المئوية لعدد عمليات الإرسال المسموح بها لمجموعة JTIDS/MIDS بأكملها، بينما يُشير الحد الثاني إلى الحد الأقصى لعدد النبضات التي يُمكن إرسالها بواسطة محطة واحدة. على سبيل المثال، يُشير TSDF بقيمة 100/50 إلى أن كثافة النبضات المُرسلة للمجموعة بأكملها محدودة بـ 396,288 نبضة في إطار زمني مدته 12 ثانية، بينما يقتصر الحد الأقصى لعدد النبضات لمستخدم JTIDS/MIDS واحد على 198,144 نبضة. يُذكر TSDF دائمًا بوحدة 258 نبضة لكل فترة زمنية . ^{[ 1 ]}

لذلك، يمكن اشتقاق العدد الإجمالي للبقوليات لـ 100/50 TSDF من خلال اعتبار 100 بالمائة للمجتمع الكلي وفقًا للصيغة: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle 100\%\ TSDF\ ={\frac {258\ pulses}{time\ slot}}*{\frac {1536\ time\ slots}{12\ second\ frame}}\ =\ 396,288{\frac {pulses}{12\ second\ frame}}}$

بالنسبة لتنسيقات الرسائل التي تستخدم عددًا مختلفًا من النبضات في خانة زمنية، على سبيل المثال رسالة Pack 4 ذات نبضة واحدة مع 444 نبضة، يمكن اشتقاق حد الخانة الزمنية لـ TSDF 100/50 من خلال الصيغة التالية: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle Pack\ 4\quad time\ slot\ limitation\ =\ {\frac {396,288\ pulses}{{\frac {444\ pulses}{time\ slot}}*{\frac {1536\ time\ slots}{12\ second\ frame}}}}\ =\ 58\ \%}$

يمكن تعريف وتشغيل أكثر من شبكة بالتوازي، ولكل شبكة نمط قفز ترددي خاص بها لمستخدميها المشتركين. ^{[ 1 ]}

طُوّر نظام JTIDS/MIDS في البداية للقوات الأمريكية، ثم أُتيح لاحقًا لدول حلف شمال الأطلسي (الناتو) وبعض الدول في أوروبا وآسيا ومنطقة المحيط الهادئ وأمريكا الجنوبية، حيث لا يزال يُستخدم حتى اليوم. ونظرًا لأن الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) خصص نطاق التردد بين 960 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز لأنظمة منظمة الطيران المدني الدولي (  ICAO  ) التابعة لخدمة الملاحة الراديوية الجوية ( ARNS ) ، [ 5 ] ولعدم وجود تخصيص ^{دولي لاستخدام JTIDS} / MIDS، فإن تشغيله يقتصر على الاستخدام الأساسي غير المتداخل للخدمات الأساسية التي خُصص لها نطاق التردد بين 960 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز على مستوى العالم. ويخضع التشغيل داخل الدولة لقيود وشروط ، يجب تحديدها في اتفاقية تصريح تردد JTIDS/MIDS ( FCA ) من قِبل كل دولة قبل السماح بتشغيل النظام فيها. في حين أن مركبات التحكم في التدفق (FCA) متشابهة في معظم الولايات، إلا أنها يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الأنظمة المحلية المستخدمة وكثافة المعدات، وتختلف على سبيل المثال في الحد الأقصى لـ TSDF أو EIRP.

لتقليل تأثير إشارات JTIDS/MIDS أثناء التشغيل على أنظمة ومعدات الأنظمة الأساسية في نطاق التردد من 960 ميجاهرتز  إلى 1215  ميجاهرتز إلى مستوى مقبول، كان لا بد من إثبات التوافق الكهرومغناطيسي ( EMC ) في اختبارات مكثفة على أرض الواقع وفي رحلات جوية لإدارة الطيران الفيدرالية ( FAA ) والوزارات التي تشرف على سلامة الطيران في الدول الشريكة التي شاركت في برنامج JTIDS / MIDS .

تعمل أنظمة خدمة الملاحة الراديوية الجوية (ARNS) التالية في هذا النطاق:

• معدات قياس المسافة ^{[ 6 ]} (DME/ وDME/P) واستخدامها بما يتوافق مع معايير منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO)
• نظام الملاحة الجوية التكتيكية ( TACAN )
• رادار المراقبة الثانوي [ ^{7 ] (} SSR ) - الوضع A والوضع C الذي يحمل في الولايات المتحدة التسميةATCRBS(نظام منارة رادار مراقبةالحركة الجوية ) - الوضع S ( الوضع الانتقائي)

الأنظمة التي تعتمد على وظائف الوضع A والوضع C والوضع S، وهي

• نظام تجنب الاصطدام المحمول جواً [ ^{7 ] (} ACAS) ، والذي يُعرف في الولايات المتحدة باسمTCAS(نظام تجنب الاصطدام المروري ) ، وذلك لأن الصناعة كانت قد اقترحت قبل TCAS نظاماً يُسمى ACAS، لذلك تم اختيار TCAS .
• نظام المراقبة التلقائية المعتمدة - البث [ ^{7 ]} ( ADS- ^B )
• أنظمة تحديد المواقع المتعددة [ ^{7 ] (} أنظمةMLAT)

لاحقًا، قام الاتحاد الدولي للاتصالات بتقسيم نطاق التردد لتخصيصه لأنظمة إضافية بشكل أساسي. يمتد نطاق التردد الأدنى من 960  ميجاهرتز إلى 1164  ميجاهرتز، وقد خصص له الاتحاد الدولي للاتصالات تخصيصًا إضافيًا لخدمة الاتصالات المتنقلة الجوية (Aeravantical Mobile Service®) ^{[ 5 ]} أو AM(R)S. وتقوم منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) حاليًا بوضع معايير موحدة لما يلي:

• L -Band D نظام اتصالات الطيران الرقمي ( LDACS )​

حصل النطاق العلوي ذو نطاق التردد بين 1164 ميجاهرتز و 1215 ميجاهرتز على تخصيص إضافي لخدمة الملاحة الراديوية عبر الأقمار الصناعية ( RNSS ) ، من الفضاء إلى الأرض ومن الفضاء إلى الفضاء لنشر أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية ( GNSS )، ^{[ 5 ]} والذي يستخدم حاليًا لأنظمة GNSS التالية:

• نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS L5 ) ^{[ 8 ]} بتردد مركزي لإشارة L5 يبلغ 1176.45 ميجاهرتز
• جاليليو E5A و E5B ^{[ 8 ]} بتردد مركزي لإشارة E5A يبلغ 1176.45 ميجاهرتز و1207.14 ميجاهرتز لإشارة E5B
• نظام GLONASS L3OC ^{[ 8 ]} ( Glo balnaja na wigazionnaja s putnikowaja s istema) بتردد مركزي لإشارة L3OC يبلغ 1202.025 ميجاهرتز
• نظام بيدو B2a/B2b ^{[ 8 ]} بتردد مركزي لإشارات B2a/B2b يبلغ 1191.79 ميجاهرتز

تم تحديد معايير منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) لاستخدام إشارات أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) التي تعمل في نطاق التردد بين 1164 ميجاهرتز و 1215 ميجاهرتز في الملحق 10 لمنظمة الطيران المدني الدولي، المجلد الأول. ^{[ 8 ]}

نتيجةً للتخصيصات الإضافية لأنظمة AM(R)S وRNSS، أُجريت اختبارات إضافية. بالنسبة لنطاق التردد بين 1164 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز، أدى ذلك في الولايات المتحدة إلى توقيع مذكرة تفاهم بين وزارة الدفاع ووزارة النقل للاستخدام المدني لنظام تحديد المواقع العالمي ( GPS) . ^{[ 9 ]}

تم تحديد المواصفات اللازمة لتحقيق التوافق الكهرومغناطيسي بين JTIDS/MIDS وأنظمة منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) العاملة في نطاق التردد بين 1164 ميجاهرتز و1215 ميجاهرتز في الولايات المتحدة في DoD 4650.1-R، Link 16 Electromagic Compatibility (EMC) Features Certification Process and Requirements ، 2005-04-26 ^{[ 10 ].}

يُسهم توزيع نبضات الطاقة المُشعّة على نطاق الترددات بين 960  ميجاهرتز و1215  ميجاهرتز في تقليل تأثير التداخل على بعض قنوات الأنظمة الأساسية، مع تقليل قابلية نظام JTIDS للتشويش والتداخل. يُخصّص لكل نوع من البيانات المراد إرسالها خانة زمنية أو مجموعة خانات زمنية (قناة) لإدارة تبادل المعلومات بين مجموعات المستخدمين. في نظام TDMA التقليدي، تبقى ترددات الخانات الزمنية ثابتة من ثانية إلى أخرى (من إطار إلى آخر). أما في نظام JTIDS TDMA، فلا تبقى ترددات الخانات الزمنية و/أو تخصيصاتها لكل قناة ثابتة من إطار إلى آخر، بل تتغير بشكل شبه عشوائي . تُشفّر تخصيصات الخانات الزمنية والترددات والمعلومات لكل شبكة JTIDS/MIDS لتوفير اتصال بين أجهزة الحاسوب، بما يدعم جميع أنواع المنصات العسكرية، بما في ذلك طائرات القوات الجوية الأمريكية المقاتلة وغواصات البحرية الأمريكية .

بدأ التطوير الكامل لنظام JTIDS في عام 1981 عندما تم توقيع عقد مع شركة سينجر-كيرفوت (التي أصبحت لاحقًا شركة جي إي سي-ماركوني للأنظمة الإلكترونية، وهي الآن شركة بي إيه إي سيستمز للهندسة والأنظمة الإلكترونية ). وسار نشر النظام ببطء خلال أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات، ثم توسع بسرعة (بعد هجمات 11 سبتمبر 2001) استعدادًا لعملية الحرية الدائمة (أفغانستان) وعملية حرية العراق . ويتولى تطوير النظام حاليًا كل من شركة داتا لينك سوليوشنز ، وهي شركة مشتركة بين بي إيه إي وروكويل كولينز ، وشركة فياسات ، وائتلاف MIDS الدولي.

• قائمة المصطلحات العسكرية المعتمدة
• مسرد الاختصارات العسكرية
• مركز مراقبة الدفاع الجوي
• مركز معلومات القتال
• الاتصالات التكتيكية
• نظام البيانات التكتيكية البحرية
• مركز التحكم بالمهام
• فني إلكترونيات

• صفحة كولينز إيروسبيس MIDS
• صفحة Viasat MIDS