Расшифровка фсо рф: ФСО - это... Что такое ФСО?

Содержание

Расшифровка фсо рф – Фсо: расшифровка аббревиатуры. фсо россии: служба, академия и адрес||year|IMAGESNAMESfso-rasshifrovka-abbreviaturi-fso-rossii-sluzhba-akademiya-i-adres/IMAGESNAMES

Что такое ФСО и чем она занимается? | Справка | Вопрос-Ответ

Эмблема Федеральной службы охраны

Федеральная служба охраны Российской Федерации (ФСО России) — это федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по обеспечению безопасности руководства страны и объектов государственной охраны*. Основана 27 мая 1996 года.

Основными направлениями деятельности ФСО России являются:

обеспечение безопасности объектов государственной охраны в местах их постоянного и временного пребывания и на трассах проезда;
прогнозирование и выявление угрозы жизненно важным интересам объектов государственной охраны, осуществление комплекса мер по предотвращению этой угрозы;
предупреждение, выявление и пресечение противоправных посягательств на объекты государственной охраны и охраняемые объекты — здания, строения и сооружения, в которых размещены федеральные органы государственной власти, прилегающие к указанным зданиям, строениям и сооружениям территории и акватории, подлежащие защите в целях обеспечения безопасности объектов государственной охраны, а также здания, строения и сооружения, прилегающие к ним территории и акватории, находящиеся в оперативном управлении федеральных органов государственной охраны ;

предупреждение, выявление и пресечение преступлений и иных правонарушений на охраняемых объектах, в местах постоянного и временного пребывания объектов государственной охраны и на трассах их проезда;
участие в пределах своих полномочий в борьбе с терроризмом;
организация и обеспечение спецсвязи;
участие в разработке и реализации мер по обеспечению информационной безопасности РФ, противодействие техническим разведкам и защита сведений, составляющих государственную тайну;
информационно-технологическое и информационно-аналитическое обеспечение государственных органов, техническое обслуживание и программное сопровождение информационно-телекоммуникационных систем и ситуационных центров, а также информационное обеспечение управления государством в военное время и при чрезвычайных ситуациях;

обеспечение собственной безопасности.

Структура службы

Служба специальной связи и информации
Служба коменданта Московского Кремля (Президентский полк, Президентский оркестр)
Гараж особого назначения
Спортивный клуб ФСО России
Академия ФСО России

Возглавляет ФСО РФ генерал-майор Дмитрий Викторович Кочнев.

Директор Федеральной службы охраны (ФСО) Дмитрий Кочнев. Фото: РИА Новости/ Сергей Гунеев

Эмблема

Эмблема Федеральной службы охраны Российской Федерации представляет собой изображение золотого двуглавого орла с опущенными крыльями. Орёл охватывает лапами щит, окрашенный в цвета Государственного флага Российской Федерации. За щитом вертикально расположен серебристый меч остриём вниз. Военный геральдический знак ФСО РФ также может воспроизводиться в одноцветном изображении.

Флаг

Флаг Федеральной службы охраны Российской Федерации — это прямоугольное двустороннее полотнище. Рисунок лицевой и оборотной стороны полотнища одинаков и представляет собой четырёхконечный крест василькового (светло-синего) цвета с расширяющимися концами и с углами (между концами креста) белого цвета. В центре полотнища изображён военный геральдический знак — эмблема Федеральной службы охраны Российской Федерации. Отношение ширины флага к его длине — два к трём.

На основе каких нормативно-правовых документов действует ФСО?

Государственная охрана осуществляется на основе Конституции Российской Федерации, федеральных конституционных законов, федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также международных договоров Российской Федерации.Основными принципами осуществления государственной охраны являются принципы законности, уважения и соблюдения прав и свобод человека и гражданина.

Руководство деятельностью ФСО России осуществляет Президент Российской Федерации.

* К объектам государственной охраны относятся Президент Российской Федерации, лица, замещающие государственные должности Российской Федерации, федеральные государственные служащие, подлежащие государственной охране в соответствии с федеральным законом от 27 мая 1996 г. № 57-ФЗ «О государственной охране», а также главы иностранных государств и правительств и иные лица иностранных государств во время пребывания на территории Российской Федерации.

www.aif.ru

ФСО: расшифровка аббревиатуры. ФСО России: служба, академия и адрес

Система правоохранительных органов в любой стране мира включает в свою структуру большое количество ведомств, каждое из которых выполняет определённый перечень тех или иных функций. На одни ложится задача проведения оперативно-розыскной работы с целью выявления иностранных шпионов (контрразведка), другие должны заниматься раскрытием криминальных преступлений, третьи выполняют функции по охране должностных лиц. Как это ни странно, но практически в любом государстве существуют специальные охранные ведомства, которые действуют наравне с частными охранными фирмами или военными компаниями. Создание таких органов связано с необходимостью обеспечения охраны высших чинов государства, важных политических деятелей, дипломатов и т. п. Доверить такую важную задачу частной организации попросту глупо, ведь она не даёт гарантий по поводу действий своих подчинённых. К тому же их квалификация также вызывает большие сомнения. Таким образом, создаются государственные ведомства, на которых всецело ложится функция охраны. В данной статье мы поговорим о подобном ведомстве в системе правоохранительных органов Российской Федерации, которое носит название Федеральная Служба Охраны.

Общие сведения о ФСО

ФСО России – это служба федеральной охраны, которая является спецслужбой и занимается охраной высших чинов правительства, руководителей страны, а также обеспечением безопасной и защищённой связи. Данное ведомство входит в состав служб, которые обеспечивают безопасность страны. Это значит, что ФСО России наделено полномочиями проводить оперативно-розыскные мероприятия, наряду с ФСБ, ГФС, СВР и др. На службу в этой структуре берут граждан РФ на государственную гражданскую службу в органах охраны ФСО, а также военнослужащих по контракту. Нужно отметить грамотно созданную и эффективную организационную структуру ФСО. Расшифровка аббревиатуры службы даёт понять, какие функции возложены на структуру, однако о некоторых полномочиях многие люди не догадываются. Прежде чем перейти к рассмотрению функций органа, нужно детально изучить его богатую историю.

Охранные органы в царский период

История государственной охраны берёт своё начало ещё с XVII века. Родоначальником структуры, которая бы охраняла только царя, был Артаманов Матвей. Этот человек впервые в истории предложил выделить определённое количество человек из стрелецких полков для защиты царя. Тем не менее подобные подразделения не являлись профессиональными. По большому счёту они создавались из обычных военных. Свою ненадёжность подобная организация показала во время Декабристского восстания в 1825 году, когда многие «царские охранники» переметнулись на сторону восставших. Первое в истории России государственное ведомство охраны появилось лишь только в 1881 году. В его структуру входило множество подразделений, каждое из которых выполняло свои функции.

9-й Отдел КГБ

С падением самодержавия необходимость в обеспечении безопасности высших правительственных чинов не пропала. Этот вопрос достаточно остро проявился во времена СССР. Нужно было обеспечить охрану абсолютно всей коммунистической верхушки, на которой держался тоталитарный аппарат. Задачу подобной важности можно было доверить «в руки» только одного органа СССР – КГБ. 9-е управление этого правоохранительного органа считается прародителем ФСО России. Управление занималось охраной высших руководителей правительства и коммунистической партии. Отбор офицеров происходил достаточно серьёзно. На службу принимались физически подготовленные, высокоинтеллектуальные мужчины, у которых была военная подготовка. Практически вся партийная и политическая верхушка была обеспечена профессиональными охранниками 9-го управления КГБ.

Руководители, которых охраняло 9-е управление

Среди «клиентов» этого ведомства были такие видные политики, как Михаил Сергеевич Соломенцев (глава Комитета партийного контроля), Анатолий Лукьянов (председатель Верховного Совета СССР 1991 года), Борис Карлович Пуго, Никита Сергеевич Хрущёв и другие. В 1991 году управление было выведено из состава КГБ, а уже в 1996 году было создано ФСО, расшифровка которого звучит так: Федеральная служба Охраны.

Принципы работы и нормативная база

Немаловажную роль отыгрывают международные договоры, также являющиеся частью правовой основы деятельности Федеральной службы охраны. Существует ряд внутренних инструкций, регулирующих работу ФСО. В процессе деятельности данное ведомство придерживается принципов, а именно:

— уважение и соблюдение основных прав и свобод гражданина и человека;

— законность действий;

— взаимодействие с другими органами с целью обеспечения безопасности;

— сочетание в процессе работы гласных и негласных методов;

— поднадзорность и подконтрольность.

Из всего вышеперечисленного следует, что деятельность ФСО является сугубо демократической и прозрачной, хотя уровень секретности внутри структуры достаточно велик.

Основные задачи, выполняемые ФСО

Деятельностью органа руководит президент Российской Федерации. В число основных задач органа входят следующие:

1) Обеспечение безопасности объектам охраны в месте их постоянного и непосредственного пребывания, а также в процессе их передвижения.

2) Выявление, прогнозирование той угрозы, которая может возникнуть для объектов охраны, а также осуществление всех необходимых мер для её устранения.

3) Пресечение любых посягательств на объект охраны.

4) Пресечение и предупреждение преступлений и других правонарушений на объектах охраны или в области их пребывания.

5) Постоянная защита объектов охраны.

6) Всевозможная помощь в борьбе с терроризмом.

7) Обеспечение безопасности связи.

8) Противодействие информационной разведке и обеспечение секретной государственной связи.

9) Обеспечение личной безопасности служащих и руководства ФСО.

Академия ФСО России

Новые кадры для федеральной охраны проходят обучение и подготовку. Служба в ФСО доступна каждому физически развитому совершеннолетнему молодому человеку, который имеет военную подготовку или высшее образование. Большая часть кадров приходит из высшего учебного заведения, которое готовит специалистов для Федеральной Службы. Академия ФСО была основана в 1966 году. За годы своего существования это учебное заведение меняло своё название множество раз, тем не менее его функции остались неизменными. Академия ФСО входит в состав органов, обеспечивающих государственную охрану. Она даёт высшее профессиональное образование, которое предусматривает военную службу. Срок обучения может варьироваться от 5 до 6 лет, в зависимости от специальности. В академии даётся образование по следующим специальностям:

— радиосвязь;

— информационная безопасность;

— многоканальные системы телекоммуникации;

— системы коммуникаций, сети;

— правовое обеспечение безопасности (правовой факультет).

После окончания обучения курсанты должны пройти 5 лет службы, при этом им присваивается воинское звание лейтенанта. Таким образом, Академия ФСО – это высшее учебное заведение, готовящее специалистов для Федеральной Службы Охраны в РФ. На сегодняшний день это одно из самых престижных заведений в Российской Федерации.

Служба безопасности президента

Подразделение, занимающееся физической охраной президента, является особым в системе ФСО. Расшифровка его деятельности невозможна, потому что сведения о его работе относятся к государственной тайне. На сегодняшний день это одно из самых элитных подразделений Российской Федерации. Его сотрудники обеспечивают физическую охрану президента РФ, а также проводят специальную работу с целью предупреждения и предотвращения покушения на президента.

Заключение

Итак, мы ознакомились с историей, функциями и основными задачами ФСО. Расшифровка всех данных о работе этой службы невозможна, потому что её деятельность засекречена. Тем не менее в статье приведены все нормативные документы, согласно которым Федеральная Служба выполняет свои функции. С учётом секретности любой может обратиться с запросом или лично в ФСО России. Адрес службы в столице можно найти в справочнике, хотя он известен всем: Россия, город Москва, Кремль.

fb.ru

что это? Федеральная служба охраны Российской Федерации

Во все времена публичная власть, созданная человечеством, нуждалась в постоянной защите. Потому что она изначально не является идеальной по своей сути. Поэтому существует множество «недовольных», которые хотят каким-то образом на эту власть повлиять, с целью достижения каких-либо изменений в государстве. Что касается процесса защиты, то он испокон веков наполнялся различными традициями и особенностями. Люди, которые стояли на страже власти, всегда пользовались почётом и уважением в обществе, так как они фактически посвящали свою жизнь государству. На сегодняшний день подобного рода деятельность осуществляют специальные службы, которые существуют практически в каждом государстве. Но в данной статье автор возьмёт во внимание Российскую Федерацию, где государственная деятельность в сфере обеспечения безопасности государства имеет длинную историю и характерные особенности. Основным ведомством, которое является, по сути, защитником государственной власти, является Федеральная служба охраны Российской Федерации, или же сокращённо ФСО.

9-е управление КГБ

Федеральная служба охраны, по сути, была сформирована из некогда существовавшего 9-го управления комитета государственной безопасности СССР. Эта знаменитая структура была своеобразным «щитом», который защищал государство и коммунистический строй от любых посягательств практически на всех возможных уровнях. Данное управление было сформировано в 1954 году. К этому времени Коммунистическая партия достигла пика своего влияния в государстве, что обусловило потребность защиты её наиболее видных деятелей. Ведь в середине XX века Советский Союз был истинным титаном среди иных мировых держав. На протяжении всей истории существования этого государства сотрудники 9-го Управления КГБ осуществляли физическую охрану партийных деятелей вплоть до развала СССР.

Дальнейшая история ведомства

После развала Советского Союза было принято решение о создании аналогичного органа исполнительной власти. По сути, его задачи не слишком изменились. Главной целью так и оставалась физическая защита государственных лидеров. Одной из ключевых задач Главного управления охраны была безопасность президента, а начиная с 1992 года – обеспечение специальной связи. В 1996 году упомянутая служба расформировывается, и на её базе создаётся ФСО. Что это — стало понятно уже к концу года. К тому времени было разработано и учреждено положение этой службы.

ФСО — что это?

Это специальный орган исполнительной власти в Российской Федерации. По типу Федеральная служба охраны является спецслужбой, в число функций которой входит обеспечение защиты руководства страны, а также обеспечение их специальной связью. ФСО имеет специальный статус, и наряду с ФСБ, СВР, ГФС России имеет право вести оперативно-розыскную деятельность. Штатная структура федеральной охраны поделена на гражданскую и воинскую. На сегодняшний день ФСО является одной из ключевых специальных служб в России, потому что на неё возложены важные функции, одной из которых является обеспечение физической безопасности Президента РФ.

Ранее в статье были указаны особенности ФСО, что это за орган, его история. Но следует отметить тот факт, что многие люди не знают функциональную базу этого ведомства. В соответствии с Конституцией РФ федеральными законами и ведомственными нормативными актами на ФСО возложены следующие функции:

— Обеспечение охраны Президента Российской Федерации.

— Обеспечение физической охраны членов его семьи.

— Охрана специальных объектов в местах их пребывания.

— Обеспечение охраны на трассах и маршрутах передвижения Президента РФ.

— Охрана важных государственных мероприятий.

— Обеспечение безопасного питания Президента.

— Реализации физической охраны важных государственных деятелей.

Помимо этого, ведомство обеспечивает связь. ФСО реализует безопасную коммуникацию между высшими органами власти и Президентом Российской Федерации.

Нормативная база ФСО

Следует помнить, что Федеральная служба охраны – это исполнительный орган государственной власти, который существует и реализует свою деятельность исключительно в рамках закона. Действует целая иерархия нормативных актов, на основе которых ФСО осуществляет свою деятельность, а именно:

— Конституция Российской Федерации.

— Приказы, регламентирующие различные аспекты службы.

— Положение «О Федеральной службе охраны Российской Федерации».

Следует также отметить, что нормативное регулирование деятельности ФСО повсеместно модернизируется. В деятельность ведомства вводятся новые принципы, которые по максимуму отвечают положениям Конституции и международным стандартам.

Спецсвязь ФСО

Помимо физической зашиты ключевых фигур в государстве, федеральная служба охраны также занимается обеспечением специальной связи посредством одного из своих структурных подразделений. Таковым на сегодняшний день является Служба специальной связи и информации федеральной службы охраны РФ. На это подразделение возлагается задача по обеспечению специальной правительственной связи. Многие путают эту службу с фельдъегерскими подразделениями. Отличие состоит в том, что спецсвязь ФСО не занимается доставкой какой-либо секретной документации. Подразделение только обеспечивает коммуникацию внутри правительственного аппарата с использованием основных методов защиты передачи важной информации. Ранее служба специальной связи была отдельным ведомством, но с 2004 года стала частью Федеральной службы охраны России.

ФСО – структура

Федеральная служба охраны Российской Федерации имеет собственную структуру, которая позволяет достичь эффективного использования всех ресурсов ведомства для полного выполнения её задач. На сегодняшний день структура службы выглядит следующим образом:

— Непосредственно Федеральная служба охраны, в которую входит служба безопасности Президента, служба охранных мероприятий, комендант Кремля, спецсвязь и т.п.

— Вторым структурным элементом являются различные специальные подразделения, которые выполняют отдельные функциональные задачи ФСО.

Учебные заведения

Работа в ФСО подразумевает собой как гражданскую, так и военную службу. Однако, для непосредственной реализации главных задач службы существуют специальные учебные заведения, где готовятся специалисты нужных профилей. Одним из подобных является Академия Федеральной службы охраны РФ. В настоящее время в нём готовят специалистов по следующим направлениям:

— Юриспруденция.

— Телекоммуникационные сети.

— Радиосвязь.

— Системы коммутации.

— Информационная безопасность.

— Системы обработки информации.

По окончании обучения курсантам присваивается воинское звание лейтенанта. При этом все окончившие академию должны отработать 5 лет по контракту в органах федеральной охраны — это обязательные требования ФСО. Следует отметить, что время обучения и службы в федеральной охране засчитывается, как срок действительной военной службы.

Таким образом, работа в ФСО возможна после окончания специального учебного заведения, в котором человек приобретает необходимую специализацию. Нужно заметить, что большинство курсантов желают проходить службу после учебы в подразделениях охраны Президента РФ. Потому что считают эти формирования одними из самых престижных в России.

Итак, в статье автор привёл информацию о ФСО. Что это такое, как попасть в службу — также было освещено в статье. В заключение следует отметить, что в настоящее время органы федеральной охраны существенно эволюционировали в своей деятельности. В её работе все чаще используются новые методы, а также информационные технологии. Будем надеяться, что через несколько лет данная тенденция не пойдёт на убыль, а, наоборот, существенно повысит престиж ФСО и всех её сотрудников.

fb.ru

Чем отличается ФСБ от ФСО

В числе самых высокопрофессиональных спецслужб в России, а возможно, и в мире — российские ФСБ и ФСО. Чем занимается каждая из них?

Чем занимается ФСБ?

ФСБ — федеральная служба, выполняющая различные правоохранительные функции. Главным образом — связанные с обеспечением безопасности граждан РФ. Деятельность ФСБ регулируется отдельным федеральным законом.

В целях выполнения своих функций ФСБ вправе инициировать следственные мероприятия, дознание, осуществлять оперативно-розыскную, контрразведывательную деятельность. ФСБ решает задачи, связанные с противодействием терроризму, охраной границ и защитой информации, проводит антикоррупционные мероприятия.

В рамках контрразведывательной работы ФСБ занимается обнаружением, предупреждением и пресечением деятельности иностранных разведок и подотчетных им лиц на территории России — если данные активности направлены на причинение ущерба безопасности РФ.

Можно отметить, что в структуре ФСБ есть отдельные спецподразделения, которые противодействуют конкретно ЦРУ — крупнейшей разведывательной структуре США.

В рамках собственно разведки ФСБ добывает информацию, необходимую для решения самых разных задач. Данное направление деятельности ФСБ осуществляет на территории РФ. В то время как внешняя разведка находится в ведении другой федеральной структуры — СВР.

В рамках противодействия преступности и терроризму ФСБ занимается такими направлениями деятельности, как:

проведение оперативно-розыскных мероприятий, направленных на выявление фактов террористической деятельности;
выявление лиц, имеющих отношение к криминальным структурам и террористическим организациям;
обнаружение и пресечение деятельности вооруженных формирований;
выявление и пресечение деятельности различных лиц, направленной на незаконное изменение государственного строя РФ.

В компетенции ФСБ — охрана государственных границ. В рамках соответствующего направления деятельности рассматриваемая федеральная служба:

осуществляет контроль над пересечением границы России гражданами РФ и других государств;
обеспечивает соблюдение гражданами и организациями законодательства РФ, регулирующего процедуру пересечения границы страны;
защищает экономические и другие интересы РФ в рамках территории РФ, исключительной хозяйственной зоны государства, а также в рамках континентального шельфа страны.

В сфере обеспечения защиты информации ФСБ:

содействует решению государственных задач в сфере информационной безопасности, задействуя при этом доступные технологические средства — инженерные, криптографические;
обеспечивает передачу данных по защищенным каналам — также при использовании криптографических и иных специальных решений;
осуществляет лицензирование отдельных видов хозяйственной деятельности, связанных с обеспечением защиты информации, производит выдачу сертификатов соответствующим организациям.

Рассмотрим основные факты из истории ФСБ.

До декабря 1991 года функции, соответствующие ФСБ, исполняло КГБ СССР. В конце 1991-го КГБ был упразднен, и вместо него образовалось 2 структуры — Межреспубликанская служба безопасности, а также Центральная служба разведки. К тому моменту в РСФСР функционировало Агентство федеральной безопасности РСФСР, образовавшееся вместо КГБ РСФСР, учрежденное в мае 1991 года.

В 1992 году АФБ и МСБ были упразднены, а их функции переданы новому ведомству — Министерству безопасности РФ. В декабре 1993 года данная структура была упразднена, одновременно — создана Федеральная служба контрразведки. В 1995-м ФСК была преобразована в ФСБ.

Примечательно, что в кадровой структуре ФСБ предусмотрены как военные, так и гражданские должности. Подчиняется данная служба напрямую Президенту РФ, являющемуся, как известно, и гражданским лицом, и Верховным главнокомандующим Вооруженных сил России одновременно.

к содержанию ↑

Чем занимается ФСО?

ФСО — это также федеральная служба РФ. Ее функции связаны главным образом с осуществлением государственной охраны лиц, занимающих высшие государственные должности России. При осуществлении своих функций ФСО может вести оперативно-розыскную деятельность.

Главные задачи, которые решает ФСО, таковы:

обеспечение безопасности различных объектов, находящихся под государственной охраной, в местах их размещения, а также на трассах, которые к ним ведут;
мониторинг угроз интересам объектов, находящихся под государственной охраной, реализация мер, связанных с предотвращением соответствующих угроз;
предупреждение, обнаружение посягательств на безопасность охраняемых объектов, пресечение деятельности нарушителей;
защита объектов посредством разрешенных методов;
противодействие терроризму — в пределах установленных законом полномочий;
обеспечение защищенной связи для государственных органов власти;
обеспечение защиты информации, используемой структурами власти, — включая государственную тайну;
противодействие иностранным техническим разведкам;
информационное и техническое обеспечение госструктур, внедрение необходимых ресурсов для повышения защиты данных, используемых государственными органами;
информационное и техническое сопровождение ситуационных центров, формируемых при ЧС;
обеспечение собственной безопасности.

Как и в случае с ФСБ, в кадровой структуре ФСО предусмотрены как военные, так и гражданские должности.

Примечательна история развития ФСО. Как и в ситуации с ФСБ, она берет свое начало со времен СССР. Функции, в целом соответствовавшие тем, что мы рассмотрели выше, выполняло 9-е управление КГБ.

В 1990-м году данная структура была преобразована в Службу охраны КГБ. В 1991-м она была выведена из подчинения КГБ и стала самостоятельным субъектом — Управлением охраны, подотчетным Аппарату Президента СССР.

Также в 1991 году была учреждена собственная структура, занимающаяся безопасностью, Президентом РСФСР. Однако в конце года она была ликвидирована и уступила место новой структуре — Главному управлению охраны, также находящемуся в юрисдикции СССР. Позже данная организация стала ГУО России.

В 1994 году ГУО РФ было включено в состав федеральных органов власти. В 1995-м структура перешла в юрисдикцию Службы безопасности Президента РФ — в соответствии с положениями отдельного федерального закона.

В 1996 году вышел другой ФЗ, установивший, что правопреемником ГУО РФ становится ФСО. ГУО было соответствующим образом переименовано. В состав новой структуры впоследствии вошла Служба безопасности Президента.

В современном виде ФСО функционирует с 2004 года — когда в России было принято в качестве самостоятельного правового акта Положение о ФСО. Можно отметить, что функционировавшая до того Служба спецсвязи получила статус структурного подразделения ФСО.

Рассматриваемая федеральная структура, как и ФСБ, подотчетна Президенту РФ. Нормативно-правовые акты, непосредственно регулирующие работу ФСО, структура данного ведомства утверждаются при участии главы Российского государства.

В работе ФСО также принимает участие Правительство России, координируя деятельность ФСО в процессе взаимодействия ведомства с различными федеральными структурами.

к содержанию ↑

Сравнение

Основное отличие ФСБ от ФСО — в сфере деятельности. ФСБ занимается обеспечением безопасности всего населения страны в целом, а ФСО концентрирует работу в рамках защиты главным образом государственных лиц. ФСБ имеет ряд специфических компетенций, которых нет у ФСО, — таких как, например, осуществление контрразведывательной деятельности, обеспечение защиты границ.

ФСБ и ФСО находятся на одном уровне в системе государственной власти РФ. Обе структуры состоят в подчинении Президента России. ФСБ и ФСО — службы, вышедшие из КГБ СССР.

Рассмотрев, в чем разница между ФСБ и ФСО, отразим выводы в таблице.

к содержанию ↑

Таблица

ФСБ	ФСО
Что общего между ними?
Вышли из КГБ СССР
Являются федеральными службами — находятся на одном уровне в системе государственного управления РФ
Подотчетны Президенту России
В чем разница между ними?
Обеспечивает безопасность граждан РФ в целом	Концентрирует усилия на обеспечении главным образом безопасности лиц, занимающих высшие государственные должности
Участвует в охране границ	В общем случае не участвует в охране границ
Занимается контрразведкой	В общем случае не занимается контрразведкой

thedifference.ru

ФСО: расшифровка аббревиатуры. ФСО России: служба, академия и адрес

Охранные органы в царский период

9-й Отдел КГБ

Руководители, которых охраняло 9-е управление

Принципы работы и нормативная база

ФСО РФ является федеральным органом, который осуществляет обеспечение безопасности определённых объектов государственной охраны на основе правовых, оперативно-розыскных, охранных, организационных и других мер. Правовой основой структуры является Конституция РФ, федеральные законы, иные нормативно-правовые акты, регулирующие круг вопросов в области действия структуры. Немаловажную роль отыгрывают международные договоры, также являющиеся частью правовой основы деятельности Федеральной службы охраны. Существует ряд внутренних инструкций, регулирующих работу ФСО. В процессе деятельности данное ведомство придерживается принципов, а именно:

— уважение и соблюдение основных прав и свобод гражданина и человека;

— законность действий;

— взаимодействие с другими органами с целью обеспечения безопасности;

— сочетание в процессе работы гласных и негласных методов;

— поднадзорность и подконтрольность.

Основные задачи, выполняемые ФСО

3) Пресечение любых посягательств на объект охраны.

5) Постоянная защита объектов охраны.

6) Всевозможная помощь в борьбе с терроризмом.

7) Обеспечение безопасности связи.

8) Противодействие информационной разведке и обеспечение секретной государственной связи.

9) Обеспечение личной безопасности служащих и руководства ФСО.

Академия ФСО России

— радиосвязь;

— информационная безопасность;

— многоканальные системы телекоммуникации;

— системы коммуникаций, сети;

— правовое обеспечение безопасности (правовой факультет).

Служба безопасности президента

Заключение

autogear.ru

Федеральная служба охраны Российской Федерации

Федеральная служба охраны Российской Федерации (ФСО России) — федеральный орган исполнительной власти Российской Федерации, осуществляющий функции по выработке государственной политики, нормативно-правовому регулированию, контролю и надзору в сфере государственной охраны, президентской, правительственной и иных видов специальной связи и информации, предоставляемых федеральным органам государственной власти, органам государственной власти субъектов Российской Федерации и другим государственным органам.

История

Предшественником Федеральной службы охраны Российской Федерации было 9-е управление КГБ СССР, которое в феврале 1990 года было преобразовано в Службу охраны КГБ СССР^[1]. В сентябре 1991 года Служба охраны была выведена из ведения КГБ и преобразована в Управление охраны при Аппарате Президента СССР. Для охраны Президента РСФСР была создана Служба безопасности Президента РСФСР (СБП), а для охраны других высших должностных лиц — Главное управление охраны РСФСР (ГУО), в подчинение которого позже вошла и СБП. В январе 1994 года ГУО впервые было упомянуто в перечне федеральных органов исполнительной власти.

27 мая 1996 года федеральным законом установлено, что Федеральная служба охраны Российской Федерации является правопреемником Главного управления охраны Российской Федерации^[2]. 19 июня 1996 года, Указом Президента России, Главное управление охраны Российской Федерации переименовано в Федеральную службу охраны Российской Федерации. Руководителем службы назначен генерал-лейтенант Ю. В. Крапивин^[3].

Указом президента Российской Федерации от 2 июля 1996 г. № 1013 в состав Федеральной службы охраны Российской Федерации включена Служба безопасности президента Российской Федерации.

2 августа 1996 года — утверждено Положение о ФСО России.^[4]

14 августа 1996 года — Федеральная служба охраны Российской Федерации переименована в Федеральную службу охраны России^[5].

6 сентября 1996 года — предыдущее переименование было отменено.^[6]

18 мая 2000 года — руководителем службы назначен Е. А. Муров ^[7], с 21 ноября 2001 года должность именуется директор^[8].

В 2003 году на базе некоторых подразделений ликвидируемого ФАПСИ и Управления президентской связи ФСО России была образована Служба специальной связи и информации при ФСО России (Спецсвязь России).

7 августа 2004 года было принято новое Положение о ФСО России, а Спецсвязь России была включена непосредственно в центральный аппарат ФСО в качестве структурного подразделения^[9].

14 декабря 2011 года, 14 часов 30 минут, Москва, Кремль. Президент России Дмитрий Анатольевич Медведев вручил Знамя Федеральной службы охраны директору ФСО Евгению Алексеевичу Мурову. На знамени ФСО начертано: «Отечество, преданность и честь». Это девиз, которым всегда руководствовались солдаты и офицеры русской армии, офицеры Вооруженных Сил, включая Федеральную службу охраны.

Функции и задачи ФСО России

Государственная охрана — функция федеральных органов государственной власти в сфере обеспечения безопасности объектов государственной охраны, осуществляемая на основе совокупности правовых, организационных, охранных, режимных, оперативно-розыскных, технических и иных мер.

Основными принципами осуществления государственной охраны являются принципы законности, уважения и соблюдения прав и свобод человека и гражданина, централизованного руководства, взаимодействия государственных органов обеспечения безопасности, непрерывности, сочетания гласных и негласных методов деятельности, подконтрольности и поднадзорности.

Федеральная служба охраны Российской Федерации (ФСО России, бывшее Девятое управление КГБ СССР) является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики, нормативно-правовому регулированию, контролю и надзору в сфере государственной охраны, президентской, правительственной и иных видов специальной связи и информации, предоставляемых федеральным органам государственной власти, органам государственной власти субъектов Российской Федерации и другим государственным органам.

ФСО России осуществляет свою деятельность непосредственно и через территориальные органы.

Руководство деятельностью ФСО России осуществляет Президент Российской Федерации.

Положение о ФСО России и структура федеральных органов государственной охраны утверждаются Президентом Российской Федерации.

Правительство Российской Федерации координирует деятельность ФСО России в части, касающейся взаимодействия ФСО России с федеральными органами исполнительной власти.

Согласно Положению о Федеральной службе охраны основными задачами ФСО являются:

1) обеспечение безопасности объектов государственной охраны в местах их постоянного и временного пребывания и на трассах проезда;

2) прогнозирование и выявление угрозы жизненно важным интересам объектов государственной охраны, осуществление комплекса мер по предотвращению этой угрозы;

3) предупреждение, выявление и пресечение противоправных посягательств на объекты государственной охраны и охраняемые объекты;

4) предупреждение, выявление и пресечение преступлений и иных правонарушений на охраняемых объектах, в местах постоянного и временного пребывания объектов государственной охраны и на трассах их проезда;

5) защита охраняемых объектов;

6) участие в пределах своих полномочий в борьбе с терроризмом;

7) организация и обеспечение эксплуатации, безопасности, совершенствования специальной связи и информации, предоставляемых государственным органам;

8) участие в разработке и реализации мер по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации, противодействию техническим разведкам и защите сведений, составляющих государственную тайну;

9) осуществление государственной политики в области правовой информатизации Российской Федерации и координация работ, производимых в этой сфере;

10) информационно-технологическое и информационно-аналитическое обеспечение государственных органов, техническое обслуживание и программное сопровождение информационно-телекоммуникационных систем и ситуационных центров, а также информационное обеспечение управления государством в военное время и при чрезвычайных ситуациях;

11) обеспечение собственной безопасности.

Учебные заведения

Академия ФСО (до 2004 года носила название Академия ФАПСИ), готовящая, в частности, специалистов по информационной безопасности телекоммуникационных систем и радиосвязи находится в г. Орёл. Её филиал — Воронежский институт правительственной связи^[10]. Клуб Выпускников Академии ФСО
Учебный Центр ФСО России подготовки прапорщиков, курсов повышения квалификации, офицерских курсов.

Любопытные факты

Часть автомобилей, которые находятся в распоряжении ФСО московского региона, имеют номерные знаки с одними и теми же буквами Е-КХ, что в шутку расшифровывается водителями и журналистами как «еду как хочу».^[11] Инспекторы ГИБДД не имеют права останавливать автомобили ФСО со включёнными проблесковыми маячками и сиреной, а в случае нарушения ими правил могут лишь составить рапорт для начальства.
Существуют мошенники, выдающие себя за бывших сотрудников, такие как «Общество бывших сотрудников ФСО» и «Фонд ветеранов ФСО»

Руководители

Руководитель ФСО России (до 1996 г. — Главного управления охраны Российской Федерации)

Комендант Московского Кремля

Барсуков Михаил Иванович (10 декабря 1991 — 28 июля 1995)
Стрыгин Сергей Васильевич (29 июля 1995 — январь 2004 г.)
Хлебников Сергей Дмитриевич (c января 2004 г.)

Руководитель Службы специальной связи ФСО

См. также

Примечания

↑ История ФСО
↑ Федеральный закон от 27.05.1996 № 57-ФЗ «О государственной охране» (Гл.1, ст.ст.1-3)
↑ Указ Президента России от 19.06.1996 № 938 «О Федеральной службе охраны Российской Федерации»
↑ Указ Президента России от 02.08.1996 № 1136 «Об утверждении положения о Федеральной службе охраны Российской Федерации»
↑ Указ Президента России от 14.08.1996 № 1177 «О структуре федеральных органов исполнительной власти»
↑ Указ Президента России от 06.09.1996 № 1326 «Вопросы федеральных органов исполнительной власти»
↑ Указ Президента России от 18.05.2000 № 875 «О руководителе Федеральной службы охраны Российской Федерации»
↑ Указ Президента России от 21.11.2001 № 1343 «Вопросы Федеральной службы охраны Российской Федерации»
↑ Указ Президента России от 07.08.2004 № 1013 «Вопросы Федеральной службы охраны Российской Федерации» (ч.1, п.п.1-3, 8)
↑ http://www-vips.icn.gov.ru/
↑ STOPCRIME.RU — ЕКХ

Ссылки

dic.academic.ru

Что такое ФСО? Спецсвязь ФСО России :: BusinessMan.ru

На сегодняшний день во всех странах существуют структуры военизированных органов. Их основной целью является деятельность по поддержанию порядка внутри государства, а также его защита от нападений извне. При этом служба в таких органах всегда являлась почетной и крайне опасной. Но из всей структуры подобных ведомств можно выделить те, которые выполняют наиболее специфические задачи. К числу подобных относятся ведомства, обеспечивающие безопасность наиболее видных лиц государства. Такие органы существуют практически в любой стране мира. Их наличие просто необходимо, так как от деятельности таких служб зависит безопасность государственного аппарата, который фактически проявляется в лице отдельных людей, а именно: министров, директоров служб, президента и т. д.

Не является исключением и Российская Федерация. В нашей стране также присутствует достаточно специфическая служба, в число функций которой входит обеспечение безопасности первых людей страны. Таким образом, в статье пойдет речь о Федеральной службе охраны Российской Федерации, а также о её структуре и иных особенностях.

Что такое ФСО?

Большинство людей основывает свои знания о представленном ведомстве лишь на основе номерного знака Е-КХ, что в шутку очень часто интерпретируется как «еду как хочу». Однако ФСО России – это федеральная структура, а точнее орган исполнительной власти. Он реализует полномочия в сфере охраны частных лиц, а также обеспечивает защищенную связь в структуре руководства страны. ФСО России является специальной службой. Это значит, что данное ведомство наделено полномочиями проводить оперативно-розыскную деятельность.

Служба в органе производится как на гражданской, так и на воинской основе. Следует отметить, что это ведомство имеет достаточно богатую историю, которая тянется со времен Советского Союза.

История появления

Для ответа на вопрос о том, что такое ФСО, нужно вспомнить достаточно богатую историю этого органа. Создание охраны первых государственных лиц соотносится с человеком по имени Артаманов Матвей Сергеевич. Именно он в XVII веке обосновал существующую необходимость о выделении отдельных формирований, которые бы занимались исключительно царской охраной. С этого времени начинается развитие службы государственной охраны. Наибольшее количество славных традиций ФСО переняло от своего предшественника – 9-го управления Комитета государственной безопасности. Данное ведомство просуществовало вплоть до развала Советского Союза. Его правопреемником стало Главное управление охраны РСФСР, переименованное в Федеральную службу охраны Российской Федерации в 1996 году.

Основные функции ведомства

Федеральная служба охраны Российской Федерации в процессе своей деятельности осуществляет функции, которые обуславливают сферу работы данного ведомства. Прежде всего, нужно отметить тот факт, что ФСО – это орган исполнительной власти. То есть в своей работе он применяет методы, характерные для этой ветки государственного регулирования, например принуждение. Помимо этого, ФСО обеспечивает исполнение законодательства в целом и отдельных его норм в секторе своей работы.

К числу основных функций федеральной охраны можно отнести следующие:

выработка политики в определенной сфере;
нормативное регулирование тех или иных правоотношений;
осуществление надзора и контроля в сфере реализации государственной охраны;
обеспечение безопасности правительственной, президентской и иной специальной связи.

Что касается охраны, то она реализуется комплексно, вплоть до обеспечения физической защиты путем использования подготовленных служащих. Безопасность связи обеспечивает такое структурное ведомство, как спецсвязь ФСО России.

Ведомственные задачи

Каждый сотрудник ФСО и все ведомство в целом реализует свою работу с целью выполнения поставленных перед органом задач. Согласно основному нормативному акту, о котором пойдет речь далее в статье, федеральная охрана реализует следующие задачи:

Обеспечение личной безопасности первых лиц государства.
Своевременное выявление и ликвидация угрозы объектам охраны.
Предупреждение посягательств противоправного характера на объекты охраны.
Пресечение преступлений, осуществляемых по отношению к объектам охраны ведомства.
Защита объектов охраны.
Участие в процессе борьбы с терроризмом.
Обеспечение безопасности специальной связи.
Разработка политики в сфере организации глобальной информатизации России.

Принципы деятельности

Федеральная служба охраны реализует свою деятельность в правовом поле государства. То есть действия органа не выходят за рамки дозволенного. Об этом свидетельствуют принципы, на основе которых работает ФСО. К ним относятся:

законность;
соблюдение и уважение прав, свобод человека и гражданина;
централизация руководства Федеральной службы охраны;
всестороннее взаимодействие с иными органами исполнительной власти для наиболее эффективного обеспечения государственной охраны;
сочетание в работе как гласных, так и негласных методов;
органы ФСО являются поднадзорными в свой деятельности.

Помимо этого, принципы, на которых основана деятельность органа, доказывают существование определенной нормативной базы, о которой пойдет речь далее.

Нормативно-правовая база ФСО

Тот факт, что ФСО России является легитимным органом исполнительной власти, доказывает существование определенной нормативной базы, которая непосредственно регулирует деятельность службы. Главным правовым источником деятельности федеральной охраны является Конституция Российской Федерации. На основе её положений ФСО реализует свои функции по обеспечению охраны и спецсвязи. Помимо этого, значение деятельности органа раскрывается в Положении «О ФСО России».

Данный нормативный акт наиболее полно раскрывает функции и задачи этой структуры, что дает ей возможность эффективно работать. «Точечные» вопросы, возникающих при непосредственной работе службы, как правило, регулируют приказы ФСО. К примеру, на основе этих нормативных актов координируются моменты, связанные с поступлением в академию этого ведомства.

Структура Федеральной службы охраны Российской Федерации

В системе органа существует множество самостоятельных подразделений. При этом структура управления ФСО строится на основе внутреннего разделения. Внутренняя система органа построена следующим образом:

Руководство службой. К этой категории относится начальник ФСО.
Служба президентской безопасности.
Служба охранных мероприятий.
Комендантская служба.
Спецсвязь ФСО России.
Служба обеспечения.
Служба хозяйственного обеспечения.
Отдельные подразделения ФСО.
Учебные заведения и научные центры.

Основываясь на представленных выше ведомствах, можно ответить на вопрос о том, что такое ФСО. Однако необходимо отметить один специфический элемент, а именно службу специальной связи.

Спецсвязь федеральной охраны

В структуре Федеральной службы охраны Российской Федерации существует такое ведомство, как спецсвязь. Оно было создано на базе ранее существовавшего 8-го управления КГБ. Органы специальной связи в 2003 году были упразднены, а в структуре ФСО создана одноименная служба. В своей деятельности данный структурный элемент реализует полномочия по организации и обеспечению охраны разных видов правительственной связи в России. То есть служба отвечает за безопасность коммуникаций в системе высших органов власти страны.

Помимо того, в число основных задач спецсвязи также входит модернизация этой категории. То есть ведомство постоянно работает над изобретением новых методов безопасной коммуникации внутри государственного аппарата. Следует отметить, что также ведутся фундаментальные разработки в данной отрасли в таких научно-учебных заведениях, как, например, Академия Федеральной службы охраны России. Важным преимуществом этой организации является тот факт, что она готовит профессиональные кадры для упомянутого в статье ведомства.

Охрана президента

Еще одним важным структурным элементом ФСО является служба безопасности президента Российской Федерации. Ведомство было организованно в 1991 году путем издания специального указа №13. Служба вошла в состав федеральной охраны в 1996 году. В своей работе она занимается физической защитой персоны президента Российской Федерации. Сотрудники данного подразделения являются высококвалифицированными профессионалами. Деятельность охраны президента реализуется на основе ФЗ «О государственной охране». Помимо того, служба также обеспечивает безопасность семьи главного человека в стране.

Итак, в статье автор попытался ответить на вопрос о том, что такое ФСО. В заключение следует отметить, что этот орган исполнительной власти выполняет крайне важные функциональные задачи, от которых зависит степень защищенности аппарата государства. Мы проанализировали работу такого ведомства, как ФСО. Москва – это именно тот город, в котором находится главное здание управления службой. И это неудивительно, ведь тут ведут свою деятельность главные люди страны.

businessman.ru

Академия ФСО России

Обучение

Обучение курсантов в Академии осуществляется по следующим основным профессиональным образовательным программам:

высшего образования – программам специалитета:

среднего профессионального образования – программам подготовки специалистов среднего звена (реализуются в ВИПС (филиале) Академии ФСО России):

После зачисления в Академию курсанты поступают на военную службу. На них распространяются положения федеральных законов «О воинской обязанности и военной службе», «О статусе военнослужащих», а также Указа Президента РФ «Положение о порядке прохождения военной службы». Время обучения в вузе засчитывается в срок военной службы.

Во время обучения курсанты находятся на полном государственном (продовольственном и вещевом) обеспечении, им выплачивается денежное довольствие. В Академии имеются все необходимые социально-бытовые условия для организации и обеспечения жизнедеятельности слушателей и курсантов. Для курсантов 1–2 годов обучения оборудованы казарменные помещения, для слушателей и курсантов 3–5 годов обучения – общежития. Питание организовано в пяти столовых Академии. Функционирует медицинская служба, штат которой представлен врачами всех необходимых специальностей.

Учебный год делится на два семестра, каждый из которых заканчивается экзаменационной сессией.

Ежегодно курсантам предоставляются основной летний и дополнительный зимний каникулярные отпуска продолжительностью 30 и 15 суток соответственно.

В течение второго года обучения по достижении курсантами 18 лет с ними заключается контракт на время обучения в Академии и на 5 лет военной службы после её окончания.

Наиболее одарённые и отлично успевающие курсанты удостаиваются государственных и ведомственных стипендий, стипендии губернатора Орловской области.

Курсантам, завершившим обучение и прошедшим государственную итоговую аттестацию, присваиваются соответствующая квалификация, воинское звание «лейтенант» (для среднего профессионального образования – «прапорщик») и выдается диплом о высшем (среднем профессиональном) образовании.

Научно-педагогический состав Академии обладает высоким интеллектуальным потенциалом и большим опытом педагогической работы. Более 60 % профессорско-преподавательского состава имеют учёные степени (звания). В Академии функционируют военная адъюнктура и докторантура, а также диссертационный совет по защите диссертаций на соискание учёных степеней доктора и кандидата наук.

В вузе функционирует информационно-вычислительная сеть, обеспечивающая взаимодействие пользователей Академии через единую телекоммуникационную среду, а также доступ к сети Интернет. Для проведения учебных занятий в вузе имеется учебная вычислительная сеть. Библиотечные фонды Академии обеспечивают образовательный процесс и научные исследования необходимыми изданиями и информацией о них.

Расшифровка блатных автомобильных номеров | Дубли.рф

Часто наше внимание на дороге цепляют «красивые» автомобильные номера. Их обычно называют блатными, ведь получение такого сложно назвать счастливой случайностью. Совпадающие или зеркальные буквы и цифры, а также сочетания, наделяемые особым смыслом. Своеобразной расшифровкой таких «блатных» номеров наверно занимался каждый, но на самом деле, многие из них имеют вполне конкретную подоплеку и могут давать определенный сигнал сотрудникам ДПС и другим участникам движения. Невозможно дать однозначную расшифровку всем автомобильным номерам, поэтому в списке приведены самые распространенные из них.

МОСКВА

ЕКХ77 — номера, выделенные для автомобилей Федеральной службы охраны (ФСО) РФ. Распространенной версией расшифровки такого набора букв является история, некогда представленная в журнале «Автопилот». Согласно ей, желая добавить к уже закрепленной за ФСО серии ААА новую, начальник службы, Юрий Крапивин обратился к Борису Ельцину, бывшему тогда президентом РФ. Вместе они выбрали ЕКХ как сокращение от «Ельцин+Крапивин=Хорошо». Официальной же расшифровкой считается «единое кремлевское хозяйство». Есть еще один вариант, прижившийся в народе — «Еду как хочу». Сейчас эту серию можно встретить нечасто.

ЕКХ 99, ЕКХ 97, ЕКХ 177, СКА77 – Федеральная служба охраны РФ.

ХКХ77 – частично автономера ФСБ, частично распродана.

САС77 — сейчас не встречается, когда-то принадлежала ФСБ.

АОО77, ВОО77, МОО77, СОО77 — характерны для автомобилей, которые приписаны к Управлению делами президента.

КОО77 — Конституционный суд, частники.

AMP97 — серия образовалась в результате борьбы с большим количеством спецсигналов. Эти блатные номера были выданы автомобилям, за которыми, вне зависимости от принадлежности, было сохранено право использовать синие фонари (за исключением АААФЛ). Так, часть серии принадлежит ФСБ, часть МВД и часть другим структурам, например, администрации президента.

АКР177, ВКР177, ЕКР177, ККР177 – также были выданы тем, кто попал под отмену использования синих автомобильных мигалок. Из последних двух серий, вероятно, что-то досталось и частникам.

ЕРЕ177 – около 300 номеров послужило заменой для «флаговых» ГосДумы. Народная расшифровка – «Единая Россия едет».

ООО77, 99, 97, 177, 199 — сейчас по большей части частники и коммерсанты.

CCC77 — серия отличает автомобили Фельдъегерской службы, Центра спецсвязи, Министерства связи и «близких» к ним структур, а также может использоваться на личном транспорте. В народе известная расшифровка таких блатных номеров — «три Семёна».

CCC99 — преимущественно частники.

CCC97 — ГЦСС и частные.

МММ77, 99 — сейчас – частники, до появления синих автомобильных номеров – МВД.

ААА77, 99, 97, 177, 199 — сейчас с высокой вероятностью частники.

ХХХ99 — частники, ФСБ.

ККК99 — частники.

ННН99 – могут быть у сотрудников налоговой полиции, ГНК, частников.

Другие одинаковые буквы — просто «красивые» автомобильные номера. Расшифровку можно додумать самим.

АММ77 — серия для личных авто блатных и служебных начальства ГИБДД в столице, раньше предназначалась для машин МВД РФ.

*ММ77 — прежде чем появились синие автомобильные номера, использовалась Московской милицией.

АМР77 — ранее только автомобили ЦАБ МВД РФ, а сейчас частные машины руководства и обычных граждан.

КМР77 — простые блатные номера.

ММР77 — частники, немного ФСБ.

РМР77 — серия соответствует автомобилям Министерства юстиции.

ТМР77 — недоступные в базе транспортные средства Департамента обеспечения правопорядка на закрытых территориях и режимных объектах, в том числе космонавты и частники.

АМО77 — администрация Москвы, частники. Первоначально у этих автомобильных номеров была еще одна особенность: отсутствовал триколор, а буквы rus были объемными.

АМО99, 97 — блатные частники, в т. ч. имеющие непосредственное отношение к администрации Москвы.

НАА99, ТАА99, САА99, ХАА99 – «закрытые» в базах серии (ПОПИЗ – по письменному запросу).

EPE177 — депутаты Федерального собрания, частники (народная расшифровка — «Единая Россия Едет»).

СКО199 — Следственный комитет при прокуратуре Российской Федерации.

Одинаковые буквы и цифры 177 – блатные, крайне распространенные около здания Госавтоинспекции на Садовой-Самотечной.

Любые «круглые» номера, особенно первые десятки с двумя нулями в начале (001-009) или конце (100, 200, …, 900), с тремя одинаковыми цифрами (111, 222, …, 999), самые престижные блатные сочетания — 77777 или 99999, у которых все цифры, включая код региона, совпадают.

НОВОСИБИРСКАЯ ОБЛАСТЬ

ААА54 — первые сто номеров принадлежат полпреду президента, дальше – блатные.

ННН54 — автомобили мэрии Новосибирска, администрации Новосибирской области и областного совета. Среди горожан популярная расшифровка «Не трожь Новосибирское Начальство». Интересно, что броневики одного из коммерческих банков тоже используют номера «ННН», но кемеровские.

АСК54 — УФСБ по Новосибирской области, после 200-го — блатные.

АНО54 — старая серия для администрации Новосибирской области (использовалась до введения «ННН»).

РРР54 МОР54 — «морозовские» номера, такая расшифровка связана с введением их бывшим начальником УГИБДД Петром Морозовым.

НСО54 — блатная «яковлевская» серия, название получила благодаря бывшему начальнику УГИБДД Виталию Яковлеву.

МРО54 — Когда в серии автомобильного номера запретили использовать букву D, сменили старую MVD54. С приходом начальника УГИБДД С. В. Штельмаха снова была заменена. В народе господствовала такая расшифровка: «Менты Разочаровали, Обидно».

ООМ54 — спецсерия начальника УГИБДД С. В. Штельмаха.

МВУ54 — номера ГУВД по НСО.

ВВВ54 — серия начальника ГУВД по Новосибирской области.

УВУ54 — используется РУВД и ГАИ.

УВО54 — Управление вневедомственной охраны при ГУВД по НСО.

Другие серии номеров с мигалками

ВМР – правительство, частные лица, банки.

ЕЕЕ – частные лица, имеющие блат в ГИБДД. Даже в расшифровке не нуждается, судя по буквам, обладатели довольны.

ККХ – ФСБ, ФСО и пр.

КММ – пожарные и блатные.

ОМР – правительство, банки, избранные частники.

СММ – полиция и часть по блату (СММ обычно расшифровывают как маркетинг в социальных медиа, ну может кто-то из них действительно там работает).

ССС – ФСО, ФСБ, правительство, частные лица, имеющие блат в ГИБДД.

УМР – правительство и частники по блату.

УУУ – исключительно блатные.

Расшифровка блатных автомобильных номеров поможет вам чуть лучше понимать происходящее на дороге. Воспользуйтесь возможностью перерегистрации автомобиля с сохранением номеров, если не хотите расставаться со своим номерным знаком при смене авто.

ФСО: расшифровка аббревиатуры. ФСО России: служба, академия и адрес

Общие сведения о ФСО

Охранные органы в царский период

9-й Отдел КГБ

Руководители, которых охраняло 9-е управление

Принципы работы и нормативная база

— уважение и соблюдение основных прав и свобод гражданина и человека;

— законность действий;

— взаимодействие с другими органами с целью обеспечения безопасности;

— сочетание в процессе работы гласных и негласных методов;

— поднадзорность и подконтрольность.

Основные задачи, выполняемые ФСО

3) Пресечение любых посягательств на объект охраны.

5) Постоянная защита объектов охраны.

6) Всевозможная помощь в борьбе с терроризмом.

7) Обеспечение безопасности связи.

8) Противодействие информационной разведке и обеспечение секретной государственной связи.

9) Обеспечение личной безопасности служащих и руководства ФСО.

Академия ФСО России

— радиосвязь;

— информационная безопасность;

— многоканальные системы телекоммуникации;

— системы коммуникаций, сети;

— правовое обеспечение безопасности (правовой факультет).

Служба безопасности президента

Заключение

Supplier: Федеральное государственное унитарное предприятие «СВЭКО» Федеральной службы охраны Российской Федерации (ФГУП «СВЭКО» ФСО России)

Contract number: 2770203815021000190 Customer: ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОРОДА МОСКВЫ «МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ МЕТРОПОЛИТЕН ИМЕНИ В.И. ЛЕНИНА» Subject: Работы строительные с пециализированные прочие, не включенные в другие группировки Conclusion date: 2021-02-15 Execution completion date: 2022-04-30	263 550 503
Contract number: 1770721078120000137 Customer: АППАРАТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО СОБРАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subject: Оказание услуг по сопровождению Интернет-ресурса Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации (Официального сайта) Conclusion date: 2020-12-23 Execution completion date: 2021-12-31	4 814 643
Contract number: 1770406090820000041 Customer: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЛЬТУРЫ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ МУЗЕЙ» Subjects: Аппаратно-программный тепловизионный комплекс «СВ-Т01» мобильный с TV панелью 49´´ и АРМ оператора and 1 more Conclusion date: 2020-12-21 Execution completion date: 2021-01-15	6 045 499
Contract number: 1770406090820000040 Customer: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУЛЬТУРЫ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ МУЗЕЙ» Subjects: Очиститель воздуха LAM-40A and 4 more Conclusion date: 2020-12-21 Execution completion date: 2021-01-15	2 851 250
Contract number: 2770203815020001312 Customer: ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОРОДА МОСКВЫ «МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ МЕТРОПОЛИТЕН ИМЕНИ В.И. ЛЕНИНА» Subject: Работы строительные с пециализированные прочие, не включенные в другие группировки Conclusion date: 2020-12-09 Execution completion date: 2022-05-30	1 527 447 945
Contract number: 1770850309020000126 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subjects: Модуль аналоговых абонентских линий SLMAV со встроенным RG (24 порта) and 47 more Conclusion date: 2020-12-09 Execution completion date: 2021-06-07	20 309 612
Contract number: 1770850309020000121 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subjects: Коммутатор Cisco SG350-28 28-port Gigabit Managed Switch and 21 more Conclusion date: 2020-11-17 Execution completion date: 2021-05-07	79 760 551
Contract number: 2010501406420000047 Customer: АДМИНИСТРАЦИЯ ГЛАВЫ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ И КАБИНЕТА МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ Subject: Выполнение работ по созданию ситуационного центра Главы Республики Адыгея, создаваемого в рамках системы распределенных ситуационных центров Conclusion date: 2020-09-14 Execution completion date: 2020-12-31	44 978 028
Contract number: 2745326143720000017 Customer: ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ «ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ВЫЗОВОВ СИСТЕМЫ 112 — БЕЗОПАСНЫЙ РЕГИОН» Subjects: работы по развитию автоматизированной системы фото-видеофиксации нарушений правил дорожного движения в рамках развития аппаратно-программного комплекса «Безопасный регион» на дорогах регионального и межмуниципального значения Челябинской области and 1 more Conclusion date: 2020-08-10 Execution completion date: 2020-12-31	91 000 000
Contract number: 1501300705920000032 Customer: ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 16660 Subject: Оказание услуг по комплексу мероприятий по осуществлению авторского надзора Conclusion date: 2020-06-26 Execution completion date: 2020-12-31	17 900
Contract number: 1501300705920000005 Customer: ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 16660 Subject: Выполнение работ по капитальному ремонту здания «Казарма №1» Conclusion date: 2020-04-24 Execution completion date: 2020-12-31	9 695 664
Contract number: 1770850309020000041 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subjects: Пылесос and 37 more Conclusion date: 2020-04-07 Execution completion date: 2020-12-09	19 287 751
Contract number: 1770850309020000029 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subject: Электроагрет дизельный АДС400-Т400 РК1Н2 Т31938 Conclusion date: 2020-03-10 Execution completion date: 2020-09-01	9 190 358
Contract number: 1770850309020000026 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subjects: Лента and 8 more Conclusion date: 2020-02-18 Execution completion date: 2020-03-02	9 179 645
Contract number: 1770721078119000234 Customer: АППАРАТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЫ ФЕДЕРАЛЬНОГО СОБРАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subject: Оказание услуг по сопровождению Интернет-ресурса Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации (Официального сайта) Conclusion date: 2019-12-25 Execution completion date: 2020-12-31	4 999 887
Contract number: 1773425509019000100 Customer: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ «ЦЕНТР КРОВИ ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА» Subjects: Услуги по обеспечению функционирования аппаратно-программных средств системы защиты информации СПО ЕИБД в ФГБУЗ Центр крови ФМБА России (в период с 01.04.2020 по 30.06.2020) and 33 more Conclusion date: 2019-12-23 Execution completion date: 2020-08-24	421 332 572
Contract number: 1770850309019000128 Customer: УПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ СЛУЖБЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subjects: Неисключительное право на использование программного обеспечения and 74 more Conclusion date: 2019-12-07 Execution completion date: 2019-12-13	28 452 054
Contract number: 2500000152519001063 Customer: ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ «МОСАВТОДОР» Subject: Услуги по руководству строительными проектами прочие Conclusion date: 2019-11-18 Execution completion date: 2020-01-31	56 404
Contract number: 3540601077819000002 Customer: МУНИЦИПАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА «УПРАВЛЕНИЕ ЗАКАЗЧИКА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПОДЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ» Subject: Выполнение по заданию Заказчика строительно-монтажных работ по строительству пешеходного перехода через дамбу Октябрьского моста для обеспечения транспортной доступности к Многофункциональной ледовой арене в Кировском и Ленинском районах г. Новосибирска Conclusion date: 2019-09-06 Execution completion date: 2021-12-31	306 440 667
Contract number: 3540601077819000001 Customer: МУНИЦИПАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА «УПРАВЛЕНИЕ ЗАКАЗЧИКА ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПОДЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ» Subject: Выполнение по заданию Заказчика строительно-монтажных работ по строительству Комплекса сооружений поверхностного водоотвода с территории, прилегающей к Многофункциональной ледовой арене в Кировском и Ленинском районах г. Новосибирска. Conclusion date: 2019-09-06 Execution completion date: 2022-12-31	1 418 515 130
Contract number: 1770235824819000053 Customer: СЛУЖБА СПЕЦИАЛЬНОЙ СВЯЗИ И ИНФОРМАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subject: Выполнение работ по капитальному ремонту помещения №468-ТЗ, расположенном по адресу: г. Москва, Большой Кисельный переулок, д. 4 Conclusion date: 2019-08-30 Execution completion date: 2019-12-23	703 756
Contract number: 1501300705919000037 Customer: ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 16660 Subject: Оказание услуг по комплексу мероприятий авторского надзора за выполнением работ по капитальному ремонту здания «Казарма № 1» Conclusion date: 2019-08-06 Execution completion date: 2019-12-31	95 031
Contract number: 1501300705919000038 Customer: ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 16660 Subject: Выполнение работ по капитальному ремонту здания «Казарма №1» Conclusion date: 2019-08-05 Execution completion date: 2019-12-31	54 771 792
Contract number: 1770235824819000048 Customer: СЛУЖБА СПЕЦИАЛЬНОЙ СВЯЗИ И ИНФОРМАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Subject: Выполнение работ по капитальному ремонту помещения для выдачи носителей информации в интересах создаваемого Удостоверяющего центра Минфина России на объекте, расположенном по адресу: г. Москва, Большой Кисельный переулок, д. 4 Conclusion date: 2019-07-30 Execution completion date: 2019-12-21	525 434
Contract number: 2745326143719000034 Customer: ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ «ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ВЫЗОВОВ СИСТЕМЫ 112 — БЕЗОПАСНЫЙ РЕГИОН» Subjects: выполнение работ по развитию автоматизированной системы фото-видеофиксации нарушений правил дорожного движения и постов видеонаблюдения в местах массового нахождения граждан в рамках развития аппаратно-программного комплекса «Безопасный регион» на территории Челябинской области and 1 more Conclusion date: 2019-07-16 Execution completion date: 2019-12-31	307 000 000

50 лет 2 Отделу Управления личной охраны (18 отделение)

«…Личная охрана – это не только наука, это еще и повседневное огромное испытание: физическое, психологическое. Сочетание холодного рассудка и оперативной смекалки. И нравственность – обязательное качество, безнравственный человек в нашем деле просто опасен».

В. Медведев.
«Человек за спиной»

Задачей Российского государства является создание и сохранение необходимых условий для стабильного политического и социально-экономического развития общества и всех его институтов. Этой цели подчинен весь аппарат государственной безопасности, в котором органы государственной охраны занимают особое место.

Государственная охрана призвана оберегать жизнь руководителей страны, что, в свою очередь, выступает залогом сохранения стабильности властной вертикали. Как один из элементов государственного механизма органы государственной охраны выполняют специфические функции в системе силовых правоохранительных органов и институтов государства, обеспечивающих национальную безопасность Российской Федерации. Не случайно в декабрьском 2009 года обращении президента Российской Федерации Дмитрия Медведева к сотрудникам спецслужб в связи с их профессиональным праздником отмечается: «Сегодня растущие оперативные, технические и аналитические возможности специальных служб должны более эффективно использоваться для предотвращения внутренних и внешних угроз нашему государству». При этом президент России еще раз напомнил, что к сотрудникам специальных служб всегда предъявлялись, и будут предъявляться в дальнейшем самые высокие требования.

История становления системы государственной охраны России уходит вглубь столетий. Созданию специального ведомства предшествовал длительный период. Постепенно под воздействием внешних и внутренних факторов угрозы происходило осознание, что функция охраны руководства государства является самостоятельным направлением и неотъемлемой частью государственной системы безопасности.

В первой половине XIX века учреждается первое профессиональное постоянно действующее специальное воинское подразделение охраны – Собственный Его Императорского Величества конвой – личная (выездная) охрана императора. Во второй половине XIX века существовавшая в Российской империи система обеспечения безопасности первых лиц государства столкнулась с угрозой нараставшего революционного движения, которое избрало террор как средство достижения своих целей.

После покушения в апреле 1866 года на императора Александра II 2 мая была сформирована специальная негласная «охранительная» команда (Охранная стража) III Отделения Собственной Его Императорского Величества канцелярии, главной задачей которой являлось обеспечение личной безопасности императора при его нахождении вне постоянных резиденций, то есть при проведении эпизодических мероприятий.

Сотрудники команды охраняли царя в штатском платье и только в исключительных случаях малая часть охраны могла быть одета в форменную одежду. Вновь созданное подразделение действовало в глубокой тайне, сотрудники команды давали подписку о неразглашении служебных и иных сведений. Начальник «охранительной» команды подчинялся непосредственно управляющему III Отделением С.Е.И.В. канцелярии.

Несмотря на усиленные попытки противодействия многочисленным актам политического террора, основной мишенью которых стал император Александр II, дальнейшее укрепление подразделений охраны и существенное расширение влияния структур, обеспечивавших безопасность царя, трагического исхода избежать не удалось.

Гибель 1 марта 1881 года Александра II определила рубеж, за которым последовал переход к качественно иному этапу развития системы государственной охраны России. Новая концепция исходила из принципа комплексной охраны императора и единой координации действий всех задействованных в ней структур: гвардейских частей, специальных воинских формирований, общеимперских и дворцовых спецслужб.

11 августа 1881 года император Александр III утвердил штаты охранных структур и «Положение об охране Его Величества». 3 сентября 1881 года указом Александра III на должность Главного начальника Собственной Его Императорского Величества охраны назначается генерал-майор Свиты Его Императорского Величества П.А. Черевин. Так было завершено правовое оформление специальной службы – Собственной Его Императорского Величества охраны, первого в России специального органа по охране высших должностных лиц государства. Вся служба подчинялась Главному начальнику охраны, а Главный начальник охраны непосредственно подчинялся только императору и имел право личного доклада.

Одна из самых сложных и ответственных функций – обеспечение безопасности при проведении эпизодических мероприятий, то есть нахождении охраняемых лиц вне постоянных резиденций, легла на вновь созданное подразделение – Дворцовую агентуру.Сотрудники этого подразделения, которые пришли на смену «охранительной» команде III Отделения Собственной Его Императорского Величества канцелярии, имели специальную подготовку и занимались исключительно охраной императора при его нахождении вне постоянных резиденций.

Созданная в 1881 году система государственной охраны далее работала практически без сбоев и просуществовала до февраля 1917 года. Ее составная часть – подведомственная Дворцовой полиции Дворцовая агентура, или так называемый Особый (летучий) отряд охраны, занимавшийся обеспечением безопасности на эпизодических мероприятиях во главе с генерал-майором А.И. Спиридовичем, стала прообразом существующего в наши дни подразделения в УЛО СОМ ФСО России.

После октябрьских событий 1917 года в России сложилась крайне напряженная обстановка. Гражданская война осложнялась выступлениями внутренней оппозиции, использованием тактики индивидуального террора против руководителей Советского государства. Это заставило правительство республики решить вопрос о скорейшем создании в ВЧК специального подразделения по охране высших руководителей новой России.

Оперативное отделение, а затем Специальное отделение (специальная охрана) при Президиуме (с 1923 года при Коллегии) ВЧК, в составе полутора десятка сотрудников – комиссаров для особых поручений, негласно обеспечивала безопасность руководителей государства, в основном в местах их кратковременного пребывания.

Специальное отделение стояло на страже безопасности руководителей Советского государства до конца 30-х годов XX века.

В 1930 году функции Специального отделения были переданы в Оперативный отдел ОГПУ. Различные подразделения этого отдела обеспечивали охрану руководства государства, а также безопасность правительственных мероприятий. 13 июля 1934 года в соответствии с постановлением Президиума ЦИК СССР «Об организации общесоюзного комиссариата Внутренних дел СССР» Оперативный отдел вошел в состав НКВД СССР. Функции Оперода в области обеспечения государственной охраны не изменились. Отделением специальной охраны в 1934–1936 годах руководил Н.А. Голубев.

22 апреля 1936 года утверждается новое штатное расписание Оперативного отдела Главного управления государственной безопасности (ГУГБ) НКВД СССР. Задачи в области охраны были возложены на Особую часть Оперода, в которую входила группа обеспечения эпизодических мероприятий.

28 ноября 1936 года из Оперативного отдела ГУГБ НКВД СССР выделился в самостоятельную структуру Отдел охраны правительства и дипломатического корпуса. 25 декабря 1936 года отделам Главного управления государственной безопасности НКВД СССР присвоили нумерацию, и Отдел охраны правительства и дипломатического корпуса стал 1-м отделом ГУГБ НКВД СССР. Одно из подразделений 1-го отдела ГУГБ НКВД СССР занималось охраной при проведении эпизодических мероприятий. В дальнейшем подразделению, несущему охрану в местах временного пребывания охраняемых лиц, присваивался определенный номер, либо оно именовалось «резервной охраной», или «оперативным резервом». Как правило, в состав подразделения входили служебная группа и несколько оперативных групп для обеспечения безопасности на массовых мероприятиях.

В годы Великой Отечественной войны личный состав отделения, отвечавшего за охрану на эпизодических мероприятиях, выполнял основную стоящую перед ним задачу – обеспечивал безопасность охраняемых лиц в труднейших условиях военного времени. Личный состав отделения по проведению эпизодических мероприятий, совместно с другими подразделениями государственной охраны СССР, выполнил 803 оперативных задания, в том числе обеспечил безопасность 157 поездок охраняемых лиц на фронт и в прифронтовые районы, 118 командировок по стране и 19 за границу. За это время сотрудники подразделений эпизодической охраны принимали участие в обеспечении безопасности 17 визитов высокопоставленных иностранных гостей в СССР. Несмотря на многочисленные критические ситуации, потерь среди «объектов охраны» не было. А опасность для охраняемых лиц в дни войны была не только потенциальной, но и реальной. Особо необходимо отметить высочайший профессионализм наших офицеров, продемонстрированный ими во время обеспечения безопасности трех международных конференций: Тегеранской (1943 год), Ялтинской и Потсдамской (1945 год).

В послевоенный период это подразделение много раз меняло номер (иногда номер не присваивался, а оно именовалось «резервным») при вхождении в 6-е управление Народного комиссариата госбезопасности СССР, Главное управление охраны (ГУО) и Управление охраны Министерства госбезопасности СССР, 9-е Управление МВД СССР, а после 1954 года – в 9-е Управление КГБ при Совете министров СССР. В эти годы личный состав выполнил большое количество специальных заданий. Это парады и демонстрации на Красной площади; физкультурные парады на стадионах «Динамо» и «Лужники»; авиационные праздники в Тушино, куда стремились попасть многие москвичи; VI Всемирный фестиваль молодежи и студентов в Москве; эпизодические мероприятия на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, в учреждениях культуры.

Многочисленные массовые мероприятия в те годы проводились не только на Красной площади, в Московском Кремле, но и на стадионах, во Дворце спорта в Лужниках, на площадях столицы. Обеспечивались визиты руководителей иностранных государств, проведение приемов, различных праздников, поездки охраняемых лиц по стране и за границу.

В феврале 1960 года, в связи с утверждением новых штатов 9-го Управления КГБ при Совете министров СССР, резервному подразделению – отделению по обеспечению безопасности в местах временного пребывания охраняемых лиц был присвоен № 18. С этого времени напряжение в работе выросло многократно. Насколько трудна и ответственна деятельность подразделения по охране эпизодических мероприятий, можно судить по тому, что в 60–80-е годы прошлого столетия в СССР ежегодно прибывало до 70–80 делегаций государственного и правительственного уровня, а советские руководители совершали в среднем примерно полсотни визитов за границу. Обеспечивалось большое количество массовых мероприятий. Все это легло на плечи сотрудников 18-го отделения. Его представителей знали не только во всех уголках Советского Союза, но и в большинстве столиц зарубежных государств.

Подразделение по охране эпизодических мероприятий под № 18 просуществовало до августа 1991 года. Отличительная черта сотрудника отделения – дисциплина, самостоятельность и ответственность. 18-е отделение всегда было подразделением, в котором служили лучшие офицеры 9-го Управления КГБ СССР. Наши ветераны этими качествами владеют сполна. Для них это родное подразделение, в котором прошло их становление, вся дальнейшая служебная и оперативная деятельность.

За прошедшие со дня образования 18-го отделения пятьдесят лет сменилось несколько поколений офицеров государственной охраны, которые в нелегких, а порой в опасных условиях обеспечивали государственную безопасность нашей Родины. И сегодня профессионализм наших ветеранов, их высочайшая ответственность за порученное дело являются примером и повседневной нормой деятельности сотрудников 2-го отдела УЛО СОМ ФСО России.

Наш рассказ – о малоизвестных страницах жизни и деятельности 18-го отделения, уникальных направлениях работы ее сотрудников.

До сих пор остаются малоизвестными факты из истории охраны о том, что сотрудники 18-го отделения охраняли академиков-ядерщиков. К сожалению, до нас дошли скудные сведения о работе охраны с учеными. Известно, что с 1946 по 1959 год охрана была предоставлена всем выдающимся физикам, ведущим ядерные разработки.

С 1959 года охрану оставили только двум академикам – Игорю Васильевичу Курчатову и Юлию Борисовичу Харитону. И.В. Курчатов являлся основателем и первым директором Института атомной энергии, который с 1960 года стал носить его имя. Охрана у академика Ю.Б. Харитона просуществовала до 1965 года. Офицеры постоянно находились с ученым на работе, на отдыхе, в командировках. В Москве с Курчатовым работал офицер резервного отделения Николай Карпович Сафрончев, а в Арзамасе у Харитона несли охрану Владимир Гаврилович Трофимов и Евгений Георгиевич Мартынов.

По известным причинам об охране ученых распространяться было не принято. Специфика службы накладывала отпечаток секретности. Когда в 1954 году старшему лейтенанту Н.К. Сафрончеву предложили поехать поработать с учеными, сразу предупредили: ни с кем об этом ни слова. Он и Михаил Елисеев поехали в Арзамас, где до 1958 года работали с Андреем Дмитриевичем Сахаровым, каждый день сопровождая его на работу и с работы. Н.К. Сафрончев вспоминал, как ему довелось присутствовать на полигоне во время испытаний водородного оружия: «Эти испытания проходили в ноябре 1955 года. Страшная вещь. В 7 часов утра 5 ноября в воздух поднялся самолет, весь белый. Эта краска защищала его от излучений. Мы стояли на открытой площадке, тут же было и все руководство. Все стояли и ждали, что произойдет. И вот сообщают, что сброшена бомба. И вот удар, взрыв в несколько раз сильнее грома. Расстояние от эпицентра тридцать километров. Затем все сели в машины и поехали в том направлении. Все горело. Земля оплавилась. Очень сильные впечатления…»

12 апреля 1961 года впервые в истории человечества Юрий Алексеевич Гагарин совершил исторический полет на космическом корабле «Восток». Было принято решение о выделении первому космонавту охраны на время протокольных встреч с руководством страны и многочисленных приемов и поздравлений. Размещали космонавта с семьей в особняке на Воробьевых горах. Охрану первого космонавта руководство доверило сотрудникам 18-го отделения, задание носило эпизодический характер и длилось около месяца. Последующим покорителям космоса охрану давали на 7–10 дней, лишь у первой женщины-космонавта В.В. Терешковой прикрепленная к ней сотрудница охраны Н.И. Жабина задержалась надолго.

Конкретного закрепления сотрудников охраны за определенными космонавтами не было, находящихся в резерве сотрудников направляли на ответственное задание. Старались, чтобы с космонавтами работала небольшая группа охраны. В нее входили Г.А. Романенко, И.Т. Шашков, Н.К. Сафрончев, Б.А. Мартьянов, Е.Г. Мартынов, С. Мельников, Б. Смыслов, Г.А. Хабаров.

К 1969 году в отряде насчитывалось 16 космонавтов. С 1961 по 1969 год страна ежегодно посылала в космос пилотируемые корабли, с разными задачами и количеством космонавтов на борту. Групповые полеты двух космических кораблей, первый выход в открытый космос, первая стыковка двух пилотируемых кораблей – так они покоряли космос. В безвоздушном пространстве их ждали неизвестность и борьба с невесомостью, на земле – слава и всенародная любовь. Простота в общении, доступность в обращении, жизнь всегда на виду давали возможность запросто вступать в контакт с космонавтами. Даже в короткие дни отдыха они находились в центре внимания. Уже стали привычными встречи вернувшихся с задания космонавтов. Протокол по приему космонавтов не изменялся долгие годы и проходил на глазах всего народа: аэропорт, проезд кортежа автомашин по Ленинскому проспекту, встреча в Кремле с руководством страны, приемы и чествования на различных уровнях были известны из телерепортажей.

Это случилось в январе 1969 года. Столица встречала космонавтов. Десятки тысяч москвичей приветствовали героев космоса на всем пути следования из аэропорта Внуково-2. Диктор по радио передавал информацию о пути следования правительственного кортежа. А у стен Кремля террорист Ильин смешался с нарядом милиции, стал активно заниматься наведением порядка у Боровицких ворот и этим сбил с толку сотрудников госбезопасности. Когда по радио объявили, что космонавты едут в первой машине, а во второй – Генеральный секретарь ЦК КПСС, Ильин прошел на территорию Кремля и у входа стал поджидать процессию. Все рассчитал правильно – здесь машины всегда сбавляют скорость. Но машина Брежнева по какой-то причине задержалась и двинулась не второй, а пятой. Возможно, это спасло жизнь Брежневу. Между тем Ильин открыл ураганный огонь, разрядив две полные обоймы по второй машине, в которой сидели космонавты. Несколько человек были слегка задеты пулями, а водитель ГОНа получил смертельное ранение, но все же нашел в себе силы вырулить в сторону и остановить покатившийся назад автомобиль, тем самым освободив проезд кортежа в Кремль.

В октябре того же года был совершен первый групповой полет трех космических кораблей, и впервые в космосе одновременно побывало семь космонавтов. К их встрече были предприняты все меры предосторожности, учитывали каждую деталь в сложной схеме общего механизма под названием «система охраны».

В начале 70-х годов XX века выделять эпизодическую охрану для встреч космонавтов перестали. Тем не менее, встречи космонавтов и сотрудников охраны на правительственных, общественных и культурных мероприятиях всегда носят теплый характер.

Женщины в охране многих лидеров зарубежных стран участвуют давно. Как правило, в представлении окружающих сотрудниками охраны должны быть мужчины крепкого телосложения, способные закрыть своим телом охраняемого. Женщина обычно воспринимается в роли секретаря или помощника. Присутствие ее не считается препятствием для людей, вынашивающих планы по осуществлению противозаконных действий. Не учитывается, что психологически женщина обращает внимание на такие детали в одежде и поведении, которые не всегда заметит мужчина. Женщины могут обеспечивать охрану в тех местах, куда не вхожи их коллеги мужчины. Так, в охране президента Ливии М. Каддафи эффективно работает группа женщин с незапоминающейся внешностью.

Они очень подвижны при проведении охранных мероприятий, и за их местонахождением в группе лидера крайне сложно уследить.

После полета в космос в 1963 году первой женщине-космонавту, как уже отмечалось, была выделена охрана. Официальные приемы, протокольные и дружеские встречи, служебные командировки и поездки на отдых – во всех этих мероприятиях с космонавтом Валентиной Владимировной Терешковой всегда находилась прикрепленный офицер Нина Ивановна Жабина.

Даже на таком событии глубоко личного характера, как свадьба космонавтов А.Г. Николаева и В.В. Терешковой, не обошлось без высших лиц государства и, естественно, охраны. После Н.И. Жабиной в государственной охране долгое время не было женщин. Их востребованность в российской охране возникла в связи с тем, что главы зарубежных государств стали чаще в поездки брать с собой супруг, и наглядный случай в Государственном Кремлевском дворце (бывший Кремлевский дворец съездов) показал, что когда проходит мероприятие с участием гостей-женщин, по оперативному наряду, где службу несут мужчины, можно вычислить дислокацию постов в зале.

Почти 30 лет спустя, в 1991 году, в 18-е отделение были подобраны кандидатуры десяти женщин, но только две из них в 1992 году были зачислены в ряды легендарного подразделения – Наталья Петровна Кузнецова и Юлия Владимировна Лобова. Девушки быстро освоились и сумели за короткое время зарекомендовать себя с положительной стороны, тем самым подтвердив правильность решения о привлечении женщин в охрану. Уже через год их перевели из 18-го отделения в Службу безопасности президента Российской Федерации для работы в охране Н.И. Ельциной.

В 1994 году набрали второй поток, в который вошли М.В. Денисова, Е.А. Дежина, Г.В. Никитина, Л.А. Соболева, Е.В. Толокнова. Несмотря на хрупкое телосложение, все они наравне с мужчинами с честью выполняли свои служебные обязанности. Профессионально подготовленные, отлично владеющие приемами рукопашного боя, метко стреляющие из огнестрельного оружия, психологически выдержанные, девушки окунулись в пучину охранных мероприятий. Умение не растеряться в любой ситуации при всей специфике и особенностях работы, впрочем, это и есть один из критериев набора в охрану, было в полной мере доказано ими на практике.

Ответственные задания по обеспечению безопасности глав иностранных делегаций, прибывающих в Российскую Федерацию с официальными и частными визитами в сопровождении супруг, работа с представителями средств массовой информации стали основными направлениями в их служебной деятельности. Неоднократно им доверяли охрану сложных зарубежных делегаций. Скромность, обаятельность, с одной стороны, и уверенность, настойчивость, с другой, – залог надежности российской женской охраны.

С самых ранних эпох цивилизации люди стремились в морские и речные глубины не только ради добывания пищи, но и в промышленных, транспортных, а также военных целях.

Аристотель, энциклопедист античной эпохи, живший в IV веке до нашей эры, в одной из своих книг поведал о кожаных мешках с запасом воздуха и шлемах с дыхательными трубками. Воздушные мешки и шлемы позволяли работать под водой довольно значительное время.

С началом военных действий на море появились и боевые пловцы-ныряльщики. Произошло это в 480 году до нашей эры, во время первой в истории морской войны, развернувшейся между персами и греками. Аполлонид, поэт I века нашей эры, говорит о ней: «Когда длинный флот Ксеркса надвинулся на всю Элладу, Скилл придумал глубинную войну. Заплыв в глубочайшие тайники Нерея, он обрезал якоря. А ночью началась буря, разбившая несколько десятков персидских кораблей о прибрежные скалы. Рассказ о подвиге Скилла – первое упоминание в античной литературе о военной деятельности водолазов.

В XX веке боевые пловцы в основном сосредоточились на диверсиях против стоящих на якоре или у причала кораблей. Пионерами в этой области стали итальянцы. Такой вид боевых действий в современных условиях впервые был применен во время Первой мировой войны. Летом 1918 года итальянский морской офицер, инженер-капитан 3 ранга Р. Росетти сконструировал транспортировщик на базе обычной торпеды с двигателем на сжатом воздухе. Торпедой-буксиром управлял пилот, сидевший на ней верхом в специальном седле. За ним размещался пассажир, необходимый для помощи в установке зарядного устройства на месте диверсии. Оба они были одеты в обычные спасательные жилеты, – ни дыхательных приборов, ни гидрокомбинезонов в то время не было.

В декабре 1936 года в ВМФ Италии было создано специальное подразделение – «Десятая флотилия легких сил». Уже появились комбинезоны из прорезиненной ткани, индивидуальные дыхательные аппараты.

Первый отряд американских боевых пловцов был организован в мае 1943 года. С самого начала их главной задачей считалось обеспечение высадки десантов. В Европе они участвовали в высадке союзных войск на острове Сицилия в июле 1943 года и в Нормандии в июне 1944 года. Однако основную работу им пришлось выполнять в ходе десантных операций на островах Тихого океана.

Идея боевого применения водолазного снаряжения возникла в СССР во время создания средств спасения экипажей затонувших подводных лодок. Первые учения с применением высадки диверсантов через торпедные аппараты подводных лодок были проведены на Тихоокеанском флоте 22 октября 1938 года.

В октябре 1955 года в английский порт Портсмут прибыл советский крейсер «Орджоникидзе». На его борту находились тогдашние руководители СССР – Н.С. Хрущев и Н.А. Булганин. Из Портсмута они отправились в Лондон на переговоры с премьер-министром Великобритании. А тем временем к днищу крейсера под водой подобрался английский боевой пловец, капитан 2 ранга Лайонел Крэбб. Британских специалистов очень интересовала конфигурация винтов крейсера. Они считали, что именно благодаря винтам крейсеры такого класса могли развивать скорость более 35 узлов (свыше 65 км) в час. Об этом стало известно советским спецслужбам. Во время второго рейда Крэбба корабельные винты вдруг начали вращаться, и он погиб.

В 1968 году, купаясь в море около своей дачи, неожиданно исчез премьер-министр Австралии. Сотрудники его охраны за двое суток до происшествия видели барражировавших у побережья неизвестных водолазов. Поставили в известность непосредственное начальство, напрямую же по инструкции они премьеру сказать не могли. Видимо, информация до него не дошла, дополнительных мер по его безопасности в море предпринято не было. После этого случая руководство 9-го управления решило создать на базе 18-го отделения группу подводников-аквалангистов. В ее состав вошли В.Н. Филоненко, Н.А. Егоров, В.Т. Медведев, С. Кузин, В.С. Редкобородый. В дальнейшем принцип комплектования группы изменился в связи с расширением задач и географии.

Под руководством офицера 18-го отделения Владимира Степановича Редкобородого стала формироваться самостоятельная группа аквалангистов. В нее на добровольных началах подбирали наиболее физически подготовленных сотрудников, имевших навыки работы в подводных условиях. В задачи группы входило изучение и контроль прилегающей акватории, своевременное выявление и устранение угроз безопасности охраняемых лиц и их спасение на водах. Сотрудников испытывали словно космонавтов: крутили на центрифугах, до изнурения заставляли плавать, нырять в двенадцатиметровую трубу, а на ее дне следовало найти в полной темноте акваланг, надеть его и всплыть на поверхность. Не многие выдержали испытания. Но те, кто освоил новый вид службы, неоднократно доказывали впоследствии ее востребованность в самых невероятных экстремальных ситуациях. Так, во время одного из осмотров акватории, прилегающей к госдаче в Крыму, после сильного шторма была обнаружена авиабомба, к счастью, оказавшаяся учебной.

Подготовкой пловцов-аквалангистов занимались: мастер спорта по плаванию В.С. Редкобородый, призеры Олимпийских игр В.Б. Семченков (водное поло) и Н.Ф. Калашников (плавание). Изучались и использовались методики и разработки специальных служб различных стран. Отрабатывались элементы противодействия предполагаемому противнику. В дальнейшем состав группы аквалангистов расширялся, в нее вошло много молодых сотрудников: Н.П. Балыковский, А. Вержбицкий, Н.П. Зайцев, Н.Н. Иванов, О.А. Борщев, Д.И. Петриченко, А.А. Осипов, А.Н. Рыбкин, В.И. Немушков, Г.Б. Новоселов, Н.Г. Веселов, В.М. Семкин, А.И. Скачков, А.М. Солдатов.

На стенде в коридоре 18-го отделения висело объявление о приеме добровольцев в ряды аквалангистов. Пройдя сквозь огонь, воду и медные трубы, сотрудники получали свидетельство с присвоением квалификации «водолаз». Свидетельство открывало путь в тайны водных глубин, иногда весьма оригинальные.

В один из летних тренировочных дней аквалангистов поступила команда оказать помощь в деликатном деле. Супруга охраняемого, отдыхая на берегу Москвы-реки, нечаянно обронила в воду дорогие сережки с бриллиантами. Прибыли аквалангисты, долго лазили в мутной воде по илистому дну, результатов никаких. Проявив смекалку, привязали за нитку металлический грузик таким же весом, что и серьги, и по траектории падения выяснили место, где должны были упасть сережки. Там они и были найдены.

Все оперативно значимые задания аквалангистов осветить в открытом издании не представляется возможным, поэтому рассказ ведется о простых историях и житейских казусах, о случаях, не влияющих на оперативную обстановку.

В 1978 году Л.И. Брежнев летом отдыхал в Крыму на госдаче № 1. Леонид Ильич и несший охрану В.Т. Медведев плавали в море, рядом находился катер с аквалангистами Н.Н. Ивановым и А.А. Осиповым. Начальник личной охраны генсека А.Я. Рябенко и личный врач стояли на пирсе. Подплыв к пирсу, охраняемый обратился к врачу, тот нагнулся к Леониду Ильичу, очки у него слетели и упали в море. Глубина в том месте 15–18 метров. Получив от Рябенко безмолвную команду, аквалангист Иванов настолько быстро ее выполнил, что очки не успели опуститься до дна. С очками в руке Николай стал всплывать. Здесь надо заметить, что у Леонида Ильича и его личного доктора были плавки одинаковой расцветки. Аквалангист, предположив, что врач тоже спустился в воду за очками, сориентировался в воде по плавкам и всплыл возле Леонида Ильича. Вмиг сообразив, быстро двинулся в сторону доктора, слушая, как Брежнев спрашивает: «Кто это?», на что Медведев отвечает: «Свои, Леонид Ильич».

По воспоминаниям В.Т. Медведева, купался Леонид Ильич часто и подолгу. Случались заплывы до двух с половиной часов. Уже охрана окоченела в воде, а он все плавал. После таких заплывов, выйдя из воды, охрана просила у доктора спирт, а Леонид Ильич шел либо под горячий душ, либо в бассейн, где вода была значительно теплее. Брежнев плавал при любой погоде. Холод, волна, шторм на него не действовали. Он входил в азарт.

Однажды во время утреннего заплыва сильное течение и ветер подхватили пловца и стали уносить все дальше и дальше от берега. В.Т. Медведев предложил ему залезть в лодку, но он отказался и продолжал барахтаться в воде, борясь с течением. В итоге он все же взялся за трап, а когда до берега оставалось около 400 метров, отцепился и вновь попытался доплыть самостоятельно. Теперь течение его несло уже вдоль берега – мимо основного пирса, женского пирса, лодочной станции, мимо территории госдачи, санатория «Пограничник», далее к территории профсоюзного санатория, но Брежнев по-прежнему отказывался от помощи охраны. С большим трудом удалось выбраться на берег чужого пляжа. Отдыхающие двух санаториев в полном изумлении смотрели, как по их берегу в окружении охраны вышагивает в одних плавках Генеральный секретарь ЦК КПСС.

Никаких специальных штатных единиц в 18-м отделении аквалангистам не было выделено. Это были сотрудники охраны, добровольно взвалившие на себя дополнительную нагрузку. Хотя никаких преимуществ и льгот это не давало, в группу аквалангистов стремились многие, но зачислялись единицы. На смену аквалангистам-любителям пришли настоящие профессионалы. Сейчас это совсем другие аквалангисты. С техническим прогрессом поменялись специальные водолазные снаряжения, подводные оружия и средства передвижения, а вместе с этим стала иной и специальная подготовка личного состава.

Работа сотрудников 18-го отделения – 2-го отдела с главами зарубежных делегаций – важная, почетная и ответственная задача. Начальником охраны с российской стороны к лидерам иностранных государств, прибывающим в Российскую Федерацию с официальными и рабочими визитами, назначается наиболее опытный офицер, способный самостоятельно решать любые вопросы.

Красивая «картинка» действий охраны – результат кропотливой подготовительной работы. На подготовительном этапе совместно с представителями протокола, пресс-службы уточняются все детали предстоящего визита. Слаженность в действиях российской и зарубежной охраны – залог безопасности охраняемого.

Подбирают сотрудников охраны для работы с делегацией, исходя из предварительного изучения справочных материалов, языка общения, привычек и увлечений главы делегации. За пятидесятилетний период работы сотрудники 18-го отделения – 2-го отдела обеспечивали безопасность 132 глав зарубежных делегаций. Императоры и генеральные секретари, короли и королевы, президенты и канцлеры, султаны и шейхи, премьеры и царствующие особы, принцы и принцессы – такие важные персоны совершали визиты в Россию. Каждая делегация имеет свои индивидуальные особенности, и использовать штампы в работе невозможно.

Существуют разные школы охраны, но наиболее надежными являются российская, американская, израильская и кубинская охрана. Особо сложными бывают мероприятия, когда на различные торжества и юбилеи прибывает большое количество иностранных делегаций. Так, на 60-летие Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 годов в Москву приехало более 60 охраняемых лиц, и лишь тщательный расчет и филигранная слаженность в действиях охраны позволили за 30 минут впустить в Кремль кортежи делегаций, на каждую из которых приходилось меньше минуты.

Особо хочется остановиться на работе с американскими делегациями. Первый визит состоялся в 1945 году, когда президент Рузвельт прибыл в Ялту на встречу трех союзников. Возобновились американские визиты только в 1972 году с приездом Никсона в Москву. Впервые москвичи увидели президента США. В охрану к нему с российской стороны были выделены офицеры В.С. Редкобородый и А.В. Решетов. Игра американского лидера в демократию с выходом в народ доставила много хлопот российской охране.

В 1974 году во Владивостоке состоялась встреча Л.И. Брежнева и американского президента Дж. Форда. Погода была морозная. В аэропорту спецсамолеты президента и генсека находились под пристальной охраной сотрудников спецслужб. Стойкостью, выносливостью, выдержкой советских чекистов, несших службу по охране литерных самолетов, были поражены американские секьюрити. Пытаясь удивить русских, они надевали комбинезоны на гагачьем пуху, садились на снег и в течение часа несли, таким образом, службу, поглядывая в сторону сотрудника у ИЛ-62. В простой бекеше и в валенках, бессменно на морозе в течение шести часов русский офицер выполнял особое задание – охрану самолета генсека. За это время американцы сменились уже шесть раз и каждый раз при смене недоуменно поглядывали на запомнившегося им сотрудника.

Потом, когда американцы поинтересовались особенностями обмундирования наших ребят, дающего возможность так долго не мерзнуть на морозе, им ответили, что согревает не одежда, а русский дух. Кстати, в это время волчья шуба с плеч американского президента Дж. Форда легким движением опустилась на плечи генсека Л.И. Брежнева.

Обеспечивать безопасность президентов США во время их визитов в Россию всегда было сложно. Так, после окончания официального визита американского президента Р. Рейгана в Москву в 1988 году руководство КГБ СССР, оценив работу «девятки», объявило благодарность всем сотрудникам, участвовавшим в охране президента-киноактера. Последующие приезды американских президентов на территорию Российской Федерации сопровождались большим количеством привезенной охраны.

Официальные программы и частные мероприятия вносили определенный колорит и разнообразие в жизнь охраняемых и охраны. Пробежки по набережной, катание на велосипедах и электромобилях придавали веселость и улучшали настроение, охрана оставалась всегда бдительна и начеку.

Из всех сотрудников охраны, конкретно занимавшихся театрально-зрелищными мероприятиями, самым ярким представителем этого направления являлся Михаил Николаевич Аракчеев. Справедливости ради нужно отметить, что первым руководителем театральной группы был Николай Степанович Леонов, среди сотрудников имевший прозвище «японский посол» за идеально аккуратный внешний вид. Идея создания театральной группы возникла сразу после того, как сократили комендатуру охраны в Большом театре. Многочисленные посещения высшими должностными лицами государства и главами зарубежных делегаций различных театров требовали постоянного контроля за особыми ложами. Первая театральная группа состояла всего из трех сотрудников: Н.С. Леонова, М.Н. Аракчеева и Н.П. Герасимова.

Более двадцати лет, с конца 60-х и до начала 90-х годов XX века, театральную группу возглавлял М.Н. Аракчеев. Человек удивительной творческой натуры, всесторонне развитый, обладающий широким кругозором, наделенный даром сочинителя стихов и играющий на музыкальных инструментах. В свободное от службы время Михаил Николаевич в стенах родного «коридора» для сотрудников играл на гармошке, пел песни и декламировал стихотворения, в том числе собственного сочинения. Он обладал феноменальной памятью, знал наизусть немало произведений А.С. Пушкина.

Много интересного прошло перед глазами театрального ветерана. Был и в жизни самого М.Н. Аракчеева забавный казус, связанный с документами в личном деле и театральной работой. Каково было удивление работника кадрового аппарата, прочитавшего материалы об увольнении Аракчеева со службы, а впоследствии, перейдя из кадров в 18-е отделение, увидевшего его на боевом посту в театре. Причиной оставления на службе Михаила Николаевича послужило не только четкое знание им репертуара театра, закулисной и повседневной жизни артистов, но и случай в театре. Однажды Большой театр посетили М.С. Горбачев с супругой. На глазах у руководства управления Михаил Николаевич под ручку с Раисой Максимовной в течение сорока минут прогуливался по Большому театру, ведя беседу о предстоящем спектакле. После этого М.Н. Аракчеев еще долгие годы работал на своем любимом месте.

Театральное направление в служебной деятельности подразделения – одно из важных и наиболее сложных по деликатности исполнения заданий. История показывает, что теракты в стенах театра в отношении охраняемых лиц (убийство президента США Линкольна и премьера России Столыпина) совершались при большом скоплении народа – зрителей, приглашенных и недостаточном контроле за их допуском. Потому в работе по встрече охраняемого лица в театре уделяется особое внимание осмотру мест его пребывания (особый подъезд, определенный вход) и нахождения (особая ложа, ложа бенуара или партер) и пропускному режиму.

Существуют различные по форме и характеру посещения театральных мероприятий. Официальное посещение, когда протоколом оговаривается каждый шаг охраняемого, конкретное место нахождения в зале, если это иностранный гость, то речь идет о гимне страны, национальном флаге и протокольной рассадке делегации. Все расписано до мелочей.

Особенность частных посещений объектами государственной охраны театрально-зрелищных мероприятий заключается в том, что об этих посещениях не должен знать никто, даже администрация театра, а иногда охраняемые лица просто не хотят быть узнаваемыми. В зависимости от таких нюансов и строится работа по обеспечению их безопасности. В разговоре об особенностях несения службы в театрах один сотрудник сказал, что 70 раз был на балете «Жизель», но ни разу от начала и до конца так его и не увидел.

В связи с частыми посещениями театров охраняемыми лицами сотрудников 18-го отделения, несущих там эпизодическую службу, очень хорошо знали администрация театра, дирижеры, музыканты, артисты. При посещении театров первыми лицами государства и главами зарубежных стран выделялись большие наряды, в том числе в оркестровую яму и на так называемые «колосники». Во время посещения А.Н. Косыгиным Большого театра, где давалась опера (сейчас уже никто не помнит ее название), внезапно заболел штатный барабанщик оркестра. На тот момент в оркестровой яме находился Владимир Иванович Демидов, сумевший за долгие годы работы наладить деловой контакт и сдружиться с дирижером и музыкантами. Неожиданно для Демидова дирижер вдруг жестом подзывает его к себе и предлагает заменить заболевшего барабанщика, благо по партитуре тому отводилось немного работы в этом акте, всего раза два ударить в барабан по взмаху волшебной палочки дирижера. Столь ответственное музыкальное задание Демидов выполнил, однако в штат оркестра его в дальнейшем не взяли, так как к следующему акту уже подоспел резервный барабанщик.

Досконально, с закрытыми глазами ориентироваться в лабиринтах помещений театров, разбираться в репертуарах и знать о готовящихся премьерах, иметь в голове хронометраж представлений – удел сотрудников театральной группы. Помимо общего инструктажа в их задачу входит предупреждать сотрудников охраны о сценах в спектаклях с «оружием», возможных имитациях взрывов, стрельбы, затемнении сцены и других особенностях, чтобы не возникало неожиданных моментов для охраны и охраняемого. Так, в Малом театре на премьере пьесы «Июль 18-го» на сцене вдруг началась беспорядочная стрельба с криками: «Долой Советскую власть!», «Долой коммунистов!», и если бы сотрудники охраны в зале и на сцене не были заранее предупреждены о задумках режиссера и драматурга, то дело могло дойти и до щелканья настоящих затворов.

В последние годы службы М.Н. Аракчеев щедро передавал свой богатый опыт молодым сотрудникам. К тому времени в 18-м отделении уже работали первые сотрудники-женщины. Активная, энергичная Наталья Петровна Кузнецова быстро вошла в курс дела и в дальнейшем надежно заменила Михаила Николаевича. Природной скромности М.Н. Аракчеева в работе на смену пришел веселый азарт Н.П. Кузнецовой. Благодаря открытости характера, она тоже очень скоро наладила дружественные отношения с художественными руководителями и главными режиссерами театров. Провожая М.Н. Аракчеева на пенсию, друзья особо отметили, что ни разу его фамилии не видели на афишах, но имя его всегда было на устах в театральных кругах.

В настоящее время театральную группу возглавляет Вера Алексеевна Крылова. Всегда быть наготове, в любой момент выполнить поставленную задачу – такова оперативная значимость сотрудников этой группы. Однажды сотрудник, стоящий на посту у сцены в Большом театре, перед началом концерта попросил у руководителя «Виртуозов Москвы» Владимира Спивакова автограф и спросил, что такое музыка. Артист ответил так: «Музыка – это когда точно и вместе». В системе безопасности понятие «точно и вместе», как и в искусстве, имеет особый смысл.

Спорт в жизни охраняемых лиц имеет большое значение, одни активно сами им занимаются, другие являются страстными болельщиками или поклонниками отдельных видов спорта или конкретных команд. Спорт и охрана взаимосвязаны друг с другом, так как в первую очередь сотрудники выступают физическими защитниками охраняемых и только в экстренных и экстремальных случаях применяют холодное или огнестрельное оружие. Спортивные мероприятия на футбольных полях, хоккейных площадках, теннисных кортах, борцовских коврах, слаломных трассах затягивают охраняемых лиц своим азартом и приливом адреналина.

Контроль за особыми ложами спортивных сооружений постоянно находился в ведении представителей охраны. Им приходилось выполнять сложную, а порой щекотливую работу. В брежневские времена сотрудник должен был знать результаты всех матчей по футболу и хоккею. Даже находясь в наряде в аэропорту «Внуково», можно было попасть впросак, если не ответишь на вопрос генсека, с каким результатом закончился тот или иной матч, это тогда считалось «проколом» по службе.

Михаил Владимирович Титков и Олег Иванович Курандиков являлись достойными представителями сил обеспечения безопасности охраняемых лиц при посещении ими спортивных мероприятий. Футбольные матчи, хоккейные поединки, споры охраняемых, симпатии к различным клубам и командам – это атрибуты отдыха времен правления Л.И. Брежнева. Леонид Ильич так возлюбил футбольные и хоккейные матчи, что за один присест мог просмотреть сразу три матча. Футбольные пристрастия разделились так: Л.И. Брежнев «болел» за ЦСКА, а вот Н.В. Подгорный был поклонником киевского «Динамо». При очередном голе болельщики позволяли себе пропустить по рюмочке здесь же, в особом буфете.

Главы иностранных государств, в основном это были гости из соцстран, не избежали участи быть приглашенными Леонидом Ильичом на хоккейные матчи. Во время визита Фиделя Кастро в Москву, рассказывает прикрепленный к кубинскому лидеру офицер 18-го отделения В.С. Редкобородый, Брежнев зазвал гостя на хоккейный матч между командами «Спартак» и ЦСКА. Зрители и хоккеисты знали о присутствии высоких гостей. Шел перерыв перед заключительной двадцатиминуткой. Счет на табло – 3 : 1 в пользу «Спартака». Поступила просьба руководства и хоккеистов ЦСКА сфотографироваться с Ф. Кастро. Редкобородый, зная пристрастия Леонида Ильича, передал ответ команде, что фотографирование состоится только в случае выигрыша команды ЦСКА. Воодушевленные хоккеисты решили сразу две задачи в свою пользу: порадовали Леонида Ильича и сфотографировались с Фиделем Кастро, так как матч закончился со счетом 4 : 3 в пользу ЦСКА.

С особым эмоциональным накалом проходили серии товарищеских встреч между хоккейной сборной командой СССР и сборной НХЛ. Вся страна наблюдала за увлекательной ледовой баталией. Примечательно, что как бы «жарко» хоккеистам ни было на льду, после матча они всегда находили время для дружеских встреч и бесед. Не обходили они вниманием и сотрудников охраны.

Во время посещения России генерал-губернатором Канады с супругом им была выделена государственная охрана. Программой пребывания предусматривался маршрут через Москву, Санкт-Петербург, Салехард. 28 августа 2003 года в заполярном городе состоялся товарищеский матч по хоккею на льду между российской охраной и канадской командой безопасности губернаторши. Как ни готовились канадцы к этой встрече, победа со счетом 4 : 1 была за россиянами.

Хорошее физическое состояние, спортивная подготовка являются важнейшими критериями при отборе в охрану. Много спортсменов служило в управлении, в одном только малочисленном 18-м отделении в ту пору работали два призера Олимпийских игр – вышеупомянутые В.Б. Семченков (водное поло) и Н.Ф. Калашников (плавание). Однажды во время прогулки по Москве-реке байдарка с А.Н. Косыгиным перевернулась, и только умелые и четкие действия сотрудников Н.Ф. Калашникова, Н.А. Егорова, В.В. Середкина позволили обезопасить охраняемого и оказать ему первую медицинскую помощь.

Летом 1980 года состоялось открытие Олимпиады в городе Москве. Подготовка к ней шла усиленно, готовились и спортсмены из 18-го отделения. Участок эстафеты Олимпийского огня от кинотеатра «Художественный» до Могилы Неизвестного Солдата у Кремлевской стены был доверен спортсменам 9-го Управления во главе с факелоносцем Н.Л. Круполаповым. Принимали участие в эстафете, а заодно и охраняли Олимпийский факел спортсмены 18-го отделения С.Н. Неверов, Е.Г. Григорьев, В.А. Князев, А.П. Гусев, В.А. Воронин, И.И. Лучанинов.

Часто, особенно при работе с иностранными делегациями, возникали моменты, когда сотрудникам охраны, не раздумывая и не мешкая, нужно было на деле показать отличную физическую форму. В 1984 году в Москву с официальным визитом прибыл президент Мадагаскара Рацираки. Сотрудник – участник этих событий – рассказывал: «Работа делегации проходила в штатном режиме – возложение цветов к Могиле Неизвестного Солдата, переговоры с первыми лицами государства. На второй день пребывания, после обеда в особняке, члены делегации решили отдохнуть. Они размещались на втором этаже, сотрудники выездной охраны 18-го отделения – в холле первого этажа. После непродолжительной тишины послышались шаги, и внезапно внизу появился президент Рацираки в спортивном костюме, кроссовках и направился к выходу из особняка. Мгновенно среагировала российская охрана. Д.В. Васильев, взяв кейс-«скрипку», вместе с А.М. Солдатовым выбежал вслед за охраняемым. Маршрут бегунов пролегал по Воробьевым горам. У церквушки президент Мадагаскара сделал дыхательные упражнения и в сопровождении российских «скрипки» и «бегуна» вернулся в резиденцию. Только на территории особняка нас встретили иностранные коллеги.

Вечером того же дня президент Мадагаскара Рацираки поблагодарил руководство управления за отличную работу и хорошую физическую подготовку сотрудников 18-го отделения и выразил желание иметь у себя в охране таких офицеров. На подведении итогов командир сказал, что мы подвигов не совершали, а просто хорошо выполнили служебную задачу, охрана была надежной, а это самое главное».

В дальнейшем сотрудникам много раз приходилось делать пробежки, в том числе и с американским президентом, но они были заранее спланированы. Эстафетную палочку О.И. Курандиков передал Владимиру Петровичу Ульянову, который впоследствии стал одним из руководителей футбольного клуба московского «Динамо». На смену ему пришел Олег Васильевич Матушкин, при котором на первый план, помимо футбола и хоккея, вышли теннис, борьба, баскетбол, бокс, гольф, горные лыжи, конный спорт. Осваивала и охрана новые для нее виды спорта.

В настоящее время этот важный участок ведет Дмитрий Шаблов. Традиции встреч с руководством и командой российской сборной по хоккею поддерживаются и по сей день. Теплота общений, обмен сувенирами, дружеские пожелания успехов – залог будущих побед. Желаем нашей сборной больше удачных игр на зимней Олимпиаде в Ванкувере.

По роду служебной деятельности сотрудникам 18-го отделения – 2-го отдела поручены организация и осуществление контроля за работой представителей средств массовой информации. Это важное направление в обеспечении безопасности объектов государственной охраны. Справедливости ради следует отметить, что эта работа ведется в тесном взаимодействии с оперативно-техническими сотрудниками.

Во все времена руководители стран находились под пристальным вниманием операторов, фотокорреспондентов, пишущих журналистов. Протокольные фотографирования, пресс-конференции, заявления и интервьюирование, съемки в теле- и радиостудиях – вот неполный перечень мероприятий совместного участия охраняемых с прессой. Они имеют разные степени сложности, но объединяет их одно – тщательная подготовка и соблюдение всех мер безопасности.

Профессионалом, яркой личностью в работе по контролю за представителями средств массовой информации (СМИ, ранее КФТ – кинофототелевидение) являлся сотрудник 18-го отделения Валентин Васильевич Курносов. Все, кто его помнят, подтверждают, что он работал только в этом направлении. За свою долгую службу В.В. Курносов был свидетелем разных исторических событий. Встречи, проводы в аэропортах руководства страны и глав иностранных делегаций под вспышками фотоаппаратов и жужжанием кинокамер, протокольные съемки делегаций в залах Кремля, за столами переговоров, пресс-конференции и брифинги, проверка списков аккредитованных корреспондентов и сопровождение их в места, определенные для съемок, – это совместное поле работы с представителями протокола и пресс-служб.

Представители средств массовой информации, стремясь лучше выполнить свою работу, порой пренебрегая правилами вежливости, порождают суету и нервозность своими действиями. Стремление занять лучшую позицию, найти выигрышный ракурс съемки может создавать помехи охраняемым и затруднять выполнение обязанностей охраны.

Чрезмерное увлечение и азарт корреспондентов иногда приводит даже к опасным ситуациям в связи с неаккуратным использованием осветительной аппаратуры и съемочной техники. Культура в работе всех сотрудников охраны, а особенно тех, кто трудится с представителями СМИ, должна быть на высоте. Культура в общении охраны и прессы взаимозависимы: одни освобождаются от мелочной опеки, другие – от негативных публикаций и фотоснимков.

Помимо культуры сотрудники должны иметь хорошую физическую подготовку, выносливость. Обладать отличной памятью, знать «личников», президентские и правительственные пулы корреспондентов, грамотно работать с прессой, прибывающей с зарубежными главами государств. Внимательно наблюдать, своевременно подсказывать и предупреждать представителей прессы входит в обязанности сотрудников охраны.

В начале 90-х годов XX века В.В. Курносов ушел на заслуженный отдых. После него группу возглавляли Н.К. Филиппов, Ю.В. Федосов, Г.В. Коротецкая, П.А. Козлов. В настоящее время это сложное направление ведет Юлия Владимировна Федоровых. Задачи сотрудников группы по контролю за представителями средств массовой информации остаются прежними: быть бдительными, всегда находиться на «передовой» и в то же время держаться в тени, быть незаметными.

Ульянов Владимир Алексеевич

Майор Владимир Алексеевич Ульянов добровольно зачислен на службу в органы безопасности с декабря 1989 года в спецподразделение Комитета государственной безопасности СССР – Группу «Вымпел». В ее составе неоднократно выезжал в районы межнациональных конфликтов. В 1993 году он перешел в 18-е отделение 1-го отдела Главного управления охраны.

За короткую службу в 18-м отделении сумел зарекомендовать себя смелым и отважным сотрудником. Активный, всегда рвущийся в бой В.А. Ульянов в 1995 году был направлен в командировку в Чеченскую Республику. Шла подготовка к выборам, обстановка была сложной, ночные обстрелы и постоянные провокации со стороны боевиков – в таких условиях приходилось выполнять служебную задачу.

Владимир Алексеевич отвечал за сложный участок – охрану и оборону здания Теруправления (место работы Полномочного представителя президента Российской Федерации в Чеченской Республике О.И. Лобова).

Однажды после утреннего обхода прилегающей территории в охраняемое здание пришел боец из окружения, держа в руке гранату. Обычно ночью боевики устанавливали в разрушенных зданиях так называемые растяжки. Оценив обстановку, В.А. Ульянов зажал своими руками руку бойца и вывел его из здания. В ближайших развалинах гранату обезвредили.

Во время службы в «Альфе» Владимир Ульянов неоднократно участвовал в сложных спецоперациях в разных точках страны, которые выпадали его подразделению, в том числе и в Чечне. Среди его наград есть и медаль «За отвагу». В ночь на 8 сентября 2003 года, выполняя задачи в рамках контртеррористической операции по ликвидации незаконных вооруженных бандформирований на территории Чеченской Республики, в населенном пункте ЯлхойМокх Курчалоевского района силами спецназа ФСБ России проводилась операция по задержанию главаря одного из бандитских формирований.

Владимир Ульянов, прикрывая своих товарищей по оружию, отвлек огонь бандитов на себя и был смертельно ранен, обеспечив успех операции. От полученных ранений майор В.А. Ульянов скончался.

Его геройский поступок позволил выполнить приказ и сохранить жизнь товарищей. За мужество, отвагу и героизм, проявленные при выполнении специального задания по обеспечению государственной безопасности Российской Федерации, майору Ульянову Владимиру Алексеевичу Указом президента Российской Федерации присвоено звание Героя Российской Федерации (посмертно).

Кульбацкий Владимир Владимирович

День 9 сентября 2002 года ничем не отличался от предыдущих пасмурных камчатских дней. Проведение мероприятий по обеспечению безопасности объекта государственной охраны в городе Петропавловске-Камчатском строилось в соответствии с программой пребывания. Автомобильный кортеж секретаря Совета Безопасности Российской Федерации двигался из столицы Камчатского края в направлении города Вилючинска. Сотрудник Управления личной охраны офицер (прикрепленный) Владимир Владимирович Кульбацкий находился в автомобиле «Волга» с сотрудниками ФСБ, следовавшим перед микроавтобусом, в котором ехали объект государственной охраны и сопровождающие его лица. В районе 14-го километра объездной дороги Петропавловск – Елизово на большой скорости, не выполнив требований возглавляемого кортеж экипажа ГИБДД, навстречу вылетел тяжелый внедорожник «Тойота» с компанией рыбаков, существенно подогревших себя спиртными напитками. Пивший со всеми водитель не справился с управлением машины, зацепил гравийную кромку дороги, внедорожник стало «кидать» из стороны в сторону. Алкоголь сделал свое дело, и «Тойота», не слушаясь руля, вылетела на встречную полосу.

Времени для раздумий не было. За доли секунды было найдено единственно правильное решение – принять удар на себя. Воспитанный на чувствах патриотизма, ответственности и высокого профессионализма Владимир Кульбацкий до конца своей жизни остался верен своему офицерскому долгу, пожертвовав собой ради спасения жизни охраняемых лиц.

За героизм и мужество, проявленные при исполнении служебного долга, Указом президента Российской Федерации капитан Кульбацкий Владимир Владимирович награжден орденом Мужества (посмертно).

В память о сотруднике Управления личной охраны и в целях патриотического воспитания молодого поколения Федеральной службы охраны Российской Федерации организован и ежегодно проводится «Кубок ФСО России по легкоатлетическому кроссу, посвященному памяти В. Кульбацкого». На месте гибели установлен мемориал с памятной доской, на которой высечены имена офицеров, выполнивших свой воинский долг.

На работу в 18-е отделение всегда было трудно попасть. Раньше в отделение в год набирали всего 2–3 человека. Зачисленные в штат молодые люди попадали в цепкие руки наставников и ветеранов. Теоретические занятия и отработка навыков в ходе практических занятий грамотно выстраивались в единый учебный процесс. Совершенствование профессионального мастерства в ежедневном режиме шлифовалось практической работой. Существовало правило: посетил стажер объект – на следующий день обязательно отчитайся перед руководством о характеристиках и особенностях этого объекта. Объекты, как правило, изучались в свободное от службы время.

Напрямую в 18-е отделение – 2-й отдел никогда не принимали. Система отбора простая: сначала необходимо зарекомендовать себя в течение 3–5 лет в подразделениях объектовой охраны или подразделениях, обеспечивающих безопасность охраняемых на трассах проезда. На этапе изучения кандидата, помимо его желания перейти на службу в эпизодическое подразделение, к нему выдвигаются обоснованные требования: должен быть отличником службы, уметь отлично стрелять, плавать, ходить на лыжах, водить автомашину. Хорошая физическая подготовка, спортивные разряды по различным видам спорта, выдержка при физических и моральных нагрузках, психологическая устойчивость – вот важнейшие критерии при отборе, наличие этих качеств считалось нормой для кандидата на службу в отделение.

В подразделение направлялись лучшие сотрудники и быстрое становление их в должности требовало от них за короткий срок освоить особенности и специфику организации и проведения мероприятий. Осваивались основы протокола и делового этикета, углубленно изучались вопросы права, приемы оказания первой медицинской помощи.

За годы работы сотрудники 18-го отделения – 2-го отдела выполняли служебные задания в разных городах России, направлялись в командировки в страны ближнего и дальнего зарубежья. Они побывали в 115 зарубежных государствах, главы четырех из которых никогда не посещали нашу страну.

Годы службы в подразделении стали хорошей школой профессионального и карьерного роста личного состава. Начальником 18-го отделения всегда назначался офицер, прошедший «школу коридора». За полувековой путь подразделение возглавляли более двух десятков руководителей. На их плечи сваливались различные политические и общественные, экономические и экологические, экстремальные и эмоциональные события, происходящие в стране и за ее пределами.

17 сотрудников, прошедших школу 18-го отделения, за ратный, самоотверженный труд, высокий профессионализм и долгие годы служения Отечеству были награждены знаком «Почетный сотрудник ВЧК-КГБ». Не найдется ни одного отделения в ФСО России, которое могло бы похвастаться такими выдающимися успехами сотрудников, как 18-е отделение. За особые отличия в служебной деятельности 12 сотрудников, которые в разные периоды проходили службу в 18-м отделении, награждены нагрудным знаком «Почетный сотрудник Федеральной службы охраны Российской Федерации».

Какой солдат не мечтает быть генералом? Чувство гордости возникает за тех офицеров, которым указами президента Российской Федерации присвоено это высшее воинское звание. Равняться на них, ковать кадры пополнения генеральских рядов – у современных сотрудников есть все необходимые для этого условия. Из 18-го отделения вышли восемь генералов – четыре генерал-майора и четыре генерал-лейтенанта.

Личному составу доверена ответственная задача по обеспечению безопасности высших должностных лиц Российской Федерации и высоких зарубежных гостей. Успешно пройти проверку временем и каждый раз достойно выполнять поставленные задачи – это и есть основные свидетельства надежности.

Надо отметить, что бесценный багаж умений, полученных в 18-м отделении, сохраняется даже после оставления сотрудниками военной службы. Опыт и знания применяются ими и в «мирных делах». Юрий Иванович Горох достойно представлял российскую охрану в значимых мероприятиях по вопросам обеспечения безопасности охраняемых. Приобретенные на прежней работе организаторские и командирские качества помогают ему успешно трудиться в ОАО «Газпром» на ответственной должности заместителя руководителя аппарата Правления.

Немного времени проработал в 18-м отделении Владимир Семенович Шукшин. Такая «колоритная фигура» быстро была востребована в выездную, а затем в персональную охрану. Службой, учебой и работой он достиг воинского звания генерал-лейтенант, стал доктором юридических наук, является заместителем руководителя аппарата мэра и правительства Москвы.

Сложилась добрая традиция, заложенная и поддерживаемая не одним поколением ветеранов, – собираться вместе и делиться опытом. Как правило, на встречи приглашают охраняемых. Наиболее отзывчивым является Евгений Максимович Примаков, этому есть объяснение, ведь он с государственной охраной дружит с 1989 года. В дружеской беседе Е.М. Примакову сказали, что его охраняет самое «звездное» подразделение, подразумевая трех полковников в его окружении, которых он и вырастил за годы совместной работы.

«ФСО России» — Tolkovnik.ru — растолкуем любое сокращение!

Расшифровка аббревиатуры:

«ФСО России»

Транскрипция сокращения: Транслитерация: FSO Rossii
Случайное сокращение: «ГНПЦ» Расшифровка аббревиатуры: «ГНПЦ» государственный научно-производственный центр Транскрипция сокращения: Great Notley Photography Club перевод: Большой Нотли Фотокружок …
Случайное сокращение: «ТСКС» Расшифровка аббревиатуры: «ТСКС» Транссибирский контейнерный сервис Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «Торгопро» Расшифровка аббревиатуры: «Торгопро» Московское Торгово-промышленное товарищество Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «КАЗНИИХИМПРОЕКТ» Расшифровка аббревиатуры: «КАЗНИИХИМПРОЕКТ» Казахский научно-исследовательский и проектный институт химической промышленности Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «СИРД» Расшифровка аббревиатуры: «СИРД» средство изготовления и размножения документов Транскрипция сокращения: Society For Inner Resources Development перевод: Общество Для Внутрен …
Случайное сокращение: «УСВУ» Расшифровка аббревиатуры: «УСВУ» Уссурийское суворовское военное училище Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «ООиП» Расшифровка аббревиатуры: «ООиП» орган опеки и попечительства Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «ОНЮА» Расшифровка аббревиатуры: «ОНЮА» Одесская национальная юридическая академия Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «Волго-Балт» Расшифровка аббревиатуры: «Волго-Балт» Волго-Балтийский водный путь Транскрипция сокращения: …
Случайное сокращение: «СЭОЛ» Расшифровка аббревиатуры: «СЭОЛ» система электрического отопления локальная Транскрипция сокращения: …
(PDF) Релейная гибридная связь FSO / RF с использованием гибридной пространственной модуляции и выбора источника передачи
9
ухудшается производительность. Это связано с тем, что плохие каналы
также могут быть выбраны при выборе большего количества каналов
из доступных. Следовательно, можно сделать вывод, что преимущества
TSS_HSM затмевают фактор стоимости, связанный с
с использованием нескольких лазеров или антенн на источниках.
SNR (дБ)
-30-20-10 0 10 20 30
Вероятность сбоя
10-20
10-15
10-10
10-5
100
HSM
TSS_HSM, N = 4, T = 2
TSS_HSM, N = 6, T = 2
TSS
Рис.9: Аналитические характеристики системы TSS_HSM
VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новые методы сотовой связи были предложены в этой статье. Гибридный FSO / RF сочетает в себе преимущества
каналов RF и FSO и дает лучшие результаты,
, тем самым сводя на нет дополнительные затраты и сложность.
Ошибки наведения были включены в канал G-G
для линий FSO, чтобы учесть рассогласование источников. Было предложено
новых методов, таких как HSM, TSS и TSS_HSM,
, которые дают лучшие результаты, чем существующие методы.
Сделан вывод, что TSS_HSM — лучший метод с точки зрения производительности
. В будущем TSS, HSM и TSS_HSM
можно будет анализировать для гибридных систем FSO / RF с точки зрения производительности ошибки
, используя также другие схемы модуляции. Будущие работы
также могут быть расширены за счет применения различных форм пространственной модуляции
, таких как улучшенная пространственная модуляция, расширенная пространственная модуляция
, квадратурная пространственная модуляция и т. Д. Для гибридных систем FSO / RF
для повышения спектральной эффективности
таких системы.Концепция многопользовательской гибридной системы FSO / RF
может быть исследована в будущем путем использования точки доступа для обслуживания нескольких мобильных пользователей
.
СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
[1] М. Р. Бхатнагар и З. Гассемлуй, «Анализ характеристик гамма-замирания каналов FSO MIMO
с ошибками наведения», Journal of
Lightwave Technology, vol. 34, нет. 9, pp. 2158–2169, май 2016.
[2] IS Ansari, MM Abdallah, MS Alouini, and KA Qaraqe, «Out-
анализ возрастных характеристик базовых когнитивных радиочастотных и FSO беспроводных каналов
», в 2014 3-й международный семинар по оптической беспроводной связи
(IWOW), Фуншал, Португалия, сентябрь 2014 г., стр.6–10.
[3] С. Арнон, «Влияние атмосферной турбулентности и влияния зданий на оптические системы беспроводной связи
», Опт. Lett., Vol. 28, вып. 2, pp.
129–131, январь 2003 г.
[4] В. В. Май и А. Т. Фам, «Адаптивные многоскоростные конструкции для гибридных систем
FSO / RF по каналам с замиранием», 2014 IEEE Globecom Work —
магазинов (GC Wkshps), Остин, Техас, США, декабрь 2014 г., стр. 469–474.
[5] А. А. Фарид и С. Хранилович, «Оптимизация пропускной способности для
оптических каналов в свободном пространстве с ошибками наведения», Journal of Lightwave
Technology, vol.25, нет. 7, pp. 1702–1710, July 2007.
[6] A. Bhowal и RS Kshetrimayum, «Граница вероятности сбоя для декодирования
и прямой двусторонней ретрансляции с использованием оптической пространственной модуляции
по гамма-гамма каналам», ИЭПП Оптоэлектроника, т. 13, вып. 4, pp.
183–190, август 2019 г.
[7] Z. Ghassemlooy, W. Popoola и S. Rajbhandari, Optical Wireless
Communications: System and Channel Modeling with Matlab. CRC
Press, 2017.
[8] I.С. Ансари, Ф. Йилмаз и М. С. Алуини, «Анализ характеристик свободных
космических оптических линий по каналам турбулентности в Малаге (М) с указанием
ошибок», IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 15, вып. 1,
pp. 91–102, январь 2016 г.
[9] С. Анис и М. Р. Бхатнагар, «Характеристики двухзвенной асимметричной системы связи RF / FSO с усилением и пересылкой
», IEEE / OSA Jour-
nal of Optical Communications and Networking, vol.7, вып. 2, pp. 124–
,
135, февраль 2015 г.
[10] WO Popoola и Z. Ghassemlooy, «Модель интенсивности поднесущей BPSK
— оптическая связь в свободном пространстве в условиях атмосферной турбулентности»,
Journal of Lightwave Technology , т. 27, нет. 8, pp. 967–973, April
2009.
[11] Дж. Ван, Дж. Ван, М. Чен, Я. Тан и Ю. Чжан, «Анализ сбоев для
релейных сетей бесплатно. космическая оптическая связь по каналам турбулентности
с ненулевыми ошибками наведения по оси визирования », IEEE Photonics Journal, vol.6,
нет. 4, стр. 1–15, август 2014 г.
[12] П.Л. Йео, М. Элькашлан и И.Б. Коллингс, «Точный и асимптотический SER
распределенного TAS / MRC в релейных сетях MIMO», IEEE Transactions
on Беспроводная связь, т. 10, вып. 3, стр. 751–756, март 2011 г.
[13] П.Л. Йео, М. Элькашлан и И.Б. Коллингс, «Ретрансляция MIMO:
Распределенный TAS / MRC в замирании Накагами», IEEE Transactions on
Communications , т. 59, нет. 10, стр.2678–2682, октябрь 2011 г.
[14] Б. Кумбхани и Р. С. Кшетримаюм, «Анализ вероятности выхода из строя систем пространственной модуляции
с выбором антенны», Электронные письма,
том. 50, нет. 2, стр. 125–126, январь 2014 г.
[15] С. Гуо, Х. Чжан, П. Чжан и Д. Юань, «Адаптивная конструкция преобразователя для пространственной модуляции
с облегченными накладными расходами обратной связи», IEEE Trans —
акции по автомобильной технике, т. 66, нет. 10, pp. 8940–8950, Oct
2017.
[16] Дж. Ван, Дж. Чжу, С. Лин и Дж. Ван, «Адаптивная пространственная модуляция
Связь в видимом свете на основе
: анализ и оптимизация SER»,
IEEE Photonics Journal, vol. 10, вып. 3, стр. 1–14, июнь 2018 г.
[17] Дж. Ван, Х. Ге, Дж. Чжу, Дж. Ван, Дж. Дай и М. Линь, «Адаптивная пространственная модуляция
для видимого света. связь с произвольным номером
передатчиков », IEEE Access, т. 6, pp. 37108–37 123, 2018.
[18] H.Дахрудж, А. Дуик, Ф. Раял, Т. Й. Аль-Наффури и М. Алуини,
«Экономичное гибридное решение для транзитного соединения RF / FSO для беспроводных систем следующего поколения
», IEEE Wireless Communications, vol. 22, нет. 5, pp.
98–104, октябрь 2015 г.
[19] Т. Ракия, Х. Ян, М. Алуини и Ф. Гебали, «Анализ сбоев практической гибридной системы FSO / RF
с адаптивным объединением. , ”IEEE Com-
munications Letters, vol. 19, нет. 8. С. 1366–1369, август 2015 г.
[20] YF Al-Eryani, AM Salhab, SA Zummo, and M. Alouini, «Протокол
, анализ производительности многопользовательской смешанной и гибридной РЧ-передачи
FSO / RF-ретрансляции с буферами», IEEE / OSA Journal of Оптическая связь-
связи и сети, т. 10, вып. 4, pp. 309–321, April 2018.
[21] Л. Конг, В. Сюй, Л. Хандзо, Х. Чжан и К. Чжао, «Характеристики оптического ретранслятора
в свободном пространстве. вспомогательная гибридная система RF / FSO в обобщенных
м-распределенных каналах », IEEE Photonics Journal, vol.7, вып. 5, pp. 1–
19, Oct 2015.
[22] А. Туати, А. Абдауи, Ф. Туати, М. Уйсал и А. Буаллеге, «О
эффектах комбинированных атмосферных замираний и рассогласование на гибридной передаче
FSO / RF », IEEE / OSA Journal of Optical Communications
and Networking, vol. 8, вып. 10, pp. 715–725, Oct 2016.
[23] Л. Чен, В. Ван и Ч. Чжан, «Многопользовательское разнесение по параллельным
и гибридным линиям FSO / RF и анализ их производительности», IEEE Photonics
Журнал, т.8, вып. 3, стр. 1–9, июнь 2016 г.
[24] М. Р. Бхатнагар, «Схема формирования луча на основе однобитной обратной связи для системы
FSO MISO над гамма-гамма-замиранием», IEEE Transactions on
Communications, vol. 63, нет. 4, pp. 1306–1318, апрель 2015 г.
[25] А. Джайсвал, М.Р. Бхатнагар и В.К. Джайн, «Оценка производительности
пространственной манипуляции смещения в оптической связи в свободном пространстве», IEEE / OSA
Journal оптических коммуникаций и сетей, т. 9, вып.2, pp.
149–160, февраль 2017 г.
[26] AG Zambrana, BC Vazquez и CC Vazquez, «Асимптотическая ошибка —
Анализ скорости
линий FSO с использованием выбора передающего лазера по гамма —
Достижения в Оптические системы передачи данных и безопасности
1. Введение
Использование проводной и беспроводной связи очень распространено в широком спектре устройств. Повышенная сложность базовых систем передачи отражена в ряде достижений в области передачи данных и, в частности, в оптической связи [1].Концепция эластичной оптической сети (EON) — это архитектура оптической сети, способная поддерживать повышенную потребность в эластичности при распределении ресурсов оптической сети. Гибкое распределение полосы пропускания выполняется для адаптации к различным методам передачи, таким как мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), WDM Найквиста (NWDM), типы транспондеров (BVT1, S-BVT), форматы модуляции (QPSK, QAM) и скорости кодирования. Такая гибкость значительно усложняет выделение ресурсов. Динамическое управление, позволяет реконфигурацию по запросу, виртуализацию и реконфигурацию оптической системы, создает проблемы с точки зрения повторной оптимизации сети, фрагментации спектра, настроек мощности усилителя, что требует строгой интеграции между элементами управления (контроллерами и оркестраторами) и работающими оптическими мониторами. на аппаратном уровне.EON — это всего лишь пример недавнего расширения области оптической связи. Следовательно, в оставшейся части этой главы представлена дополнительная информация.
Глава организована следующим образом: Раздел 2 содержит обзор последних достижений OC с точки зрения пропускной способности, скорости и обработки ошибок. В разделе 3 представлен краткий обзор проблем безопасности и соответствующих решений на физическом уровне OC. В разделе 4 мы описываем новые концепции и технологии в реализации расширенных возможностей OC.В разделе 5 представлены два примера ограничительных ситуаций, когда OC предоставляет лучшее решение с точки зрения емкости, пропускной способности и уровня безопасности. В разделе 6 мы описываем использование OC для сверхдальних и сверхзащищенных механизмов обмена ключами в свободном пространстве, а в разделе 7 мы подробно описываем уникальное использование OC для защищенного обмена ключами. Раздел 8 содержит резюме и выводы этой главы.
Объявление
2. Суперканал OC с высокой скоростью и большой пропускной способностью
В этом разделе мы описываем последние достижения в оптической связи, касающиеся емкости, скорости и безопасности.Недавние потребности в технологии высокоскоростной оптической передачи вызвали разработку передовых форматов модуляции, таких как двойная поляризация — квадратурная амплитудная модуляция 1024 уровня, сверхбыстрые цифро-аналоговые преобразователи на терминале передатчика и недопустимость нелинейности. Новая технология, называемая суперканалом [2], обеспечивает реальное решение, которое предлагает очень высокоскоростные, дальние, спектрально эффективные и большие каналы передачи данных с надежной производительностью. Он включает использование нескольких поднесущих для передачи данных по одному каналу с использованием двойной поляризационно-квадратурной фазовой манипуляции (DP-QPSK).Эти уникальные форматы модуляции имеют пропускную способность более 100 Гбит / с по одному каналу. Однако они страдают от замирания из-за многолучевого распространения, потерь нелинейности и фазовых искажений, а также ограничения максимально поддерживаемых каналов. Эти ограничения смягчаются с помощью когерентного обнаружения и цифровой обработки сигналов (DSP) на терминале приемника для повышения производительности. В суперканальной передаче Найквиста-WDM спектральная эффективность канала повышается за счет передачи каналов с независимыми длинами волн с использованием расширенных форматов модуляции более низкого порядка с разнесением каналов, равным скорости передачи в системе.Эксперименты продемонстрировали передачу данных со скоростью 1 Тбит / с по трансокеанскому каналу длиной 7200 км со спектральной эффективностью 2,86 бит / с / Гц с использованием цифрового суперканала Найквиста-WDM.
Передача 1,232 Тбит / с с использованием сигналов DP-QPSK с суперканалом Найквиста-WDM с подавлением шума по одномодовой оптоволоконной линии протяженностью 2100 км с DSP на терминале приемника для повышения производительности. Производительность двойной поляризованно-двоичной фазовой манипуляции, DP-QPSK, двойной поляризованной 8-уровневой квадратурной амплитудной модуляции и суперканальной передачи Найквиста-WDM на основе DP-16-QAM по оптоволокну из чистого кремнезема с рамановским усилением.В высокоскоростных волоконно-оптических линиях связи основными причинами ухудшения качества сигнала являются керровские нелинейности, поляризационная модовая дисперсия, хроматическая дисперсия и затухание в волоконно-оптическом кабеле, которые ограничивают максимальную пропускную способность канала. Напротив, в каналах FSO затухание сигнала из-за внешних условий окружающей среды является основным фактором, определяющим производительность канала.
Оптическая связь чувствительна к различным помехам и шумам окружающей среды, что приводит к ошибкам передачи [3].Основными причинами являются смещение ветра, расхождение луча из-за распространения, потери на смягчение погодных условий из-за тумана, дыма и снега, атмосферная турбулентность и фоновый шум из-за искусственного освещения, а в FSO положение оптического луча может быть пропущено из-за несоосности между структуры передатчика и приемника.
Для смягчения этих эффектов были разработаны новые схемы модуляции, такие как двухпозиционная манипуляция (OOK), прямая коррекция ошибок (FEC), широтно-импульсная модуляция (PWM), импульсная позиционная модуляция (PPM), множественная PPM, цифровая импульсная интервальная модуляция ( DPIM), двоичную фазовую манипуляцию (BPSK), сцепленные коды RS, системы с короткими скачками, ведущие к повышению производительности, турбокоды, коды проверки четности с низкой плотностью и пространственное разнесение.
Практические испытания и моделирование [4] PPM показывают, что вероятность ошибки минимальна для оценки максимального правдоподобия стационарного положения луча, а для динамически изменяющегося положения луча фильтр с большим количеством частиц обеспечивает близкое к оптимальной вероятности выполнения ошибки.
3. Угрозы безопасности и решения OC
Непрерывное развитие оптических сетей с точки зрения неоднородности, гибкости, приложений, объема потока данных, полосы пропускания и надежной производительности поднимает проблемы безопасности, которые являются уникальными для OC.Оптические сети уязвимы для нескольких типов нарушений безопасности, направленных на нарушение работы службы или получение несанкционированного доступа к системе. Развитие программного обеспечения с программируемой и гибкой архитектурой узлов привело к появлению новых уязвимостей безопасности, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации сети. В этом разделе представлен обзор потенциальных проблем безопасности в текущих и будущих оптических сетях и определены возможные атаки, использующие связанные уязвимости.Он включает в себя конфиденциальность, аутентификацию, целостность, отказ в обслуживании и конфиденциальность. Злоумышленник может отследить, подключившись к оптическому волокну или с помощью помех, излучаемых соседним спектром конфиденциальных сигналов, и в течение некоторого времени оставаться незамеченным. Ниже представлен обзор распространенных проблем безопасности и методов атак, нацеленных на оптические сети.
Подслушивание — это серьезная атака на систему безопасности в оптических сетях. Подслушивание влечет за собой взлом ключа шифрования путем удаления покрытия волокна и изгиба волокна, что приводит к утечке сигнала из сердцевины в фотодетектор, который фиксирует информацию.Для обнаружения таких вторжений в сети используется сигнализация обнаружения вторжения, запускаемая при изменении вносимых потерь в оптоволоконных соединениях. Для таких обнаружений требуется активная система мониторинга, работающая по сети.
Порты мониторинга позволяют получить доступ к каналу, который доступен в различных сетевых компонентах, таких как усилители, селективные переключатели длины волны (WSS) или мультиплексоры. Оптический сигнал отражается оптическим разветвителем, что позволяет подключать устройства мониторинга без прерывания трафика.Получив доступ к сайту, злоумышленник может использовать эти порты для перехвата передаваемого трафика. Для защиты передаваемых данных от перехвата в оптических транспондерах реализовано шифрование. Ключи шифрования, передаваемые по сети, изолированы от нагрузки данных.
Внесение вредных сигналов : отказ в обслуживании и ухудшение качества происходят, когда в сеть вводятся вредные сигналы, такие как оптические сигналы чрезмерной мощности, которые превышают уровень сигнала, используемый в сети.
Сигналы помех: В сетях, содержащих оптические мультиплексоры ввода-вывода (OADM) с регулируемыми оптическими глушителями, мощные сигналы могут повредить совместно распространяющиеся пользовательские сигналы внутри оптических волокон, усилителей и переключателей. Сигналы помех также могут влиять на нормальные сигналы, увеличивая внутриполосные перекрестные помехи. Сигналы, проходящие по обычным физическим каналам с сигналом помех, могут страдать от внеполосных эффектов. Приводят к внеполосным перекрестным помехам, просачиваясь в соседние каналы и увеличивая нелинейные эффекты и конкуренцию за усиление, и вместо законных сигналов усиливаются более сильные сигналы помех, что значительно ухудшает ситуацию.
Атаки на чужой длине волны : Чужая длина волны [5] означает возможность совместного использования одной и той же оптоволоконной линии несколькими поставщиками телекоммуникационных услуг. Это возможно путем «разделения» линии связи на отдельные «цвета» или длины волн, так что каждый «цвет» рассматривается как отдельный канал связи. Каждый провайдер использует один «цвет» и может передавать свои данные одновременно с другими, используя одну и ту же физическую оптоволоконную линию. Эта технология расширяет возможности использования волоконной линии.Возможность установки Alien Wave без какого-либо влияния на существующие услуги имеет большое преимущество для телекоммуникационной отрасли.
Чужеродные длины волн реализованы в сети, чтобы обеспечить обновление сети и эффективную передачу соединений с высокой пропускной способностью по существующей инфраструктуре. Когда нет поддержки чужой длины волны, каждое соединение завершается и восстанавливается узлом на границе домена, в то время как чужие длины волн могут проходить через несколько доменов без оптических преобразований, что создает уязвимость в сетевой безопасности, особенно из-за отсутствия контроля о производительности инопланетных каналов.В таких системах чужие длины волн могут быть подавлены помехами, что создает опасность для сети. Чтобы преодолеть эту угрозу безопасности, требуется система контроля, блокирующая любой несанкционированный обмен сообщениями.
Сети (MLR) со смешанной линейной скоростью обеспечивают сосуществование различных форматов модуляции в одной инфраструктуре. Серьезная уязвимость сетей MLR проистекает из нелинейных эффектов между высокоскоростными и низкоскоростными сигналами соседних каналов. Каналы 10G с амплитудной модуляцией и включением-выключением (OOK) ухудшают качество более высокого битрейта из-за перекрестной фазовой модуляции (XPM).Это влечет за собой дополнительные штрафы для высокоскоростных каналов в зависимости от формата модуляции и мощности запуска канала. Атака ухудшения качества обслуживания в сетях MLR вызывается вставкой канала OOK рядом с высокоскоростным каналом без предоставления достаточной защитной полосы. Таким образом, атакующий сигнал может значительно ухудшить достоверные сигналы.
Программно-определяемая сеть (SDN ) управляет интерфейсом между оборудованием и приложениями SDN, включая приложения для управления трафиком и сбора данных.Злоумышленники, которые могут получить доступ к данным, потенциально могут захватить сеть.
Архитектура по запросу (AoD) использует оптическую объединительную плату для поддержки межсоединений между оптическими модулями, что позволяет использовать эти модули, необходимые для коммутации и обработки. Новые модули добавляются к узлу путем подключения их к оптической объединительной плате. Эта модульность подвергает сеть уязвимостям безопасности.
Сетевое кодирование (NC), предложенное для решения физических проблем безопасности OC:
Сетевое кодирование (NC) используется в оптических сетях для защиты от сбоев каналов, для повышения спектральной эффективности при многоадресной передаче и защиты конфиденциальных соединений от атак подслушивания .Конфиденциальные сигналы подвергаются операции XOR с другими сигналами, передаваемыми через разные узлы на своем пути через сеть. Сигналы объединяются либо в исходном узле, либо в промежуточных узлах. Чтобы реализовать NC для конфиденциальных соединений, набор ограничений для NC и RSA включен в соответствующие алгоритмы. Комбинация сигналов через NC повышает безопасность конфиденциальных соединений, поскольку перехватчик будет получать комбинацию сигналов от различных соединений, что усложняет дешифрование конфиденциального сигнала.Эксперименты показывают, что NC обеспечивает комплексную защиту конфиденциальных соединений с минимальным использованием спектра.
Используя NC, данные соединения объединяются с другими данными соединения, генерируя сетевой код, который изменяется в зависимости от передаваемых данных соединения. Зашифрованная передача (ET) относится ко всем каналам выбранного пути, передающим зашифрованную версию своих данных с помощью по крайней мере одной операции XOR с другими установленными соединениями. Чтобы удовлетворить ограничение ET, установленное соединение имеет как минимум два общих узла с конфиденциальным соединением.Согласование частотных интервалов (FSM), которое является подмножеством частотных интервалов, используемых конфиденциальным соединением, должно иметь тот же идентификатор и частоту, что и интервалы остальных установленных соединений, используемых в операциях XOR. Предполагается, что сигналы, используемые для операции XOR, имеют одинаковую частоту. Таким образом, установленное соединение по крайней мере с двумя общими узлами с конфиденциальным соединением может либо обеспечить безопасность для всего пути конфиденциального запроса (источник и пункт назначения как общие узлы), либо оно может обеспечить безопасность для части соединения (исходный / промежуточный узел к промежуточному / целевому узлу).Чтобы конфиденциальное соединение считалось безопасным, выбранные установленные соединения должны совместно защищать все ссылки этого соединения. Конфиденциальное соединение считается безопасным, даже если только часть сигнала подвергается операции XOR, поскольку перехватчик все равно должен будет получить доступ ко всем соединениям, используемым в процессе шифрования, для дешифрования передаваемых данных.
4. Избранные технологии в реализации возможностей OC
Спрос на очень большие пропускные и высокоскоростные каналы для передачи больших объемов данных растет, что увеличивает потребность в быстрых решениях.В результате мы наблюдаем широкий спектр предлагаемых решений, использующих оптоволокно и беспроводные каналы в свободном пространстве. Ниже представлены несколько решений, которые успешно справились со спросом на передачу и с проблемами безопасности.
4.1 Мультиплексирование OAM для защищенной оптической связи с высокой пропускной способностью
В этом разделе мы описываем последние достижения в использовании орбитального углового момента (OAM) для увеличения пропускной способности и скорости передачи [6]. Он использует ортогональность между лучами OAM для обеспечения эффективного демультиплексирования.Каналы связи в свободном пространстве широко используются для приложений передачи данных с использованием оптической связи или радиочастотных (RF) волн. Пропускная способность системы связи увеличивается за счет мультиплексирования и одновременной передачи нескольких независимых потоков данных. Это достигается за счет использования свойств электромагнитной (ЭМ) волны, таких как время, длина волны и поляризация. Несколько потоков данных можно эффективно мультиплексировать и демультиплексировать. Чтобы справиться с растущим спросом на очень широкую полосу пропускания, используются новые формы мультиплексирования каналов данных.Один подход использует ортогональные пространственно перекрывающиеся и распространяющиеся вместе пространственные режимы, где несколько каналов, каждый из которых идентифицируется различным пространственным режимом, мультиплексируются в передатчике и разделяются в приемнике. Пропускная способность и спектральная эффективность увеличиваются в раз, равном количеству переданных пространственных мод. Каждый символ данных последовательно передается различным лучом OAM в каждом временном интервале. Группа ортогональных лучей OAM используется для пространственного мультиплексирования нескольких потоков данных.Комбинируя мультиплексирование OAM с поляризацией, мы можем получить связь с очень высокой скоростью xTpbs, например, четыре луча OAM на каждой из двух ортогональных поляризаций объединяются, что приводит к мультиплексированию восьми режимов OAM. Полученные лучи OAM затем демультиплексируются в приемнике и последовательно обнаруживаются для восстановления потоков данных. Все восемь каналов данных OAM расположены на одной длине волны, что обеспечивает спектральные преимущества. Затем эксперимент был расширен путем добавления измерения длины волны с одновременным использованием OAM, поляризации и длины волны для мультиплексирования.Всего было передано 1008 каналов данных с 12 значениями OAM, двумя поляризациями и 42 длинами волн. Каждый канал был закодирован квадратурной фазовой манипуляцией 50 Гбит / с, что обеспечивало совокупную пропускную способность 100,8 Тбит / с. В дополнительном эксперименте описан процесс мультиплексирования, при котором несколько независимых каналов данных, каждый на разных лучах OAM, пространственно объединяются, и полученные мультиплексированные лучи OAM затем передаются через одну апертуру к приемнику. После коаксиального распространения по тому же каналу в свободном пространстве приходящие лучи собираются в приемнике другим слотом, а затем демультиплексируются и обнаруживаются для восстановления данных.
4.2 Безопасность на основе хаоса, высокая скорость и высокая пропускная способность OC
Хаотические системы обеспечивают безопасность физического уровня в безопасном OC [7]. Это началось со скорости передачи данных 2,4 Гбит / с на расстояние 120 км, а затем было улучшено до 10 Гбит / с для оптоволоконной линии протяженностью 100 км и даже далее до безопасной передачи 30 Гбит / с на 100 км с использованием хаотической несущей с полоса пропускания 10 ГГц. Пропускная способность защищенной связи на основе хаоса ограничена полосой пропускания хаотической несущей.Чем шире полоса пропускания хаотической несущей, тем выше скорость передачи, которую он поддерживает. Чтобы увеличить полосу хаоса, было предложено несколько методов, таких как оптическая инжекция, взаимная инжекция, распространение волокна, обратная связь с параллельными кольцевыми резонаторами, гетеродинирующие связи и фазомодулированная обратная связь с микросферным резонатором.
Ниже приводится описание улучшенной схемы генерации широкополосного хаоса. Для увеличения полосы пропускания используется полупроводниковый лазер с внешним резонатором (ECSL) с оптико-электронной гибридной обратной связью.Выход используется для модуляции выхода лазера непрерывного действия с помощью электрооптического фазового модулятора. Затем фазомодулированный самомодулированный свет постоянной амплитуды вводится обратно в ECSL. Эксперименты показывают, что эффективная полоса пропускания генерируемого хаоса увеличивается до более чем 20 ГГц, а также равномерность спектра и сложность генерируемого хаоса. Эксперименты продемонстрировали, что достигается высококачественная синхронизация между двумя широкополосными сигналами хаоса с эффективной полосой пропускания более 20 ГГц, что демонстрирует ценный потенциал безопасной связи на основе хаоса, такой как повышение пропускной способности и повышение безопасности.Эксперименты доказывают, что в предложенной схеме генерации хаоса достигается значительная пропускная способность и усложнение хаоса. Результаты показывают, что предложенная схема может легко получить широкополосный хаотический сигнал с эффективной полосой пропускания более 20 ГГц.
4.3 Сигналы модуляции интенсивности для защиты физического уровня оптической связи
Огромный объем данных, передаваемых по оптическим сетям, требует интеграции механизма защиты данных, адаптированного к конкретным атрибутам оптоволоконной связи.Y-00 [8] квантово-шумовой рандомизированный потоковый шифр создан для предотвращения перехвата злоумышленниками передаваемого зашифрованного текста. Он сочетает в себе математическое шифрование многоуровневой сигнализации и физическую случайность, обеспечивая тем самым высокую производительность и надежную безопасность. Он использует модуляцию чрезвычайно высокого порядка вместе с квантовыми и аддитивными шумами. Достигнутый уровень секретности высок, поскольку вероятность того, что злоумышленники угадают зашифрованные данные, очень мала. Эксперименты показывают, что шифровальный приемопередатчик Y-00 на дальности передачи 1000 км со скоростью передачи данных 1.5-Гбит / с и с использованием высокой секретности аналитики, выполнено успешно.
Шифр Y-00 — это метод шифрования с симметричным ключом в сочетании с многоуровневой сигнализацией физической случайности для сокрытия переданного зашифрованного текста. Приемник восстанавливает исходный сигнал открытого текста из зашифрованного сигнала, замаскированного шумом, с использованием общего ключа и математической обработки сигнала. Свет от лазерного диода позволяет передавать зашифрованный сигнал на приемник. Шифр рандомизированного шума Quantum / ASE является доминирующим, когда система связи шифра Y-00 используется в линии дальней связи с использованием оптических усилителей.Следовательно, маскировка сигнала с помощью аддитивного квантового шума более устойчива против злоумышленников и является практическим преимуществом по сравнению с классической криптографией, использующей только математическое шифрование. При таких предположениях вероятность того, что злоумышленник угадает правильный зашифрованный текст, значительно мала.
4.4 Оптическая беспроводная связь (OWC), базовая технология для 5G и IoT
Доступность связи 5G и Интернета вещей (IoT) экспоненциально увеличивает количество устройств, подключенных к Интернету, генерируя огромный объем передаваемых данных [9].Основные характеристики услуг связи 5G включают высокую пропускную способность, низкую задержку, высокую безопасность, широкие возможности подключения устройств, низкое энергопотребление и высокое качество обслуживания (QoE). OWC, похоже, удовлетворяет производным требованиям благодаря своим уникальным характеристикам: широкий спектр, высокая скорость передачи данных, низкая задержка, высокая безопасность, низкая стоимость и низкое энергопотребление. OWC включает в себя связь в видимом свете (VLC), точность воспроизведения света (LiFi), связь с оптической камерой (OCC) и оптику в свободном пространстве (FSO). Его технологии могут играть роль обнаружения, мониторинга и совместного использования ресурсов во всестороннем подключении устройств IoT и отвечать требованиям высокой безопасности 5G и IoT.Следовательно, OWC идеально подходит для 5 ГБ и Интернета вещей.
VLC использует светодиоды (LED) или лазерные диоды (LD) в качестве передатчиков и фотодетекторов (PD) в качестве приемников. Только видимый свет (VL) используется в качестве среды связи в VLC. LiFi обеспечивает высокоскоростное беспроводное соединение вместе с освещением и использует светодиоды или обезвреживает LD в качестве передатчиков и PD в качестве приемников. Он использует VL для прямого пути и инфракрасный порт (IR) в качестве среды связи для обратного пути. OCC использует светодиодную матрицу в качестве передатчика и камеру в качестве приемника.FSO использует LD и PD в качестве передатчика и приемника соответственно. Обычно он управляется с помощью Appl. Sci. ИК как средство связи, но также можно использовать VL и UV. Есть несколько технологий OWC. Различия между этими технологиями очень специфичны. Уникальной характеристикой VLC является использование видимого света в качестве средства связи. Система LiFi поддерживает беспрепятственную мобильность, двунаправленную связь и связь точка-несколько точек, а также связь между несколькими точками. Система OCC использует камеру или датчик изображения в качестве приемника среди всех технологий OWC.OCC использует светодиодную матрицу или свет в качестве передатчика и камеру или датчик изображения в качестве приемника. OCC обычно использует VL или IR в качестве средства связи.
Ожидается, что скорость передачи в системах мобильной связи 5G достигнет в среднем 1 Гбит / с при пиковой скорости 10 Гбит / с. Внешнее сетевое хакерское устройство не может уловить внутренний оптический сигнал. Информацией можно обмениваться с высокой степенью защиты. Таким образом, системы OWC предлагают более высокий уровень безопасности для сетей 5G / 6G и IoT.
5. Уникальные реализации OC с ограничениями
Внедрение и распространение технологий OC продиктовано ожидаемыми выгодами и воздействием. Следовательно, большая часть усилий направлена на большие расстояния, высокую пропускную способность, широкую полосу пропускания и высокую скорость передачи данных. Тем не менее, некоторые усилия прилагаются к локальным решениям и мелким реализациям. Ниже приведены два примера таких реализаций.
5.1 OC для высокоскоростной передачи данных на короткие расстояния
Сети центров обработки данных имеют гораздо более короткие расстояния передачи, но гораздо более высокие передаваемые данные, чем обычные сетевые топологии [10].Следовательно, традиционные телекоммуникационные компоненты являются избыточными и дорогостоящими. Следовательно, центры обработки данных используют VCSEL, активные оптические кабели и параллельную оптоволоконную передачу. При значительном увеличении трафика внутри центра обработки данных необходимая пропускная способность резко возрастает. Широкополосные оптические модуляторы, такие как модуляторы электропоглощения (EAM) и модуляторы Маха-Цендермодулятора (MZM) в сочетании с цветными лазерными решетками с распределенной обратной связью, объединяются для создания сверхширокополосных и низкоэнергетических каналов связи на основе технологии WDM.Для дальнейшего увеличения пропускной способности до Тбит / с используется большое количество лазеров.
Еще одно улучшение достигается за счет использования оптических коммутаторов, которые полностью отличаются от электронных пакетных коммутаторов, но в сочетании они дополняют друг друга. Следовательно, оптические переключатели и обычные электронные переключатели объединены в одной архитектуре, что обеспечивает улучшенную производительность. Оптические коммутаторы используются для адаптации сети к определенным шаблонам трафика, таким как пары узлов, обменивающихся высокими уровнями трафика, которые могут иметь большую пропускную способность при использовании оптических сетей.Однако реконфигурация оптического коммутатора требует фазовой синхронизации и модификации таблиц маршрутизации. Чтобы решить эту проблему и повысить производительность, реконфигурация оптики полностью автоматизирована. Улучшение использования ресурсов путем перенастройки разукрупненных элементов позволяет сократить количество компонентов и потребление энергии, переведя недостаточно используемые компоненты в спящий режим. Можно уменьшить перегрузку сети, вызванную интенсивным обменом данными между серверами или парами стоек, за счет избыточного выделения ресурсов в сети.
5.2 Интеграция OC и мобильных устройств, используемых в автомобильной промышленности и индустрии беспилотных летательных аппаратов
Автомобильная промышленность: Еще несколько лет назад в сети передачи данных, используемые в транспортных средствах, были реализованы лишь незначительные улучшения. Внедрение автономных транспортных средств и умных городов увеличило спрос на автоматизацию транспортных средств и межавтомобильную связь [11]. Это включает в себя надежную передачу данных с высокой скоростью в реальном времени и защиту от мешающих сигналов и атак на безопасность.Существующие коммуникации между автомобилем и шиной недостаточны, и замена инфраструктуры автомобильной связи неизбежна. Реализована оптическая передача данных, поскольку она передает большие объемы данных, может мультиплексировать несколько сигналов в одно волокно и устойчива к внешним воздействиям с небольшим затуханием. Это подтверждает, что оптические шины очень полезны для автомобильных приложений. Решение основано на центральном процессоре CPU, подключенном к оптической гибридной шине данных, состоящей из нескольких волокон.Чтобы повысить надежность, безопасность и защищенность, отдельные волокна используются для различных приложений и функций, таких как мультимедиа и датчики. ЦП пересылает сообщения по разным волокнам. В автомобильных приложениях для точной работы требуется назначение приоритетов сообщениям. Следовательно, используется SCTP, поскольку он поддерживает сообщения упорядочивания и предоставляет избыточные пути для повышения надежности. SCTP использует тактовые импульсы, чтобы проверить, действительно ли соединение. В случае сбоя узла соединение найдет другой путь, если он доступен.Протокол SCTP также имеет дополнительные функции безопасности и адаптируемость, которые в будущем будут поддерживать новые требования к коммуникациям в автомобиле.
UAV:  [12] В последние годы доступность и повсеместное использование дронов увеличились, особенно группировка дронов для выполнения общей задачи, которая требует постоянной точной синхронизации задействованных дронов в реальном времени. Это достигается за счет платформы высокоскоростных каналов связи с большой пропускной способностью, которые виртуально соединяют эти дроны.Требуется технология, которая выигрывает как от скорости передачи оптических данных, так и от мобильности дронов. Оптическая связь в свободном пространстве (FSO) поддерживает оптическую беспроводную передачу сигнала в инфракрасном диапазоне вне помещений. Это в сочетании с системой наружной связи, основанной на мобильности, является правильным направлением, которое следует учитывать. Оптическая беспроводная связь (OWC), встроенная в беспилотные летательные аппараты (БПЛА), представляет собой сложную технологию.
Объявление
6.Квантовое распределение ключей (QDK) с использованием OC
QKD использует световые пути через оптические волокна для обмена ключами шифрования между двумя удаленными сторонами [13]. Процесс обновления ключей и адаптивная маршрутизация ключей имеют выделенные пути, защищенные от сбоев канала. Совместное использование квантовых ключей между спутниками требует каналов связи между микроспутниками, способных передавать ключи в созвездии доверенных спутников. Использование оптических линий связи с точностью наведения до 10 ярдов позволяет QKD определять расстояние между спутниками в 400 км.В QKD на основе запутанности пары запутанных фотонов генерируются и отправляются двум отдельным сторонам, где каждая отправляет по одному фотону от каждой пары. Обе стороны независимо друг от друга производят измерения предварительно выбранного свойства своего состояния поляризации. После того, как много таких пар было распределено и измерено, обе стороны проводят статистические тесты и спрашивают, были ли полученные фотоны запутаны. Если измеренная запутанность превышает заранее установленный порог и их оборудование не имеет уязвимостей, они могут быть уверены в безопасности протокола.Затем они используют свои частные знания о квантовых состояниях в качестве общего источника энтропии для получения материала с симметричным ключом для схем шифрования.
Квантовый модуль (QM) — это источник пар фотонов с поляризацией и детекторы одиночных фотонов, которые могут работать как передатчик или приемник кубитов. Передающий QM локально измеряет и ставит отметку времени для одного из фотонов в каждой паре и отправляет другой фотон каждой пары на приемник, где он обнаруживается и маркируется принимающим QM.Эти временные метки и результаты измерений используются для синхронизации обнаружений и впоследствии для создания симметричного ключа шифрования. QM содержит лазерный диод, который инициирует спонтанное параметрическое преобразование с понижением частоты в кристаллах бета-бората бария, генерируя пары фотонов с определенными длинами волн. Фотоны в каждой паре запутаны так, что их состояния поляризации не определены до тех пор, пока не будет проведено измерение, после чего они будут иметь коррелированные поляризации. В передатчике QM передаются «сигнальные» фотоны, а «холостые» фотоны обнаруживаются в QM кремниевыми лавинными фотодиодами.Оба спутника имеют QM, и оба могут посылать и принимать запутанные сигнальные фотоны. Два спутника используют радиомаяк и детектор радиомаяка, чтобы контролировать радиомаяк другого спутника и контролировать относительное наведение между ними. Сигнал коррекции наведения луча подается на двухосное быстрое управляющее зеркало, которое компенсирует высокочастотное рассогласование луча между двумя космическими аппаратами и оптимизирует оптическую связь для передачи запутанных фотонов. Оптическая скамья обеспечивает термическую и механическую изоляцию и крепится к конструкции космического корабля.Опорные колеса размещены так, чтобы их оси вращения были как можно ближе к центру тяжести, чтобы минимизировать нестабильность наведения телескопа.
7. Защищенное распределение ключей с использованием оптической связи
Распределение ключей является растущей проблемой для симметричной криптографии. Большинство текущих механизмов распределения ключей предполагают использование общедоступных сетей Интернета и WAN, которые подвержены рискам безопасности. Надежные криптографические механизмы, такие как алгоритмы Диффи-Хелмана (DH) и RSA, используются вместе с центром сертификации (CA), который генерирует сертификаты и распространяет их одновременно отправителю и получателю по альтернативным каналам.Эти существующие решения ограничены. DH и RSA находятся под угрозой, поскольку внедрение квантовых вычислений и PKI / CA эффективно в относительно локальных случаях. Следовательно, требуются новые идеи. В этом разделе представлен новый подход к безопасной передаче ключей с использованием высокоскоростной оптической связи камеры (OCC). Связь в видимом свете (VLC) — это тип беспроводной связи. Данные передаются посредством модуляции спектра видимого света. Передача ключей осуществляется с помощью VLC с мигающими светодиодами с определенной последовательностью и частотой в соответствии с системой кодирования.Приемник декодирует полученные мигания в битовую строку с помощью соответствующего приложения для обработки изображений. Оптическая связь обеспечивает безопасную передачу без возможности цитировать. Результаты экспериментов показывают, что этот метод осуществим, надежен, эффективен и реализуем.
7.1 Введение
В симметричной криптографии один и тот же ключ используется для шифрования и дешифрования передаваемых данных. Совместное использование одного и того же ключа требует передачи ключа между отправителем и получателем.Чтобы избежать обнаружения ключа во время передачи, было предложено несколько протоколов, таких как протокол Диффи-Хеллмана и асимметричная криптография, такая как RSA. Развитие квантовых вычислений делает излишней любую известную криптографию. Использование надежной третьей стороны, способной генерировать сертификаты и ключи шифрования и одновременно распространять их между двумя сторонами, которые намереваются обмениваться данными. Он использует альтернативные каналы распределения, отличные от канала, который обе стороны используют для передачи данных.Однако из-за растущей глобализации и увеличения расстояния между пользователями и системами, а также внедрения облачных вычислений этот подход сложен в управлении и со временем стал неактуальным. Защищенный ключевой переход использует платформу оптической связи.
7.2 Сопутствующие работы
Оптическая связь — это простая, недорогая и надежная передача сигнала. Одна из техник основана на двухпозиционной манипуляции с дифференциальным фазовым сдвигом с недостаточной дискретизацией, которая может кодировать двоичные данные.Arai et al. [14] определяют новый подход к кадрированию для высокоскоростной передачи оптических сигналов для связи между автомобилями. Луо и др. [15] используйте двойной светодиод, чтобы утроить скорость передачи данных. Робертс [16] предлагает кодирование / декодирование с использованием субдискретизации камеры, синхронизированной с частотой кадров камеры. Leu et al. [17] вводят новую схему модуляции, в которой разность фаз между двумя последовательными выборками представляет собой однобитовые данные.
7.3 Связь с оптической камерой (OCC)
Метод оптической связи, называемый оптической связью с камерой (OCC), описан в [18].OCC позволяет использовать огромную нерегулируемую полосу пропускания в оптической области, спектрально расположенной между длинами волн микроволнового и рентгеновского излучения, как показано на рисунке 1. В такой системе датчик изображения и камера используются для демодуляции переданного сигнала, который был модулирован. по двухпозиционному ключу (OOK). Доступные в настоящее время устройства — это умные устройства, оснащенные светодиодной вспышкой и камерами. Это обеспечивает прагматическую форму оптической беспроводной связи (OWC), где светодиодные проекторы для обеспечения компонента спектра видимого света (VLC) и камеры в качестве приемного модуля, составляя пару приемопередатчиков.
Рисунок 1.
Диапазон электромагнитного спектра.
В системе OCC используются коммерческие светодиодные источники освещения, в том числе светодиодное инфраструктурное освещение, светодиодные вспышки, светодиодные метки, дисплеи, лазерные диоды, шаблоны изображения, проекторы некоторых современных поколений. Основными движущими силами развертывания OCC являются широкая доступность светодиодов видимого света (VL) и возможность использования камеры в интеллектуальных устройствах для декодирования данных, модулированных светодиодом. Следовательно, эти светодиодные инфраструктуры могут использоваться для передачи данных с использованием двухпозиционного ключа (OOK).
Типичная система OCC показана на рисунке 2, где в качестве приемника используется камера, которая состоит из объектива формирования изображения, датчика изображения и схемы считывания.
Рисунок 2.
Схематическое изображение системы OCC.
7.4 Архитектура связи оптической камеры
Оптическая связь включает светодиодный, инфракрасный или ленивый проектор и высокоскоростную камеру, встроенную в мобильный телефон. Проектор проецирует луч света в направлении камеры.В камеру встроен CMOS-датчик изображения, улавливающий проецируемый луч. Продолжительность и частота проецирования включения / выключения луча соответствуют схеме кодирования, согласованной с приемной камерой. Принимающая камера записывает на видео сеанс проецирования и сохраняет его во внутренней памяти. Записанная проекция декодируется в биты, где для «включенного» луча соответствующий бит декодирования устанавливается в «1», в противном случае он декодируется как «0». Видео с камеры может быть далее передано на целевой приемник через общедоступное сетевое соединение.Луч может быть видимым (нормальное освещение) или невидимым (инфракрасный и ленивый). Продолжительность и частота свечения настолько велики, что человеческий глаз не может проследить и процитировать их. Когда задействован датчик изображения CMOS, снимаются изображения. Эти изображения являются источником для извлечения данных путем их декодирования. На рисунке 3 изображены три фазы обработки принятого сигнала. Левое изображение — это первоначально записанное воздействие луча, изображение справа — исходное изображение после кристаллизации, а третье изображение справа описывает заключительный этап процесса.Третье изображение является входом для декодирования потока луча в битовую строку.
Рисунок 3.
Три фазы обработки пограничного сигнала.
На рисунке 4 показан процесс кодирования, начиная с обработки изображения и его преобразования в последовательность сигнальной диаграммы (верхняя диаграмма). Нижняя диаграмма отображает окончательную битовую последовательность.
Рис. 4.
Архитектура связи оптической камеры.
7.5 Архитектура системы
Целью данной работы является безопасный обмен ключами с использованием оптической связи, при которой светодиод передает сигнал, а камера его собирает.Идея состоит в том, чтобы модулировать информацию таким образом, чтобы ее нельзя было декодировать только путем обработки полученных сигналов. Рисунок 5 иллюстрирует основную идею подхода к оптической связи. Исходный компьютер генерирует зашифрованный ключ. Ключ преобразуется в оптические сигналы, которые проецируются светодиодным проектором на целевую камеру, встроенную в мобильное устройство. Камера улавливает оптические сигналы и записывает их как видеофильм. Для аутентификации и точности видеофильм подписывается стандартной электронной подписью, а подписанное видео шифруется и передается через VPN на целевое мобильное устройство, которое затем проецирует исходное подписанное видео на целевой компьютер.Целевой компьютер расшифровывает полученные видеосигналы в последовательность битов, и, таким образом, зашифрованный ключ достигает целевого компьютера. Мы можем рассмотреть возможность перемещения самого мобильного устройства к целевому компьютеру, избегая передачи ключа.
Рис. 5.
Система передачи ключей с высоким уровнем защиты.
На рисунке 6 показан 6-этапный процесс. На этапе 1 ключ генерируется и преобразуется в код светодиода на этапе 2, а затем на этапе 3 он проецируется на камеру-приемник.На этапе 4 полученное видео передается на целевой компьютер, а на этапе 5 изображения декодируются в ключ шифрования. На шаге 6 исходный ключ обнаруживается и пересылается для дальнейшего использования.
Рис. 6.
Оптические этапы передачи ключей.
На рисунке 7 показан протокол обмена сообщениями между мобильным телефоном и компьютером.
Рисунок 7.
Протокол потока сообщений инициализации.
Этот способ передачи оптических сигналов вместо битовой строки повышает уровень безопасности обмена ключами по сравнению с другими решениями.Однако передаваемый контент — это гораздо больше, чем просто битовая строка. Практическое воздействие разумно, исходя из умеренной частоты ключевых изменений и наличия высокой емкости и высокоскоростной связи.
7.6 Эксперимент и результаты
Для эксперимента мы использовали подключенное к USB-порту устройство с мигающим светодиодом, управляемое кодом Arduino, и встроенное оборудование Linkit ONE. Кодирование / декодирование простое, бит «1» устанавливается, когда светодиод мигает, и «0» в противном случае. Ключ передается на USB-устройство Serial.Программа exe принимает его и преобразует в код ASCII. Перед началом передачи ключа отправляется уникальная битовая строка. Разработанное приложение принимает последовательность мигания светодиода, обрабатывает ее для создания битовой последовательности и преобразует ее в код ASCII. Горящий светодиод обрабатывается обработкой изображений OpenCV таким образом, что каждый небелый пиксель становится 0, а белый остается 255. Затем все пиксели суммируются. Если сумма равна 0, светодиод остается выключенным, а на выходе — бит «0». В противном случае на выходе будет бит «1».
Мы выполнили весь цикл. Ключ был сгенерирован в защищенной среде, а затем передана битовая строка на мигающее устройство USB. Камера мобильного телефона записала последовательность мигания на видео. Мобильный телефон подписал, зашифровал и передал видео с мигающим светодиодом, мобильное устройство-получатель в целевом местоположении, приняло мигающее видео и преобразовало его в битовую строку. Мы экспериментировали с ключом «a b c d», передаваемым между хостом с оптическим USB-устройством и смартфоном с камерой.На рисунке 8 показан выходной сигнал передачи «abcd», где линии 3, 6, 9, 12 и 15 представляют выход «abcd» соответственно.
Рисунок 8.
Пример передачи ключа.
На рисунке 9 показан пример передачи ключа «abcd», использованный в эксперименте. Четыре изображения были сделаны на этапах прямой передачи ключей.
Рис. 9.
Захваченные изображения этапов передачи живых ключей.
На изображении a начальная строка специальных битов принята мобильным устройством, подключенным к компьютеру-отправителю.На изображении b показан снимок экрана компьютера отправителя во время передачи ключа на связанное с ним мобильное устройство. Изображение c — это экран мобильного телефона, принимающий клавишу «abcd», а изображение d — принятие переданного ключа.
В этом разделе мы представили полный цикл защищенного обмена ключами с использованием формы оптической связи. Мы описали аппаратную часть и программное обеспечение проведенного эксперимента. Это демонстрирует применимость метода оптической связи (OC) для защищенного распределения ключей [18].
8. Резюме и выводы
В этой главе мы описали достижения в области оптических коммуникаций. Мы сосредоточились на основных улучшениях OC, канале передачи и методе, полосе пропускания, скорости и безопасности. Мы завершили главу подробным описанием уникального использования OC для передачи ключа, необходимого для симметричной криптографии. Технология OC все еще находится на стадии развития и роста. Мы ожидаем, что он продолжит свой быстрый рост и будет внедрен во многих других областях, делая нашу жизнь более удобной, безопасной и автоматизированной.
Комментарий: Из-за полноты и широкого охвата в этой главе описывается лишь часть достижений в OC, оставляя такие вопросы, как подводный OC [19] и машинное обучение для OC [1], за рамками рассмотрения.
Границы прогресса беспилотных летательных аппаратов Оптические беспроводные технологии
Реферат
В связи с постоянным совершенствованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в области материалов, связи и других связанных технологий, в последние годы промышленность БПЛА быстро развивалась.Чтобы справиться с диверсифицированными развивающимися формами бизнеса, взрывной рост масштабов трафика данных, количества терминальных соединений, высокая надежность, низкая задержка и высокая скорость передачи, обеспечиваемые сетью пятого поколения (5G), придадут новую жизнеспособность. в развитие индустрии БПЛА. В этой статье оптическая беспроводная технология вводится в платформу БПЛА, объединяя теорию с практическими приложениями. Мы объясняем многие достижения в исследованиях и ключевые технологии в четырех аспектах «воздух, космос, земля и море» для создания надежной и широкополосной линии связи.Это обсуждение фокусируется на моделировании каналов связи, оптимизации параметров, экспериментальном тестировании и статус-кво БПЛА в различных сценариях применения с конфигурациями оптических беспроводных линий связи. В то же время, исходя из текущей ситуации с оптическими беспроводными технологиями БПЛА, также обсуждаются технические проблемы и направления исследований в будущем.
Ключевые слова: оптическая беспроводная связь, беспилотный летательный аппарат, оптика открытого космоса, связь в видимом свете, оптическая линия связи
1.Введение
Ожидается, что с появлением пятого поколения (5G) эта технология значительно увеличит емкость и новые приложения для крупномасштабных подключений. Беспроводная система 5G по-прежнему является наземной и имеет такую же сложность покрытия, как и другие наземные сети. Однако перед лицом разрушения наземной инфраструктуры, вызванного внезапными бедствиями, эти сети наземного покрытия будут повреждены в той или иной степени или даже станут недоступными. Сеть космической связи является дополнением к сети наземной связи.Он может не только обеспечить обширное покрытие связи для людей и транспортных средств в море, отдаленных сельских районах и в воздухе, но также обеспечить своевременное сетевое соединение при повреждении наземной сети. показывает некоторые типичные сценарии сетевых приложений связи. По сравнению с технологией радиочастотной (RF) связи, широко используемой в 5G, технология оптической беспроводной связи (OWC) не ограничена диапазоном частот, имеет высокую скорость передачи и низкую стоимость и может стать ключевой технологией связи шестого поколения (6G). система.Во-вторых, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) были значительно усовершенствованы по технологии и стоимости и постепенно становятся мобильным терминалом связи для доступа к сети связи. Очевидно, что будущая информационная сеть должна обеспечивать бесшовную интеграцию космической сети и наземной сети. Ожидается, что планируемая беспроводная система 6G будет поддерживать настоящую глобальную беспроводную связь в любое время и в любом месте [1,2]. Создание высокопроизводительной, но недорогой системы связи имеет большое значение для развития глобальных систем связи 6G, и технология OWC на основе БПЛА может стать одним из важных решений для беспроводных систем 6G.
Сценарии применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). ( a ) БПЛА – спутниковая связь; ( b ) место оказания помощи при бедствии; ( c ) БПЛА – наземная связь; ( d ) Связь БПЛА с морской поверхностью; ( и ) БПЛА используется для предоставления спасательной команде заблаговременного донесения до прибытия на место происшествия; ( f ) БПЛА используется полицией для выявления нарушений ПДД; ( g ) БПЛА используется в качестве летающего придорожного модуля (RSU), который передает предупреждение о дорожных опасностях, обнаруженных в необорудованной зоне; и ( х ) сцена пожара [3,4].
1.1. Беспилотный летательный аппарат
Технология БПЛА распространилась от традиционной военной области до многих гражданских областей, таких как сельское хозяйство, безопасность, наблюдение и доставка товаров. Учитывая, что БПЛА часто необходимо взаимодействовать с высокоскоростными данными, традиционные каналы радиочастотной связи больше не могут независимо поддерживать вышеуказанные приложения. Особенно в особых ситуациях, таких как аварийно-спасательные операции, беспилотные летательные аппараты могут использовать традиционные беспроводные линии связи или спутниковую связь для взаимодействия с наземными терминалами (включая пилотируемые и беспилотные автомобили, ползучих роботов, портативные устройства и т. Д.).) прежде, чем они смогут получить информацию с БПЛА. Глобальное видение трансформируется в анализ и оценку наземных целей, а наземный терминал динамически направляется через препятствия для точного спасения и ремонта. Следует отметить, что традиционные линии связи зависят от таких факторов, как пропускная способность, помехи, конфиденциальность и ресурсы спектра; Спутниковая связь зависит от таких факторов, как высокая стоимость, помехи и временная задержка, и не может полностью удовлетворить потребности в связи гетерогенных систем БПЛА типа «воздух-земля» (A2G) [5,6,7,8,9].
В то же время ассортимент доступных БПЛА продолжает расширяться и может быть разделен на высотную платформу (HAP), с неподвижным крылом, наклонным крылом, вертолетным типом, орнитоптерным типом и многороторным типом, так как Показано в . HAP — это квазистатический самолет, похожий на дирижабль, обычно наполненный гелием и непрерывно работающий в стратосфере. БПЛА с неподвижным крылом обладает отличной выносливостью и дальностью полета, но он должен взлетать горизонтально, что требует больше места для свободного полета и больше подходит для работы на большой высоте.Благодаря своей гибридной конструкции крыла БПЛА с наклонным крылом поддерживают вертикальный взлет и посадку, сохраняя при этом традиционные преимущества БПЛА с неподвижным крылом; Важно отметить, что высокая стоимость и техническая сложность являются основными препятствиями на пути его широкой коммерциализации. С одной стороны, вертолетные БЛА могут поддерживать вертикальный взлет и посадку, а также иметь высокую работоспособность и грузоподъемность; аналогично, относительно высокая стоимость строительства и обслуживания также не позволяет им стать предпочтительной платформой для БПЛА.Махнущее крыло, также называемое орнитоптером, может включать в себя систему питания и систему управления без вертикального взлета и посадки, а его механический КПД высок. Однако аэродинамика орнитоптера недостаточно развита, чтобы руководить конструкцией самолета, что затрудняет использование орнитоптера для высокоскоростных и крупномасштабных применений. С другой стороны, многороторный БПЛА — лучший выбор для большинства приложений БПЛА на маловысотных платформах (LAP) из-за его превосходных характеристик при низкой стоимости, легкости взлета и посадки и небольшого веса.В настоящее время исследователи технологии OWC в области БПЛА больше сосредоточены на этом типе самолетов.
Основные типы БПЛА: ( a ) дирижабль беспилотный; ( b ) с неподвижным крылом; ( c ) крыло-крыло; ( d ) беспилотный вертолет; ( e ) машущее крыло; и ( f ) мультикоптер [19,20].
1.2. Технология оптической беспроводной связи
Технология OWC — это общий термин для разновидности технологии оптической связи, в которой свободное пространство используется в качестве среды передачи.Поскольку для большинства технологий OWC не требуется обширная инфраструктура, затраты на установку могут быть минимизированы [10]. Поскольку свет не может проникать через окружающие стены, OWC может поддерживать повышенную безопасность данных. Кроме того, этот тип технологии также имеет много преимуществ, таких как высокое направление распространения, большая пропускная способность, строгая конфиденциальность, отсутствие необходимости в разрешении использования спектра и выдающаяся способность противодействовать помехам [11,12]. В OWC в качестве среды распространения используется видимый свет, инфракрасное излучение или ультрафиолетовый спектр.Многие беспроводные системы разрабатываются на основе этих трех оптических диапазонов. В настоящее время наиболее перспективными технологиями оптической связи являются связь в видимом свете (VLC), точность воспроизведения света (LiFi), связь с оптическими камерами (OCC) и связь в оптическом пространстве (FSO) [13]. Среда связи, протокол связи, архитектура и сценарии применения каждой технологии различны. С одной стороны, в помещениях светодиодные лампы постепенно заменяют лазерные источники.Загрузка данных для светодиодного источника света через схему управления может не только обеспечить внутреннее освещение, но также обеспечивает охват данных [14,15]. Пока что VLC привлекает большое внимание производителей, и академические круги создали исследовательские институты и исследовательские организации. С другой стороны, технология OWC также достигла определенного прогресса в сценариях использования вне помещений, и она сыграла уникальную роль, которую невозможно заменить во многих областях применения, таких как беспроводная обратная связь, спутниковое соединение, аварийная поддержка и временные каналы [16 , 17,18].
Традиционная оптическая связь использует модуляцию интенсивности (IM) и модуляцию Маха – Цендера (MZM), IM использует только амплитудную модуляцию. Этот формат модуляции легко реализовать, требует относительно простого оборудования и недорого. Однако в последние годы с помощью высокопроизводительной системы оптической беспроводной передачи на большие расстояния были предложены и применены различные новые форматы модуляции света. Это включает в себя управление включением / выключением (OOK) на основе модуляции интенсивности, фазовой манипуляции (PSK) на основе фазовой модуляции и квадратурной амплитудной модуляции (QAM) на основе как управляющей амплитуды, так и фазы.представляет собой простой обзор методов модуляции за последние годы [21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31]. Оптические сигналы униполярны по сравнению с радиочастотными системами, и любая биполярная схема требует, чтобы источник света был смещен с помощью смещения постоянного тока (DC). Следовательно, по сравнению с OOK, схема QAM с более эффективной полосой пропускания имеет штраф смещения, что в некоторой степени ослабляет преимущества схемы QAM. Однако в системе VLC сигналы биполярного мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) не могут быть загружены непосредственно на светодиод.Чтобы гарантировать неотрицательный характер передаваемого сигнала, исследователи предлагают технологию VLC с асимметричным ограничением оптического мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (ACO-OFDM) и модуляцию мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов постоянного тока (DCO-OFDM) [23,32,33,34 , 35,36].
Таблица 1
Типы беспроводной оптической модуляции БПЛА.
Автор Модуляция электрического поля Модуляция оптического поля Длина волны Расстояние Ссылка
X.J. Huang et al. QAM и ACO-OFDM MZM — 200 км [6]
Lajos Hanzo et al. PPM и OFDM IM 940 нм — [14]
P. L. Chen et al. OOK MZM 1550 нм 2,16 км [21]
Marzieh Najafi et al. OOK IM 1550 нм 500 м [22]
Dissanayake S D et al. OOK IM 254 нм 1000 м [23]
J. X. An et al. OOK IM 1543 нм 6,76 км [24]
Patricio J. et al. OOK IM Белый свет 100 м [25]
Figueiredo M et al. QAM и DCO-OFDM IM Белый свет — [26]
Mohammad T D et al. OOK IM Белый свет 250 м [27]
Ramdhan N et al. QPSK и CDMA MZM 1548 нм 2-4 км [28]
L. Li et al. QPSK IM 1550 нм 1 км [29]
Амантаева А. OOK IM — 20 м [37]
D.Wu et al. QAM и OFDM IM 1550 нм 2 км [38]
Интеграция технологии OWC и полетных платформ БПЛА в основном ориентирована на БПЛА – спутниковые терминалы, БПЛА, БПЛА – наземные терминалы , и терминалы БПЛА — морская поверхность. В настоящее время наиболее изученными являются требования к каналу связи между БПЛА и наземным терминалом, что часто называют проблемой A2G. С одной стороны, решение Fusion для этого спроса может одновременно использовать комплексные преимущества БПЛА, такие как высокая пространственная свобода, короткое время развертывания, надежное позиционирование оптических беспроводных технологий и большая емкость.Благодаря конструкции аэромобильного ретранслятора достигается быстрое установление линии передачи высокой пропускной способности между фиксированными наземными терминалами. С другой стороны, в таких прикладных областях, как помощь при стихийных бедствиях, безопасность и транспорт, беспилотным летательным аппаратам часто требуется высокоскоростная передача данных и выдача инструкций с помощью мобильных терминалов, таких как транспортные средства и роботы [7,29,37,38,39 , 40,41,42,43]. Для такого сценария необходимо в полной мере учитывать мобильные характеристики БПЛА и наземных терминалов, и предлагается решение с высокой применимостью и высокой доступностью, чтобы по-настоящему раскрыть потенциал и эффективность этого вида технологии термоядерного синтеза.Основываясь на вышеизложенных соображениях, отрасль предлагает внедрить технологию OWC в область беспилотных летательных аппаратов, чтобы значительно улучшить пропускную способность беспроводной передачи беспилотных летательных аппаратов за счет добычи богатых спектральных ресурсов. На основе исходной линии связи БПЛА со спутником, линии связи БПЛА, линии связи БПЛА с наземным терминалом и линии связи БПЛА с морской поверхностью, оптические беспроводные модули и подсистемы интегрированы в различные БПЛА и терминалы, соответственно, для создания линии связи на основе световых волн с высоким скорость, высокая безопасность и ориентация [25,38,39,40,41,42].
1.3. Вклад в эту статью
В этом документе кратко описывается текущая ситуация и дальнейшее развитие технологии OWC на платформе БПЛА с четырех точек зрения: БПЛА – спутниковый терминал, БПЛА, БПЛА – наземный терминал, БПЛА – морской наземный терминал. В этом документе анализируется множество технических проблем, с которыми сталкиваются БПЛА при создании надежных высокоскоростных оптических беспроводных линий связи. В то же время он обобщает серию целевых исследовательских работ, проведенных в академических и промышленных кругах.
2. Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) — спутниковая оптическая беспроводная связь
Покрытие наземных сетей 5G обычно ограничено, что не позволяет удовлетворить потребности удаленных сельских районов, а также в случае стихийных бедствий и морской связи. В эпоху 6G для решения этой проблемы могут использоваться как спутники, так и дроны. В настоящее время исследователи в стране и за рубежом активно изучают возможность создания широкополосных OWC между БПЛА и спутниками. Особая форма беспилотной системы также получила широкое внимание и обсуждение [44,45].Соответственно, как установить высоконадежную оптическую беспроводную линию связи между высотной платформой и искусственным спутником (также называемой линиями воздух-спутник (A2S)), как эффективно контролировать или даже преодолевать неблагоприятные эффекты поглощения, рассеяния , расширение луча, искажение фазового фронта и различные погодные явления, влияющие на производительность линии связи, а также способы построения оптической беспроводной сети, объединяющей воздух, космос, землю и море, постепенно становятся предметом исследований.
2.1. Моделирование каналов и анализ характеристик
В последние годы были проведены обширные исследования по повышению качества услуг связи и развертыванию аварийных сетей в случае чрезвычайных ситуаций. В случае катастрофического события HAP могут быть оснащены телекоммуникационным оборудованием для поддержки этих критически важных коммуникационных задач; наличие HAP поблизости для наблюдения и ощущения необходимости делать много снимков с высоким разрешением. Учитывая хранение и длительную передачу БПЛА, Ми Ли и др.из Нанкинского университета предложила построить оптическую беспроводную связь между БПЛА и спутниками. БПЛА используются в качестве ретрансляторов для передачи данных сначала на спутники, а затем на наземные станции, чтобы улучшить общую производительность возврата данных [46]. На канал связи в основном влияет эффект Доплера, ошибка наведения и эффект атмосферной турбулентности. В случае, когда рассматривается только HAP, Kandeepan обсуждает стратегию адаптивной совместной передачи в реальном времени, которая динамически выбирает прямые и совместные каналы связи на основе условий канала для повышения эффективности передачи.Он подчеркнул, что такое кооперативное соединение может повысить энергоэффективность адаптивной кооперативной схемы восходящего канала, которая в основном используется для увеличения живучести батареи в линии связи воздух-земля [41]. Кроме того, в отличие от высокой стабильности терминалов наземных станций, беспилотные летательные аппараты в качестве терминалов связи неизбежно будут приводить к ошибкам наведения разной степени. Когда БПЛА используется в качестве терминала связи, БПЛА и искусственные спутники не могут оставаться относительно неподвижными, поэтому исследователи должны полностью учитывать эффект Доплера, вызванный относительным движением между ними.В частности, показана схематическая диаграмма оптического нисходящего канала, восходящего канала и эффекта Доплера между БПЛА и искусственными спутниками [46]. Что касается восходящей линии связи, Mi Li et al. получено совместное распределение вероятностей отклонения центра луча, вызванного ошибкой наведения и эффектом дрейфа луча за счет свертки. Что касается аспекта нисходящей линии связи, в этой статье представлена математическая модель, аналогичная традиционной линии связи «воздух-земля». Согласно соответствующей литературе, суммируется прогресс, достигнутый в области оптической связи между БПЛА и спутниками за последние годы.Мы видим, что в условиях оптического беспроводного соединения между БПЛА и спутником на высоте 36 000 км В. Казаубиль реализовал восходящую линию связи со скоростью 2 Мбит / с и нисходящую линию связи со скоростью 50 Мбит / с [33]. В экспериментальной среде [47,48,49,50,51] была реализована скорость передачи величиной Гбит / с, и вышеупомянутые эксперименты предварительно подтвердили наличие оптической беспроводной связи между БПЛА и спутником.
Иллюстрация оптического восходящего и оптического нисходящего каналов и эффектов Доплера между БПЛА.
Таблица 2
Исследование экспериментального теста A2S.
9057 LOS
Тип БПЛА Тип канала Расстояние Канал Длина волны Скорость передачи данных Рабочий тип Ref
1550 нм 1,8 Гбит / с Моделирование [46]
HAP A2S 35000 км LOS 1550 нм 10.7 Гбит / с Моделирование [47]
HAP A2S — LOS — 10 Гбит / с Моделирование 9057 9057 9057 9057 A2S 20 км LOS 1550 нм 10 Гбит / с Моделирование [49]
HAP A2S 517 км 9057 LOS 9057 нм s Моделирование [50]
2.2. Беспилотная система на высотной платформе
HAP — это квазистационарные воздушные платформы, расположенные в стратосфере атмосферы на высоте 17–22 км над поверхностью Земли [52,53,54]. На самом деле, высотная платформа — понятие не новое. Обычно это воздушный шар и дирижабль, заключенные в двухатомный водород и гелий. Воздушные шары в прошлом использовались для наблюдений за погодой и в качестве простых повторителей [53]. Однако, поскольку полеты на воздушном шаре нелегко контролировать, они обычно обслуживаются людьми или привязаны.Кроме того, система связи на основе HAP объединяет преимущества традиционной наземной и спутниковой связи. С одной стороны, он позволяет избежать влияния эффекта тени от земли и одновременно может обеспечить покрытие территории диаметром 200–500 км. С другой стороны, она намного превосходит спутниковую связь с точки зрения полезной нагрузки, цикла развертывания, технологической сложности и стоимости [55]. HAP может дополнять и расширять наземную инфраструктуру в развитых странах и, в некоторых случаях, потенциально конкурировать с технологиями фиксированной наземной и мобильной широкополосной связи.Чтобы быть конкретным, показан сценарий лазерной связи HAP. Во-вторых, с точки зрения конкретных результатов исследований Perlot et al. провел исследование характеристик оптических каналов между HAP и искусственными спутниками с учетом влияния атмосферной турбулентности и облачности на введение каналов [56]. Для реализации Фидлер обсуждает гибкость таких оптических каналов связи с длиной волны 1550 нм, когда требования к скорости достигают 10,7 Гбит / с. Результаты показывают, что предложенная схема системы может повысить вероятность сбоя связи более чем на 10 ⁻¹² и поддерживать частоту ошибок по битам на уровне 10 ⁻⁹ с помощью внешней модуляции, возврата к нулю при ключевом управлении и перекрытии. оптический усилитель с выходной мощностью 10 Вт [47].Кроме того, HAP, как ретрансляционный узел между спутником и наземным терминалом, может значительно снизить нагрузку на спутник, снизить мощность передачи и показатели чувствительности приемника и увеличить общий бюджет линии.
Сценарии лазерной связи от HAP [56].
При передаче на большие расстояния мы также должны учитывать проблему безопасности канала связи; Одним из эффективных способов решения этой проблемы является внедрение технологии квантового распределения ключей (QKD) в оптическую связь БПЛА HAP.QKD позволяет двум партнерам по имени Алиса и Боб обмениваться случайным ключом, который может использоваться для шифрования / дешифрования сообщений [57]. Еще в 2015 году канадская команда сообщила о первом эксперименте с использованием технологии QKD для передачи от запуска к спутнику на расстояние 600 км. В ходе эксперимента проблема активной коррекции наведения луча, поляризации фотонов и времени полета была преодолена, чтобы сгенерировать асимптотический ключ безопасности 40 бит / с [58]. Это исследование обеспечивает экспериментальную поддержку безопасной связи между HAP и спутниками.Впоследствии, в 2019 году, Минь К. Ву и соавт. предложила систему спутниковой ретрансляции OWC QKD с поддержкой HAP для поддержки сети транспортных средств безопасности беспилотных летательных аппаратов и обычных транспортных средств [59]. В эксперименте надежность системы была успешно продемонстрирована с использованием приемников с двоичной фазовой манипуляцией с модуляцией интенсивности поднесущей (BPSK) и двойным пороговым / прямым обнаружением (DT / DD), а также с использованием модели гауссова луча для оценки влияния геометрического расширения вероятности получения сигналов и прослушивания законными пользователями.Кроме того, HAP в качестве ретрансляционного узла между спутником и наземным терминалом может значительно снизить нагрузку на спутник, снизить мощность передачи и показатели чувствительности приемника и увеличить общий бюджет линии.
3. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) Оптическая беспроводная связь
Связь БПЛА также известна как проблема «воздух-воздух (A2A)» [27,56,60,61,62]. С развитием оптических беспроводных технологий в области беспилотных летательных аппаратов все больше и больше исследователей осознают, что один БПЛА не может выполнять задачи независимо.Сотрудничество между БПЛА или даже сотрудничество между парком БПЛА может еще больше улучшить качество работы технологии БПЛА [28,63]. Развитие технологии трехмерной (3D) печати также обеспечивает надежную поддержку для решения проблемы связи OWC между БПЛА на аппаратном уровне.
3.1. Моделирование каналов и оптимизация параметров
Установление соединения OWC в эфире является важной темой исследования. Вначале он был в основном нацелен на лазерную связь между спутниками и линии связи спутник-земля [64].С тех пор большое внимание уделяется оптическим беспроводным сетям на основе HAP. Однако между системами на основе спутника и БПЛА есть фундаментальные различия, особенно в отношении характеристик канала связи [65], что требует специальных исследований влияния различных параметров канала на общую производительность.
Для моделирования оптического беспроводного канала между БПЛА, как показано на, существует три основных модели. Это модель атмосферной турбулентности с гамма-гамма логарифмическим распределением, ошибка направленности и составная модель затухания атмосферной турбулентности под влиянием распределения Рэлея, а также составная модель затухания потребления энергии и атмосферной турбулентности в дискретном времени.В [27] иранские и британские исследователи в сотрудничестве с моделью канала среды слабой турбулентности используют модель канала среды с логнормальной турбулентностью для изучения оптического беспроводного канала БПЛА, а затем дают выражение в закрытой форме для вероятности разрыва связи при слабой состояние турбулентности. Кроме того, разработана новая модель закрытого статистического канала гамма-гамма турбулентного канала для средних или сильных турбулентных условий. представляет собой двумерный (2D) пример оптической линии связи.Основными факторами, влияющими на описанную выше модель, являются угол поля приемного конца, пространственное положение, отклонение наведения БПЛА и т. Д. В этом исследовании аналогичные результаты получены путем сравнения полученных результатов с традиционными результатами моделирования Монте-Карло, требующими много времени, что демонстрирует точность модели. В этой модели исследователи поместили БПЛА в состояние зависания. Поскольку на БПЛА влияют другие параметры, его направление и мгновенное положение являются случайными, которые будут отклоняться от среднего положения в идеальной модели.При условии, что расстояние линии связи терминала приемопередатчика намного больше, чем абсолютное значение мгновенной степени отклонения БПЛА при трех углах ориентации, исследователи рассмотрели четыре эффекта, влияющих на мощность сигнала на приемном конце.
( a ) Типичная оптическая линия A2A в свободном пространстве (FSO) [61] и ( b ) схематическое 2D-изображение системы FSO UAV – UAV [27].
Таблица 3
Модель экспериментального канала воздух-воздух (A2A).
Типы Ссылка
Гамма-гамма-логарифмическое распределение модель атмосферной турбулентности [27,56,63,64,66,67]
Модель отклонения направленности и отклонение модели атмосферной турбулентности подчиняется распределению Рэлея [60,68]
Потребление энергии в дискретном времени и составное затухание атмосферной турбулентности [69]
Это затухание в атмосфере, атмосферная турбулентность, геометрические потери и разрыв связи вызвано флуктуацией угла прихода сигнала.Угол прихода (AOA) оптического беспроводного сигнала относится к углу между падающим сигналом на приемном конце и осевым направлением приемника, а функция распределения вероятности AOA может быть представлена распределением Рэлея. Состояние соединения по ссылке обозначается цифрами «0» и «1». «0» означает прерывание, а «1» означает соединение. После всестороннего рассмотрения распределения Рэлея и состояния канала, исследователи сначала представили функцию распределения вероятности состояния прерывания канала, которая соответствовала модели оптического канала связи между БПЛА.Затем к оптическому каналу добавились атмосферная турбулентность и ослабление влияющих факторов. В конце они дают полное выражение, основанное на функции распределения вероятностей оптического беспроводного канала.
Кроме того, в [62] исследователи также использовали модель атмосферной турбулентности гамма-гамма-логарифмического распределения для сравнения БПЛА, нисходящего канала связи земля-БПЛА и моделей восходящего канала БПЛА-земля. В случае низкой турбулентности выходная мощность модели далека от значения моделирования Монте-Карло, но в случае умеренной или сильной турбулентности значение выходной мощности соответствует значению моделирования.Основная причина такой ситуации — приближение в [68]. В то же время исследователи [27] также оптимизировали параметры оптической беспроводной связи между роторными дронами в состоянии зависания. Благодаря оптимизации регулируемых параметров (включая перетяжку луча и поле обзора приемника (FOV) на стороне приемопередатчика, была получена лучшая производительность с точки зрения вероятности сбоя). Соответствующие численные результаты показывают, что полученные оптимальные параметры в значительной степени зависят от состояния канала. , включая: флуктуации AOA, FOV, расстояние между линиями связи, интенсивность турбулентности, дрожание нагрузки, мощность передачи и мощность фонового шума.Увеличение FOV приведет к уменьшению выходной мощности из-за колебаний AOA, а увеличение FOV также вызовет увеличение фонового шума. Поиск подходящих параметров FOV очень важен для производительности канала. Из вышеуказанного исследования мы знаем, что основными факторами, влияющими на канал связи БПЛА, являются поле обзора приемника, пространственное положение и отклонение наведения БПЛА. Различная интенсивность турбулентности приводит к разным исследовательским моделям. Изучение этих параметров требует поиска подходящей модели канала, а оптимизированные параметры также сильно зависят от состояния канала.Эта модель канала изначально расширяет наземную систему в космос и может оптимизировать параметры оптической линии связи БПЛА по разным каналам, или БПЛА имеет случайность.
Когда люди уделяют больше внимания воздушному сообщению, чтобы построить воздушные оптические беспроводные линии связи между беспилотными летательными аппаратами, особенно с роторными беспилотными летательными аппаратами, необходимо понимать размер, несущую способность, устойчивость и состояние полета беспилотных летательных аппаратов. Впервые в работе [27] были проанализированы центровка разомкнутого контура и устойчивость парящего многороторного БПЛА.Стабильность канала связи БПЛА оценивается расстоянием связи, длиной волны и отклонением платформы. Анализ показывает, что по сравнению с влиянием отклонения поступательного движения на канал связи, отклонение вращения оказывает большее влияние на производительность, и пропускная способность системы может быть стабилизирована между 16% и 30%. Этот результат можно использовать в качестве основных характеристик платформы и показателей производительности для дальнейших исследований.
3.2. Технология повышения производительности канала связи
Производительность канала связи — один из важных показателей для оценки эффективности связи БПЛА.Чтобы беспилотные летательные аппараты играли более эффективную роль в военной и гражданской областях, создание высокоскоростной, надежной и стабильной линии передачи данных является технической проблемой, с которой мы должны столкнуться. С одной стороны, OFDM как относительно зрелая технология широко используется в системах OWC внутри помещений [70,71,72,73,74]. Основываясь на развитии технологии OFDM, исследователи предложили добавить эту технологию в беспроводную оптическую систему БПЛА [75,76]. В исследовании рассматривается влияние модели логнормального распределения и модели распределения Рэлея на систему связи; Выражение в закрытой форме для коэффициента ошибок по битам (BER) канала связи получено с использованием метода интеграла Гаусса – Эрмита.На основе этого моделирование анализирует взаимосвязь между углом расходимости луча, скоростью передачи символов, количеством поднесущих, размером приемной апертуры в передатчике и BER системы. Установлено, что в условиях слабой турбулентности лазер в передатчике может обеспечить достижение оптимального угла выхода луча по ошибкам линии связи, а влияние изменения интенсивности турбулентности на оптимальный угол расходимости луча относительно ограничено [75] . С другой стороны, в канале передачи данных необходимо учитывать фактическую скорость, которую БПЛА может достичь в условиях энергии и внешних помех.Благодаря исследованиям исследовательской группы Цинхуа мы знаем, что, когда группа БПЛА увеличивается, а общая энергия запуска фиксируется, эффективность передачи данных возрастает [75]. Одна из причин этого явления заключается в том, что в рое дронов больше дронов, чтобы получить больший прирост разнообразия. Что еще более важно, когда энергия передачи велика, а парк БПЛА большой, координация БПЛА более гибкая, мощность передачи и время зависания могут быть лучше распределены, а производительность передачи данных может быть максимизирована при ограниченных помехах.Кроме того, команда также оценила влияние порога мощности помех на значение эффективности передачи данных. Результаты показывают, что, когда порог мощности помех становится больше, эффективность передачи данных продолжает улучшаться. Когда пороговая мощность помехи меньше 112 дБмВт, эффективность передачи данных не может быть дополнительно улучшена за счет увеличения энергии передачи. Фактически, причина этого явления в том, что мощность передачи ограничена мощностью помех.Более того, когда порог мощности помех велик, эффективность передачи данных становится насыщенной, и увеличение энергии передачи может значительно улучшить эффективность передачи данных. Это связано с тем, что при увеличении порога ограничение мощности помех становится более слабым, что делает энергию передачи основным узким местом.
Как мы знаем из вышеизложенного, каналы связи БПЛА можно улучшить, увеличив количество БПЛА. Когда количество БПЛА достигает определенного уровня, производительность канала также может быть улучшена за счет рассмотрения различных типов сетей.Что касается сетевой архитектуры кластера БПЛА с неподвижным крылом, как показано на рисунке, исследовательская группа из Технического университета Граца, Австрия, обсудила и представила трех кандидатов: a — звездная архитектура, b — кольцевая архитектура и c представляет собой сетчатую архитектуру. В a, парк БПЛА и конфигурация OWC образуют сеть звездообразных архитектур. БПЛА в середине очереди действует как оптический многоточечный блок (OMU). Остальные пользователи подключены к OMU через свои оптические приемопередатчики.Преимущество этой конфигурации заключается в том, что OMU находится в основном положении, а оптический канал связи между любыми двумя БПЛА короче. Однако при выходе из строя OMU вся коммуникационная сеть будет парализована. Для повышения надежности архитектуры необходимо установить резервные многоточечные блоки. В b все БПЛА имеют двустороннюю связь, каждый только с передним и задним соседними БПЛА, и в этом случае информация отправляется в другом направлении кольцевой сети. Таким образом, вероятность отказа может быть уменьшена.Однако при отсутствии прямой видимости между передатчиком на БПЛА и приемником наземной станции необходимо использовать несколько промежуточных БПЛА в качестве ретрансляторов для установления связи с наземной станцией. На самом деле кольцевая схема — сложный технический выбор. Для обеспечения высокой надежности лучшая сетевая архитектура — это сеть, сочетающая в себе преимущества звездообразной и кольцевой архитектур. В c показана ячеистая сеть с несколькими вариантами пути информации. Сетевая структура имеет более высокий уровень безопасности и надежности при устранении сбоев.Однако следует признать, что множественные соединения также увеличивают сложность алгоритма маршрутизации и увеличивают сложность обработки перегрузки.
Рой БПЛА: ( a ) звездная архитектура; ( b ) кольцевая архитектура; и ( c ) ячеистая архитектура.
Учитывая безопасность каналов связи, технология QKD также может использоваться в оптических каналах беспилотных летательных аппаратов. Технология QKD использует характеристики квантовой механики, чтобы позволить обеим сторонам связи генерировать и совместно использовать случайный и безопасный ключ для шифрования и дешифрования сообщений.Совместная исследовательская группа из Университета Иллинойса и Университета штата Огайо использовала несколько БПЛА, чтобы продемонстрировать прогресс двухузловой квантовой криптографической сети [77]. В этой работе команда фокусируется на разработке функциональной оптической нагрузки для QKD, которая может использоваться для того, чтобы узлы передатчика и приемника были направлены друг на друга во время полета. В частности, БПЛА автоматически вращается для сбора данных, фиксируя положение обнаруживающего луча, когда он отражается угловым отражателем другого БПЛА.В то же время протокол QKD был реализован за счет внедрения бортовой встроенной системы (OES), а выравнивание узлов передатчика / приемника поддерживалось через интерфейс системы быстрой стабилизации с БПЛА и оптической нагрузкой [78].
3.3. Разработка модуля и экспериментальный тест
Хорошо известно, что эксперимент — это самый прямой способ доказать теорию. Чтобы еще больше улучшить качество связи между БПЛА, исследователи разработали модульную конструкцию оптических беспроводных компонентов.В частности, исследовательская группа из Университета Оклахомы использовала несколько электрических взаимосвязанных оптических компонентов для формирования оптического беспроводного массива, в основном плоского, полусферического и сферического [62]. Этот плоский или изогнутый терминал, образованный компонентами, имеет преимущества низкой цены, легкого веса, простой сборки и масштабируемости, а модули образуют непрерывную поверхность в определенном многоугольнике, и каждый модуль может существовать независимо как приемопередатчик. Эта технология может экономично обеспечить широкополосную оптическую связь широкополосного соединения последней мили и подходит для приложений технологии оптической беспроводной связи, таких как отслеживание пользователей, прием с пространственным разнесением, множественные входы и множественные выходы, а также обнаружение неоднородностей луча, вызванных помехами. .Как показано на a, b, команда также построила пример тестового приемника с треугольной плоской решеткой, состоящего из 10 модульных компонентов. Было подтверждено, что эта технология может одновременно повысить скорость передачи данных по нескольким каналам связи до 1 Мбит / с.
Оптический модуль и сцена эксперимента: ( a ) концепция модульных беспроводных оптических элементов [62]; ( b ) тест на треугольную 10-модульную плоскую решетку приемников [62]; и ( c ) разработали прототип оптической антенны [79].
Технология пучков оптических волокон является сильным кандидатом в технологии OWC, и некоторые исследовательские группы активно работают в этой области [67,68,69,70,71,72,78]. Прямая функция пучка оптических волокон увеличивает поле зрения приема и реализует пространственное разнесение. Исходя из этого, исследователи установят малогабаритные жгуты оптических волокон в оптический передатчик и оптический приемник БПЛА соответственно. На практике оптические волокна в пучке оптических волокон необходимо подключить к системе с несколькими линзами на БПЛА, чтобы реализовать соединение оптического пути, используя для связи асинхронные полудуплексные или полнодуплексные последовательные протоколы.
Кроме того, исследователи из Бременского университета в Германии также провели исследования оптических компонентов. Они проанализировали структуру оптической антенны и исследовали работы, связанные с модуляризацией приемопередатчика [79]. В завершенном экспериментальном прототипе вышеупомянутые исследователи припаяли мощные инфракрасные светодиоды, фотодетекторы и вспомогательные схемы к той же шестиугольной печатной плате; прототип приемопередающей антенны показан на c.Кроме того, несколько идентичных шестиугольных печатных плат оптического приемопередатчика объединены и склеены в полусферическую форму. Форма полусферы может обеспечить большие углы излучения для оптического канала беспроводной связи БПЛА. Этот метод в определенной степени повышает надежность ссылки.
С другой стороны, с увеличением количества товаров на рынке и более низкими ценами производители ищут более дешевые материалы и методы производства. Трехмерная печать, также известная как производство материалов, становится недорогим и энергоэффективным решением.Однако 3D-печать — не новая технология. Производители автомобилестроения, авиастроения, космонавтики и медицины уже давно используют 3D-печать для изготовления деталей и систем. Подобно линзе, напечатанной на 3D-принтере, как показано на рисунке a, исследователи [80] сравнили линзу, напечатанную на 3D-принтере, с обычным светодиодом, и результаты измерения выходной оптической мощности показали, что линза может увеличить выходную мощность на 9% при вводе ток составлял 4 мА. К тому же использование комплектующих приведет к проблеме потери тепла.Бесспорно, чувствительность оптических устройств изменяется с изменением температуры. В настоящее время большинство компонентов, широко используемых в системах отвода тепла, представляют собой металлические изделия. Однако эти радиаторы, как правило, тяжелые и дорогие сами по себе, и их нельзя загружать на портативные платформы, такие как БПЛА. Однако с развитием 3D-технологий полимерный радиатор, напечатанный на 3D-принтере, с настраиваемыми тепловыми свойствами может удовлетворить потребности портативных мобильных платформ.
Применение 3D-технологии: ( a ) купол диаметром 5 мм с 2.Высота купола 5 мм на основании цилиндра высотой 1,5 мм [81]; ( b ) Радиатор с прямыми ребрами, напечатанный на 3D-принтере, со смонтированным модулем светодиодной матрицы [82]; ( c ) БПЛА с лидаром и спиральными крыльями, напечатанными на 3D-принтере [83]; и ( d ) капсула испытывается на открытом воздухе [84].
В [81] исследователи изучали теплопроводность компонентов, напечатанных на 3D-принтере, с различными направлениями обработки и процентным содержанием металлического наполнения, а затем изготовили компоненты радиатора с прямыми ребрами из нитевидных материалов.Затем светодиодная матрица помещается в радиатор для измерения температуры корпуса 3D-печатного радиатора во время использования светодиода. b показан радиатор с прямыми ребрами, напечатанный на 3D-принтере, с установленным модулем светодиодной матрицы и термопарой, подключенной к месту измерения температуры корпуса. Результаты показывают, что материалы, напечатанные с использованием металлического наполнителя, имеют более высокую теплопроводность, чем материалы, изготовленные с использованием нити без наполнителя. Результаты также показывают, что значение теплопроводности во многом зависит от направления печати.Что касается результатов исследования 3D-печатных оптических устройств, исследовательская группа Университета Кангуо в Южной Корее сосредоточилась на применении 3D-технологий в БПЛА [82]. Команда обнаружила, что винты БПЛА из разных материалов производят разные шумы. В эксперименте c показывает, как команда оборудовала БПЛА недорогими оптическими датчиками обнаружения и определения дальности с лидаром и пропеллерами, напечатанными на 3D-принтере, с различными характеристиками. Эксперименты показывают, что беспилотный летательный аппарат может достичь идеальных характеристик в снижении шума и обнаружении препятствий, а также улучшается качество каналов связи.Потенциальные преимущества оптических компонентов, напечатанных на 3D-принтере, включают простоту создания сложных геометрических конструкций и скорость производства. Однако то, как направление печати и разрешение печати влияют на пропускание и рассеяние оптических устройств, подробно не изучалось. БПЛА могут упростить работу приемников восходящей линии связи, передатчиков нисходящей линии связи или передатчиков горизонтальной линии связи. Предпосылка заключается в том, что БПЛА может поддерживать устойчивость своей собственной конструкции, для чего требуется устойчивая платформа, которая может контролировать вращение и быть установленной на БПЛА.Принимая во внимание полезную нагрузку БПЛА, в [83] исследовательская группа Сианьского нефтяного университета напечатала фотоэлектрическую капсулу с помощью 3D-технологии и установила ее на БПЛА, чтобы установить стабильную оптическую связь. В d капсула была испытана на открытом воздухе. Первоначально предполагалось, что вес контейнера вызовет наклон фюзеляжа БПЛА. Однако эксперименты показали, что БПЛА все еще может плавно летать после того, как он был оснащен капсулой. Следует отметить, что текущий угол траектории распространения платформы по-прежнему необходимо отрегулировать вручную.Следующим шагом является оснащение БПЛА электрооптическим модулем, который может выполнять сбор, отслеживание и наведение (ATP). Когда ATP функционирует, платформа БПЛА по 3D-технологии является прототипом логистического оборудования нового поколения.
Более того, срок службы компонентов источников света, изготовленных с помощью технологии 3D-печати, все еще не ясен, что требует дальнейших исследований. Однако можно предсказать, что с дальнейшим развитием исследований продукты, созданные с помощью технологии 3D-печати, принесут нам более низкую стоимость и больше полезного пространства.
4. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) Наземный терминал Оптическая беспроводная связь
По мере развития технологий БПЛА беспилотные летательные аппараты становятся все более и более распространенными в нашей жизни. БПЛА имеют характеристики быстрого развертывания, гибкой конструкции и отличных канальных условий, которые привлекли большое внимание. В частности, беспилотные летательные аппараты могут быть эффективной заменой временного или неожиданного спроса, когда наземная инфраструктура не может удовлетворить спрос на временный или неожиданный трафик, также известный как несоответствие между спросом и предложением.Возможным сценарием применения может быть перегруженные автомагистрали, когда потребность в трафике на определенных участках магистрали неожиданно возрастает из-за скопления пользовательского оборудования. В таких случаях беспилотные летательные аппараты могут быть развернуты немедленно в качестве быстрого реагирования на чрезвычайную ситуацию.
4.1. БПЛА, подключенный к фиксируемому терминалу
Перед лицом крупных стихийных бедствий инфраструктура мобильной сети, включая базовые станции и линии электропередач, подвергнется серьезным испытаниям.Система связи часто сталкивается с серьезными повреждениями, даже с появлением паралича сети и разрыва связи. Быстрое восстановление связи жизненно важно для быстрой передачи информации о бедствиях и эффективного выполнения работ по оказанию помощи при бедствиях [85,86]. Согласно имеющимся исследованиям, было предложено множество стратегий для восстановления связи в зоне бедствия. Более распространенным методом является развертывание мобильных базовых станций в зоне бедствия для обеспечения временной связи для мобильных пользователей.Наземные автомобильные базовые станции могут быть развернуты рядом с зоной бедствия и обеспечивать временную связь путем пересылки данных между наземными мобильными базовыми станциями, расположенными в зоне бедствия, и макробазовыми станциями, работающими поблизости; кроме того, базовые станции наземных транспортных средств могут быть перемещены в другие места по запросу [87,88]. Однако, учитывая ограниченность практических факторов, например, дорога, вероятно, была повреждена в результате стихийного бедствия, и базовая станция транспортного средства не может добраться до пункта назначения; кроме того, автомобильная базовая станция обычно развертывается в зоне бедствия, рядом с мобильными пользователями и вдали от ближайших макробазовых станций [89, 90].Поэтому базовая станция, установленная на транспортном средстве, и макробазовая станция часто находятся в условиях непрямого канала связи, что значительно ограничивает пропускную способность транзитного трафика мобильной базовой станции, установленной на транспортном средстве.
Чтобы одновременно справиться с двумя вышеупомянутыми ключевыми проблемами, исследователи из Технологического института Вирджинии и Пекинского университета почты и телекоммуникаций предложили задачу развертывания, основанную на использовании БПЛА и оптической беспроводной технологии. Конкретный план показан в. С одной стороны, в отличие от базовых станций, установленных на транспортных средствах, БПЛА или базовые станции БПЛА могут свободно перемещаться в воздухе, поэтому их можно эффективно и гибко развертывать в зонах бедствий, не подвергаясь влиянию дорожных условий на земле.С другой стороны, использование оптических беспроводных линий связи для реализации транзитного соединения точка-точка между БПЛА и соседними макробазовыми станциями может в полной мере использовать возможности высокой пропускной способности оптической беспроводной технологии для удовлетворения требований к пропускной способности для транзитного соединения. Кроме того, исходя из предпосылки удовлетворения требований к скорости пользователей и максимального увеличения количества обслуживаемых мобильных пользователей, команда предложила целевой алгоритм совместной оптимизации для достижения трехмерного пространственного местоположения базовой станции БПЛА, ассоциации мобильных пользователей и связи динамических корректировка распределения полосы пропускания во времени [7].
Схема сцены связи БПЛА и наземного стационарного терминала [7].
Благодаря оптической беспроводной технологии на открытом воздухе канал связи может столкнуться с различными погодными условиями. QKD использует передачу и прием одиночных фотонов, а БПЛА неоднократно отправляет QKD приемникам на земле [91]. Из их исследовательской работы [91] мы знаем, что вероятность получения фотонов резко уменьшается по мере увеличения расстояния от передатчика, что указывает на то, что высота полета БПЛА должна быть как можно меньшей.Во-вторых, учитывая, что атмосферные потери повлияют на надежность линии связи, в пределах 30 м влияние облаков больше, чем тумана или дымки, а когда расстояние превышает 30 м, разница между ними больше. Если высоту БПЛА можно поддерживать на относительно низком уровне, изменение погодных условий не вызовет серьезных препятствий для работы системы [91]. Следовательно, передача с помощью БПЛА является предпочтительным и эффективным методом передачи QKD в наземную систему.
Кроме того, группа из Назарбаев Университета Казахстана систематически оценивала влияние различных погодных условий на вертикальную оптическую беспроводную линию связи между БПЛА и наземной станцией. Результаты показывают, что по сравнению с дождем снегопад оказывает более значительное влияние на вертикальные оптические беспроводные линии связи. Кроме того, количественные результаты показывают, что с увеличением удельной высоты поверхности беспилотного летательного аппарата эффект геометрических потерь еще более усиливается, а скорость соединения еще больше снижается.Для сравнения, исследователи обнаружили, что регулировка угла расходимости луча может обеспечить больший выигрыш, чем увеличение площади приемника при повышении скорости соединения [64]. С учетом требований к стоимости и масштабируемости беспроводных сетей 5G и выше, исследователи из Колумбийского университета предложили структуры вертикального транзитного рейса и прямой передачи, основанные на оптической беспроводной технологии, как показано в [8]. Передние и задние звенья установлены на БПЛА для обеспечения быстрого реагирования на события и гибкого развертывания.Команда также изучила аппаратную реализацию архитектуры и сетевые технологии. Эта структура может использоваться в качестве дополнительного решения к наземному решению, которое может значительно улучшить характеристики передачи на уровне Gb и увеличить запас канала системы. Однако по сравнению со стоимостью наземной сети в прямом и обратном направлении стоимость этой вертикальной сети выше. Однако нет никаких сомнений в том, что с развитием технологий БПЛА и развитием оптических беспроводных технологий вертикальные сети значительно продвинутся вперед.
Иллюстрация архитектуры беспроводной оптической сети БПЛА 5G и выше 5G [8].
4.2. БПЛА, подключенный к терминалу с изменяемым положением
Увеличение высоты полета БПЛА еще больше усугубит потери на трассе передачи. Положение БПЛА напрямую влияет на пропускную способность системы связи и отношение сигнал / шум (SNR) приемника [92,93]. Поэтому самое важное — как найти оптимальное расстояние между БПЛА и пользователем, чтобы максимально повысить надежность связи транспортного средства.В [94] доказано, что положение БПЛА по осям x, y и z напрямую влияет на надежность линии связи A2G. В [95] приведены результаты совместной оптимизации местоположения нескольких БПЛА, чтобы обеспечить максимальное количество подключенных пользователей в системе. Авторы [96] исследовали влияние высоты БПЛА на среднюю пропускную способность сети. Стоит отметить, что в [97] предложен централизованный алгоритм определения местоположения БПЛА при условии обеспечения полного охвата пользователей для достижения максимальной пропускной способности.Алгоритм использует траекторию пользователя для вычисления центра круга, который дает зону движения (зону сдерживания), в пределах которой должен находиться БПЛА. Положение БПЛА разграничивается точками сетки, и точки сетки оцениваются методом поиска для определения положения БПЛА. Этот алгоритм позиционирования БПЛА может улучшить производительность имитационных экспериментов на 26%. Однако недостатком этого подхода является то, что высота и расположение пускового конца БПЛА фиксированы, поэтому невозможно оценить пропускную способность системы в непрерывном пространстве.
Однако вышеупомянутая работа основана на радиочастотной связи. С развитием оптических беспроводных технологий все больше и больше исследовательских групп сосредотачиваются на оптической связи между БПЛА и наземными транспортными средствами. Исследователи из Университета Нью-Мексико сосредоточили свои исследования на БПЛА и наземных мобильных роботах [25]. БПЛА оснащен оптическим передатчиком, а наземный мобильный робот — оптическим приемником. Взаимосвязь относительного положения определяется количественно путем определения соединительных позвонков оптического беспроводного приемника наземного мобильного робота, и его упрощенная модель показана на рис.
( a ) Группа беспилотных микромеханических летательных и наземных аппаратов, развернутая для исследования зоны бедствия; ( b ) конус связности C с его параметрами [25].
Поскольку и БПЛА, и наземные мобильные роботы находятся в постоянном движении, сложно поддерживать модель тела позвонка в течение длительного времени. Команда предполагает, что наземный робот движется в фиксированном диапазоне, а БПЛА всегда знает состояние наземного робота и его линейную скорость. На основе этих предположений предлагается алгоритм управления для оценки производительности этого оптического канала.Наиболее важной частью этого алгоритма является определение контрольной точки положения, связанной с положением БПЛА на соединительном позвонке. Затем в соответствии с вектором относительного положения и вектором относительной скорости между опорной точкой положения и БПЛА обновляется направление движения БПЛА в текущий момент. Короче говоря, пока БПЛА может перемещаться внутри тела позвонка, он может обеспечить надежное соединение с оптической линией связи на наземном подвижном конце. Взаимное расположение БПЛА и наземных мобильных роботов оказывает сильное влияние на пропускную способность оптической беспроводной связи между ними.Чем ближе наземные мобильные роботы находятся к БПЛА, тем большей пропускной способности он может достичь [25]. В этой работе транспортное средство подключается к системе методом мультиплексирования с временным разделением, что значительно снижает проблему межканальных помех в системе связи. Положение БПЛА определяется взвешенной суммой различных положений автомобиля. В процессе получения веса положения транспортного средства считается, что существует определенная связь между требуемой скоростью спуска транспортного средства и весом положения транспортного средства.В исследовании требуемая скорость пользователя умножается на поправочный коэффициент, а затем помещается в формулу Шеннона, чтобы получить расстояние связи между БПЛА и транспортным средством, и принять это расстояние связи в качестве веса положения транспортного средства. Очевидно, что с увеличением количества автомобилей алгоритм взвешивания усложняется. Кроме того, увеличение количества транспортных средств не приведет к увеличению пропускной способности вышеупомянутой системы множественного доступа. Результаты показывают, что прирост мощности, вносимый оптимизацией позиции с увеличением количества транспортных средств, будет последовательно уменьшаться.Когда система максимизирует пропускную способность, к БПЛА можно одновременно подключить до четырех транспортных средств [42]. Нельзя отрицать, что работа заслуживает признания. Однако следует отметить, что из-за объективного наличия атмосферной среды, погоды и препятствий в транспортной среде фактическая среда связи станет плохой, и в вышеупомянутой работе не учитывалось влияние объективных факторов. В будущих исследованиях следует также принимать во внимание характеристики оптических линий связи при этих неблагоприятных факторах.
4.3. БПЛА Беспроводное получение энергии света
Ограниченная энергия, переносимая электрическим БПЛА, вряд ли может обеспечить его длительный полет, что серьезно влияет на выполнение его соответствующих функций. Достижения и применения технологии беспроводной лазерной передачи энергии значительно повысили долговечность БПЛА. Носителем энергии в этой технологии является лазерный луч, который получает энергию лазера через фотоэлектрический приемник для фотоэлектрического преобразования, таким образом реализуя беспроводную передачу энергии на большие расстояния [98].По сравнению с БПЛА с традиционным источником питания технология беспроводной лазерной передачи энергии увеличивает срок службы БПЛА в 24 раза [99]. В настоящее время исследований по технологии беспроводного питания лазеров для БПЛА сравнительно мало. В 2013 году в США успешно протестировали мощность системы беспроводной лазерной зарядки с использованием четырехроторного БПЛА. Впоследствии министерство обороны США планирует разработать новый БПЛА Bat, который может летать автоматически с использованием технологии беспроводной лазерной зарядки [99,100].Как показано на рисунке, система беспроводной передачи энергии лазера БПЛА в основном состоит из наземного передатчика энергии лазера и приемника энергии лазера.
Структурная схема для дистанционной передачи энергии лазера БПЛА по беспроводной связи [101].
В его состав входят: источник питания, лазер, система слежения и наведения, система фотоэлектрического преобразования и аккумулятор. В частности, для излучения лазера обычно используется передатчик полупроводникового лазера. Система фотоэлектрического преобразования преобразует энергию лазерного луча в электрическую, чтобы заряжать аккумулятор и обеспечивать энергией электрический БЛА.В реальном процессе подачи заявки, с одной стороны, мы должны учитывать сложную рабочую среду. С другой стороны, нужно учитывать стабильность зарядки. Самый важный способ решить эти две проблемы — использовать алгоритмы ATP. Алгоритм ATP может понять, что БПЛА поддерживает высокую выходную мощность во время процесса зарядки, повышает эффективность зарядки и обеспечивает стабильность зарядки. В [101] предложен и спроектирован лазер на базе БПЛА АТФ, состоящий из беспроводной системы энергоснабжения, проведен теоретический анализ и экспериментальная проверка.
Основная цель ATP — не только получать падающий оптический сигнал через передатчик, указывающий на приемник, но также поддерживать оптическую линию связи путем удаленного отслеживания положения оптического беспроводного терминала [102]. Наведение — это процесс наведения на передатчик в поле зрения приемника. Назначение приемника, указывающего в направлении прихода луча, — захват сигнала. Отслеживание — это поддержание наведения и получения сигнала во всем процессе оптической связи между терминалами связи.Механизм ATP в основном делится на следующие типы: основанный на кадре, основанный на зеркале, гибридный кадр-зеркало, адаптивная оптика, жидкокристаллический и гибридный RF / FSO [103]. В разных сценариях разные ATP будут выбирать, например, для OWC требуется больший диапазон наведения между спутниками и дронами, чья связь является механизмом ATP на основе структуры для первого выбора [100,101,102,103,104,105,106,107]. Однако из-за самонагрузки вращающейся рамы этот механизм АТФ не подходит для ограничения нагрузки небольших БПЛА.Однако он имеет хорошие характеристики для беспилотных автомобилей без ограничений по весу [108,109,110,111,112,113]. В железнодорожной системе OWC чаще используется механизм на основе зеркала ATP, и основная проблема, которую необходимо решить, — это вибрация, вызываемая поездом во время высокоскоростной работы [114,115,116,117,118]. В [119] подробно описан АТФ-механизм на основе микроэлектромеханических систем и ретрорефлекторов, который использовался в БПЛА. Концептуальная схема этого ATP показана в файле.
Концептуальная иллюстрация гибридного механизма АТФ на земле и ретрорефлекторного зеркала, установленного на БПЛА для модуляции и отражения опрашивающего лазера [103].
В частности, модуляция заднего зеркала БПЛА представляет собой непрерывную закодированную информацию, и любознательный лазер от наземной станции FSO отражается обратно на землю. В этом механизме ATP отражатель может быть идентифицирован как угловой куб с двумя боковыми зеркалами, глобальной системой позиционирования для грубого наведения и отслеживания.Подвес на земле непрерывно отслеживает траекторию БПЛА, включая инфракрасные маяки для освещения БПЛА. Механизм АТФ адаптивной оптики изучается далее на астрономическом телескопе. Жидкий кристалл имеет характеристики низкой стоимости, низкого энергопотребления, легкого веса и гибкости компонентов рулевого управления. Механизм ATP гибрида RF / FSO может не только решить проблему ограничения линии LOS, но также эффективно решить проблему смещения, вызванную атмосферной турбулентностью.
Далее, в [119] Богушевская исследовала различные способы подключения цепей и предложила метод повышения эффективности лазерного приема БПЛА путем оптимизации режима подключения фотоэлектрических приемников на БПЛА. Daniel E Becker et al. сравнили и обсудили эффективность преобразования трех фотоэлектрических приемников (плоского приемника, конвергентного приемника и фотоэлемента), а также их соответствующие преимущества и недостатки. Они пришли к выводу, что использование различных фотоэлектрических приемников может повысить эффективность лазерного преобразования дронов при лазерном облучении [120].В литературе [121] Дуглас оптимизировал распределение энергии лазера и сходимость луча на основе приблизительного изображения распределения энергии, обнаруженного датчиком CCD, и, наконец, достиг цели повышения эффективности передачи. В литературе [17] предлагается система привода лазерного луча для малых и средних электрических дронов. Подробно представлены составные части системы и установлена теоретическая основа системы. Все вышеперечисленные документы являются теоретическим выводом системы светового беспроводного питания БПЛА и соответствующими исследованиями по оптимизации фотоэлектрических приемников.Однако исследований, посвященных эффективности зарядки и стабильности источника лазерной энергии на борту БПЛА, немного. Следовательно, необходимо провести дальнейшие исследования связанных технологий.
4.4. Экспериментальные прототипы и испытания
В настоящее время исследователи в смежных областях начали проводить экспериментальные испытания оптических беспроводных линий связи между БПЛА и наземными терминалами. обобщает экспериментальный прогресс в области оптических беспроводных линий связи между некоторыми БПЛА и наземными терминалами (включая оптическую беспроводную связь внутри помещений (IOWC) и внешнюю оптическую беспроводную связь).Несколько подразделений, в том числе China Electronics Technology Group, провели предварительные экспериментальные работы. В эксперименте БПЛА фиксируется на расстоянии 6,7 км, а изображение передается на наземный приемный конец через оптическую линию беспроводной связи. Максимальная скорость передачи данных во время эксперимента может достигать 1,25 Гбит / с [122]. Кроме того, исследователи из Корейского института электроники и телекоммуникаций разработали оптические терминалы для общих путей между дронами и наземными терминалами.В проектной схеме используются интегрированные оптические компоненты для одновременной поддержки передачи оптических лучей и маяковых лучей. Первоначальные экспериментальные результаты показывают, что терминал может поддерживать полнодуплексный безошибочный канал со скоростью 1,25 Гбит / с, а статическое расстояние передачи может достигать 50 м [40]. Основываясь на вышеупомянутой работе, стоит отметить, что хотя один конец вышеупомянутого экспериментального приемопередатчика является платформой БПЛА, в конкретном процессе оптической беспроводной связи приемопередатчик всегда ограничен фиксированным положением.Другими словами, характеристики звена БПЛА в полете требуют дальнейшего изучения.
Таблица 4
Сравнение характеристик и параметров для бортовых оптических беспроводных линий связи БПЛА.
9057G A290 Мульти-ротор 9057 9057 905 Multi-rotor A2G свет
Тип БПЛА Тип канала Расстояние Канал Длина волны Скорость передачи данных (Гб / с) Рабочий тип Ref
крыло 300 м LOS 750 нм — Моделирование [8]
Самолет A2G 1–20 км LOS и NLOS с 1550 нм Моделирование [9]
— A2G 500 м LOS 1550 нм Гб / с Моделирование [22] 1000 м LOS 254 нм 5 кбит / с Моделирование [23]
Многороторный A2G 20 км LOS 9057 4 1550 нм 1.13 Моделирование [25]
Многороторный A2G 100 м LOS 1550 нм 40 Эксперимент [29] ~ 10 м LOS и NLOS Белый свет 10 Мбит / с Моделирование [40]
Многороторный A2G ~ 20 м LOS ~ 10 Мб / с Моделирование [42]
Многороторный A2G 2 км LOS 600 нм Гбит / с Моделирование
— A2G 0.2–6 м LOS 1550 нм — Моделирование [124]
Многороторный A2G 100 м LOS — 9057 s Моделирование [125]
Кроме того, в последние годы, благодаря усовершенствованию технологии датчиков изображения, исследователи также пытались использовать камеру в качестве приемного элемента оптической беспроводной связи. В [126] изучались характеристики связи наземного датчика на основе технологии OWC для установки оптического канала передачи между БПЛА в условиях фонового излучения, такого как солнечный свет.В этом исследовании мощность передачи на наземном конце является фиксированной, производительность связи анализируется путем вычисления оптической мощности на приемном конце, а канал OWC может достичь скорости передачи данных в Гбит / с путем измерения данных. С одной стороны, команда из Окаямы, Япония, пытается установить камеру на беспилотный летательный аппарат вертолета, который использует камеру для захвата информации о коде быстрого ответа (QR) на светодиодном дисплее. Используемая информация о двумерном коде в основном включает QR-код и код маркера дополненной реальности (AR) [56].Путем извлечения информации о пространственном местоположении, содержащейся в информации двумерного кода, можно помочь беспилотным летательным аппаратам работать в соответствии с требуемым местоположением. Команда считает, что вышеуказанные варианты являются частью автоматизированной системы полета. С другой стороны, предложенная в [127] система включает наземный передатчик и БПЛА, который увеличивает пропускную способность за счет мультиорбитального углового момента с мультиплексированием орбитального углового момента, а также сотрудничество с UAV OWC link для обсуждения ущерба. канала связи БПЛА в условиях покоя, зависания и движения.Команда продемонстрировала и описала производительность системы на мультиплексных каналах OWC с экспериментальной точки зрения.
Как видно из а, передатчик орбитального углового момента (OAM), приемник OAM и система слежения за лучом интегрированы в наземную станцию, которая расположена на стороне газона.
Фотографии экспериментального оборудования. ( a ) Наземная станция; ( b ) канал связи между наземным передатчиком и наземным приемником через БПЛА [127]; ( c ) Измерение BER линии WOC для БПЛА (Терминал 1) и GCS (Терминал 2) от Терминала 1 до Терминала 2; и ( d ) от Терминала 2 до Терминала 1 [128].
Как показано на рисунке b, БПЛА несет отражатель на другой стороне газона, пока он не окажется в 50 м от наземной станции. Во время теста дрон взлетает, набирает высоту, перемещается в определенное положение, зависает и, наконец, приземляется на землю; c показывает дрон, парящий над сценой во время эксперимента. За счет повторного использования 2 лучей OAM каждый луч передает сигналы QPSK со скоростью 40 Гбит / с, обеспечивая общую пропускную способность до 80 Гбит / с на 100 каналах с двусторонним переходом. Результаты эксперимента показали, что требуемый режим мощности колеблется в 2 раза.1 дБ при зависании дрона в воздухе, при этом мощность перекрестных помех в других режимах меньше желаемого режима −19 дБ. Кроме того, перекрестные помехи канала уменьшаются по мере увеличения интервала режима OAM. Основываясь на вышеупомянутом исследовании, исследователи из Университета Южной Калифорнии в США попытались внедрить технологию орбитального углового момента и технологию выравнивания с множеством входов и выходов в конструкции оптических беспроводных линий связи между дронами и наземными станциями. Результаты экспериментов показаны в c, d, и результаты показывают, что двухканальная передача A2G со скоростью 40 Гбит / с может быть достигнута посредством модуляции воздушного судна и расстояния туда и обратно обратной линии модуляции. может достигать 100 м.Сравнительный эксперимент показывает, что эквализация с несколькими входами и выходами (MIMO) может значительно снизить влияние эффекта турбулентности на деградацию оптического беспроводного канала и снизить битрейт ошибки до 3,8 × 10 ⁻³ [29]. Можно предвидеть, что пропускная способность беспилотных летательных аппаратов по беспроводной связи может быть дополнительно увеличена по мере того, как в область оптических беспроводных линий связи в воздушном пространстве будут внедряться все новые технологии.
5. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) — морская наземная оптическая беспроводная связь
По сравнению с развитием спутниковой и наземной связи 5G, существует большой пробел в покрытии широкополосной связи на море.Возможная схема состоит в том, чтобы реализовать потенциальные преимущества морской связи, а конкретная сетевая диаграмма показана на. В этой сети БПЛА используется для покрытия мобильных кораблей в реальном времени.
Сценарий ВНК БПЛА – поверхность моря, стрелки указывают направление передачи данных.
5.1. Оптимизация траектории и анализ характеристик
БПЛА обладают огромным потенциалом для увеличения покрытия. БПЛА могут играть разные роли в разных сценариях. Основное отличие связи БПЛА от традиционной связи — управляемая маневренность БПЛА.Когда БПЛА зависает в зоне покрытия, его преимущества в основном зависят от высоты БПЛА [129]. При использовании мобильного БПЛА его траектория должна быть важнейшим объектом исследования [130, 131, 132]. Однако текущие исследования приближаются к упрощению, и основными проблемами являются питание БПЛА, простая круговая траектория и так далее. [129 130 131 132 133 134]. Траектория БПЛА должна корректироваться в соответствии с положением движущегося пользователя, чтобы максимизировать скорость в каждом состоянии [135,136].
В [137] Ли оптимизировал траекторию и пусковую мощность БПЛА, чтобы минимизировать достижимую скорость корабля. В отличие от своей предыдущей работы, он рассмотрел типичную модель составного канала, включающую как крупномасштабные, так и мелкомасштабные замирания, для моделирования реальной среды распространения. Однако, поскольку БПЛА не может точно получить динамическое мелкомасштабное замирание перед взлетом, только крупномасштабная информация о состоянии канала (CSI) оптимизируется для анализа характеристик связи в этой модели; при оптимизации учитываются ограничения кинематики и коммуникации.Результаты моделирования показывают, что предлагаемое превосходство покрытия БПЛА может значительно оптимизировать характеристики связи в сети надводной морской сети. Команда Сианьского университета почты и телекоммуникаций вывела математическое выражение среднего BER системы VLC, изучив систему VLC морских судов и наземных маяков. Они также проанализировали характеристики канала связи системы VLC, волновые колебания, расстояние передачи, размер апертуры приемника, интенсивность атмосферной турбулентности и длину оптической волны [138].Точно так же мы можем рассматривать стационарный оптический канал «море-земля» как канал связи между летающими БПЛА и терминалами на поверхности моря. Результаты показывают, что на характеристики системы VLC маяк – корабль влияет волна, а изменение среднего значения BER столь же случайное и сложное, как и волна. Средний BER системы VLC увеличивается с увеличением дальности передачи и интенсивности атмосферной турбулентности и уменьшается с уменьшением апертуры приемника и длины волны.Результаты могут быть использованы в качестве справочного материала для проектирования и оценки характеристик судовой оптической системы связи.
5.2. Анализ гибридного канала
Когда беспилотные летательные аппараты создают оптические беспроводные линии связи с морскими объектами, они должны выполнять корректировку высоты в реальном времени, чтобы соответствовать требованиям прямой видимости (LOS). При расчете позиционного отклонения между БПЛА и объектом на поверхности моря сцинтилляционные характеристики канала океан-атмосфера вызовут ошибки в алгоритмах корректировки высоты в существующих исследованиях.Если нет изменения интенсивности принятого светового сигнала, вызванного атмосферным мерцанием, когда интенсивность принимаемого светового сигнала дрона становится слабой, это означает, что расстояние между дроном и надводным буем увеличивается, и это необходимо отрегулировать высоту или внести незначительные изменения путем регулировки положения. Однако наличие атмосферного мерцания обычно снижает интенсивность оптического сигнала. Если БПЛА также изменит предыдущую высоту или положение в это время, он нарушит нормальную связь LOS.Следовательно, эффект мерцания, вызванный атмосферной турбулентностью, вносит неопределенность в исходный алгоритм регулировки высоты. С одной стороны, в алгоритм можно ввести поправочный коэффициент для компенсации, сначала устраняя влияние мерцания, а затем регулируя положение или высоту, чтобы гарантировать надежность принятого сигнала и бесперебойную связь.
С другой стороны, для компенсации может использоваться гибридный канал связи. На практике устойчивость оптического беспроводного канала связи БПЛА к погодным условиям ниже, чем у традиционного беспроводного канала связи.БПЛА необходимо улучшить наведение, захват и отслеживание луча во время движения, чтобы обеспечить прямую видимость канала передачи данных. Для вышеупомянутых двух типов проблем исследователи из Института оптоэлектроники Польского военного технологического университета предложили объединить оптические беспроводные линии связи с традиционными радиочастотными линиями связи [139]. Каналы связи RF / FSO могут повысить пропускную способность передачи данных, возможности приема в реальном времени и снизить энергопотребление сети [140, 141, 142, 143]. В исследовательском центре команды режим связи RF / FSO разделили на прямой и световозвращающий.В прямом режиме используются два трансивера FSO для обеспечения высокой пропускной способности. Однако размер, вес и мощность этой конфигурации могут не подходить для простых платформ, таких как небольшие беспилотные летательные аппараты и беспилотные датчики. Для этих применений режим ретроотражателя будет лучшим решением [139]. Эта модель гибридного звена предлагается не впервые. Конструкции гибридных систем были разработаны, чтобы обеспечить лучшую доступность, полосу пропускания и безопасность или несложную конфигурацию [144,145].
Существенная проблема с вышеупомянутой моделью заключается в том, что диапазон RF ограничен, а ресурсы оптической сети не полностью освоены. Системы миллиметрового диапазона (миллиметровые волны) и волоконно-оптические системы могут обеспечить сети с более высокой скоростью передачи данных [18,146]. В ответ на это преимущество исследовательская группа Национального института информационных и коммуникационных технологий Японии и Школы науки и инженерии Университета Васэда в Токио предоставила сверхбыстрое, энергосберегающее коммуникационное решение с малой задержкой [146]. ].Это решение сочетает в себе беспроводную передачу по оптоволокну, беспроводную передачу в свободном пространстве и систему беспроводной передачи миллиметрового диапазона для успешной передачи сигналов миллиметрового диапазона со скоростью 40 Гбит / с в полосе частот 100 ГГц. В частности, в этом методе сетевой центр генерирует световые миллиметровые волновые сигналы и передает сигналы ретрансляционному узлу через волоконно-оптическую линию связи, а затем передает их в свободное пространство с помощью беспроводного оптического терминала. Во время передачи сигналы OWC могут приниматься и плавно преобразовываться в радиосигналы миллиметрового диапазона.Сигналы Mm Wave напрямую передаются конечным пользователям без другого преобразования и обработки. Этот режим передачи снижает сложность системы, снижает потери мощности и задержки. В то же время команда упомянула в статье, что в будущей работе будут разработаны эффективные технологии управления лучом и связи, чтобы изучить, как эффективно преобразовывать сигналы OWC в сигналы миллиметрового диапазона. Хотя в этом исследовании достигнут некоторый прогресс, эта работа нацелена на внутренние системы электропередачи. На открытом воздухе также необходимо учитывать изменения в атмосферной среде.Совместная исследовательская группа Пражского технического университета в Чешской Республике и Института мультимедийных телекоммуникаций Политехнического университета Валенсии в Испании дополнительно исследовала вышеупомянутую систему. Команда проанализировала производительность канала FSO на расстоянии 500 м с помощью экспериментов по моделированию и получила скорость передачи Гбит / с [147]. Из этих двух исследований мы знаем, что в будущих мобильных сетях эта технология может улучшить перспективы применения, что также открывает новое направление для исследований дронов.Мы можем предвидеть, что применение этой работы к системам БПЛА принесет больше пользы.
6. Сравнительный анализ и прогноз тенденций
В современном обществе общение пронизывает все аспекты нашей жизни. Он приносит большое удобство в нашу повседневную жизнь и играет огромную роль в социальном развитии. Однако в случае стихийных бедствий или террористических атак и других человеческих событий базовые станции связи и другая инфраструктура часто будут разрушены, что является серьезным препятствием для спасения жизней и имущества людей при возникновении аварийной связи.Создание эффективной системы экстренной связи — важная проблема для уменьшения ущерба и поддержания социальной стабильности. В последние годы исследования и применения использования БПЛА для построения систем экстренной связи появляются одна за другой, что показывает, что технология БПЛА обеспечивает эффективное решение для построения систем экстренной связи. В настоящее время исследований сетей связи БПЛА в крупномасштабных сценариях связи в чрезвычайных ситуациях не так много, и есть области для улучшения.
В частности, из предыдущей таблицы мы можем знать, что текущее направление исследований в основном касается каналов связи A2G, а исследования каналов связи A2A и каналов связи A2S ограничены. Самая популярная длина оптической волны — 1550 нм, а тип канала — в основном оптический канал в свободном пространстве. Что касается скорости передачи, БПЛА с неподвижным крылом обычно могут достигать характеристик передачи Гбит / с из-за их преимуществ в полезной нагрузке. Что касается линий связи A2G на метровом уровне, с учетом таких факторов, как гибкость полета, стоимость, размер и энергопотребление, исследователи более склонны выбирать многороторные БЛА в качестве базовой бортовой платформы.В то же время из-за значительного сокращения длины линии связи оптический сигнал, излучаемый передатчиком, больше не должен испытывать традиционные эффекты замирания на больших расстояниях, такие как атмосферная турбулентность, атмосферное рассеяние и дрейф луча; следовательно, снижение рисков безопасности. Чтобы увеличить покрытие канала связи, исследователи заменили источник этого типа связи на инфракрасные или видимые светодиоды. При численном моделировании этого типа связи соответствующий тип канала обычно заменяется ламбертовской оптической беспроводной связью.
В существующих исследованиях есть очевидные пробелы. Некоторые ключевые проблемы и потенциальные решения, которые ограничивают использование бортовых оптических беспроводных линий связи, требуют дальнейшего обсуждения. На данном этапе допущения при численном моделировании частичного звена слишком идеальны. Исследователи не полностью изучили некоторые из основных параметров, которые влияют на каналы связи БПЛА. При планировании траектории БПЛА большинство рассматривают все БПЛА, летящие на одной и той же фиксированной высоте, и в последующем исследовании можно рассмотреть случаи, когда высота БПЛА непостоянна.Другими словами, когда БПЛА может летать в любом месте в трехмерном пространстве, как БПЛА получает информацию о местоположении или информацию о состоянии канала наземного приемного терминала, как проводить измерения, какой тип восходящей линии связи используется для обратной связи и как в режиме реального времени точность измерения и обратная связь — все это требует дальнейшего обсуждения. Кроме того, существующая сеть аварийной связи для БПЛА сочетает в себе покрытие связи и возможность соединения между БПЛА. Несмотря на то, что существует три основных сетевых режима: звездообразная, кольцевая и ячеистая архитектура, сеть связи не обязательно является лучшей, потому что некоторые каналы сети аварийной связи БПЛА могут вызвать проблему большой нагрузки трафика, которая может легко заблокировать эффективную передачу. данных.Следовательно, если рассмотрено распределение нагрузки каждого канала после сети и сбалансировано покрытие связи и нагрузка трафика, сеть аварийной связи БПЛА будет более эффективной.
В нашей жизни, из-за сложности географической среды и распределения людей, проводились исследования, в которых неравномерное распределение рассматривалось как постоянное распределение пользователей на земле, но это только предварительная работа. Более сложные сценарии, такие как более разнообразные профили пользователей, высокие горы и другие препятствия, а также критические места, такие как спасательные станции и центры аварийного управления, могут быть рассмотрены для последующих исследований; все эти факторы существенно влияют на оптимальное развертывание БПЛА.В настоящее время исследования крупномасштабных сетей аварийной связи БПЛА сосредоточены на статическом развертывании сетей связи БПЛА, но наземные пользователи могут перемещаться в любое время, и их распределение соответственно изменится. Существует множество исследований динамики сетей БПЛА, которые можно использовать для ссылки на структуру и алгоритм мобильного управления БПЛА, а также глубоко изучить изменение положения БПЛА в сетях экстренной связи при смене пользователей на земле.
Что касается пропускной способности канала, существующие исследования в значительной степени ограничиваются конфигурацией канала с одной длиной волны и отсутствием полной разработки богатых спектральных ресурсов.В традиционной волоконно-оптической связи и наземных системах связи FSO мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) может экспоненциально увеличивать пропускную способность канала за счет передачи оптических сигналов разных оптических несущих по одному и тому же оптическому каналу. Такая конфигурация многоволновой линии связи может быть внедрена в бортовые оптические беспроводные системы для достижения значительного увеличения пропускной способности с учетом полезной нагрузки БПЛА. С другой стороны, мы можем попытаться внедрить технологию с несколькими входами и несколькими выходами для повышения надежности и эффективности использования спектра канала.В настоящее время в рамках существующих исследовательских работ обычно используется конфигурация приемопередатчика с одним входом и одним выходом; то есть только один передатчик источника света и один фотоэлектрический детектор. Если на каналы приемопередатчика воздействуют турбулентность, дрейф луча, окклюзия и другие неблагоприятные факторы, характеристики передачи быстро ухудшаются или даже прерываются. Посредством введения множества излучателей источников света в передатчик и множества фотодетекторов в приемнике объективно можно построить множество пространственных связей между передатчиком и приемником.Даже если производительность одного канала ухудшается, общая производительность остается относительно надежной из-за наличия других каналов, что позволяет в значительной степени избежать прерывания связи. В то же время, вводя пространственно-временное кодирование, разложение по сингулярным значениям и другие алгоритмы пространственного мультиплексирования, мы можем передавать различные потоки данных контента по разным каналам передачи-приема, тем самым повышая спектральную эффективность бортовых беспроводных оптических каналов MIMO.
Кроме того, основной проблемой оптической беспроводной связи БПЛА является реализация механизма ATP между передатчиком и приемником.Смещение линии отклонения оптического сигнала на принимающей стороне пропорционально угловому смещению стороны, передающей сигнал, а коэффициент пропорциональности — это расстояние связи. Следовательно, чем больше отклонение стороны, передающей сигнал, тем ниже вероятность того, что принимающая сторона может правильно принять информацию, что выдвигает очень высокие требования к механизму ATP. Один из возможных способов — использовать не ламбертовские источники света вместо традиционных ламбертианских источников света.Фактически, многие производители светодиодов смогли изменить форму световых лучей, излучаемых светодиодами, с помощью таких технологий, как упаковка и добавление вторичных оптических линз, чтобы получить нелимбертовские или даже индивидуальные эффекты светового луча. В процессе проектирования бортовой беспроводной оптической линии связи, путем введения нелимбертовских источников света, можно создать различные варианты линии связи в размере оптического луча и улучшить возможности ATP. В следующем исследовании рационализация решений вышеуказанных проблем сильно повлияет на практический процесс в области БПЛА.
Специальный выпуск: Новые вызовы в беспроводной и оптической связи в свободном пространстве
Все статьи, опубликованные MDPI, немедленно становятся доступными по всему миру по лицензии открытого доступа. Нет особенных требуется разрешение на повторное использование всей или части статьи, опубликованной MDPI, включая рисунки и таблицы. Для статьи, опубликованные по лицензии Creative Common CC BY с открытым доступом, любая часть статьи может быть повторно использована без разрешение при условии четкого цитирования оригинальной статьи.
Тематические статьи представляют собой самые передовые исследования со значительным потенциалом воздействия в данной области. Характерная черта Статьи подаются по индивидуальному приглашению или рекомендации научных редакторов и проходят рецензирование. до публикации.
Тематический доклад может быть либо оригинальной исследовательской статьей, либо серьезным новым исследованием, которое часто включает несколько методов или подходов, или всеобъемлющий обзорный документ с краткими и точными обновлениями последних прогресс в области систематического обзора самых интересных достижений в научной литературе.Этот тип статья дает представление о будущих направлениях исследований или возможных приложениях.
Статьи Editor’s Choice основаны на рекомендациях научных редакторов журналов MDPI со всего мира. Редакторы выбирают небольшое количество недавно опубликованных в журнале статей, которые, по их мнению, будут особенно интересны. интересно для авторов или важно в этой области. Цель состоит в том, чтобы сделать снимок некоторых из самых захватывающих работ. опубликовано в различных исследовательских направлениях журнала.
В приведенном ниже списке представлены только запланированные рукописи. Что-нибудь из этого рукописи в редакцию еще не поступили. Статьи представленные в журналы MDPI подлежат экспертной оценке.
Запланированный документ 1: Проприетарная структура блокчейна на основе изображений для логистических систем
Иян Чэн, Акихито Тая, Ёсито Тобе
Университет Аояма Гакуин
Запланированный документ 2: Исследование восприятия поведения в UMap
Коичи Симода, Такуя Масуда, Ёсито Тобе, Акихито Тая и Дзюндзи Такахаши
Университет Аояма Гакуин и Университет Кагосима
Запланированный документ 3: Выявление человеческих настроений и связанной с ними физической активности при бедствиях на основе глубокого обучения
Muhammad Amin, Huynsik Ahn, Young-Bok Choi
Университет Тонмён
Запланированный документ 4: Анализ методов выделения акустических характеристик для машинного звука
Джейсон Цзин Вей Лим, Бун Яик Оои, Вай Кхуэн Ченг, Сунг Юэ Лью
Universiti Tunku Abdul Rahman
Запланированная статья 5: Оценка аддитивной силы двух квантования на различных наборах данных глубокого обучения
Rozi Khan, Ahmed Mujtaba, Wai Kong Lee, Seong Oun Hwang
Университет Гачон и Университет Тунку Абдул Рахман
Запланированный документ 6: Исследование технологии FTN (отказоустойчивой сети) для полярных больших данных, подключенных к повседневным доменам
Сон-Хо Юм, Джинён Ли, Светлана Балкашина, Су-Ён Шин, Су-Хён Пак
Университет Кукмина
Запланированный документ 7: Детальное изучение сверточной сети для локализации сбоев и генерации цепочки блоков в пограничных вычислениях
Ashiquzzaman Akm, Seungmin Oh, Dongsu Lee, Kwangki Kim, Jaehyung Park, Jinsul Kim
Национальный университет Чоннам; Научно-исследовательский институт электроники и телекоммуникаций; Корейский Назаренский университет
Запланированный документ 8: Модель понимания реальных эмоций на основе машинного обучения для анализа психологического поведения человека
DoHyeun Kim, Faisal Jamil, Naeem Iqbal, KyungNam Park, HeeDong Park, Anh Ngoc Le
Национальный университет Чеджу; Корейский Назарянинский университет; Назарнский университет; Electric Power University
Беспроводная связь
Gigabit — стр. 3 — Gigabit Wireless
802.11ac Введение
Wi-Fi стал настолько успешной технологией, потому что он постоянно совершенствовался, оставаясь при этом обратно совместимым. Каждые несколько лет с момента ратификации поправки 802.11b
отрасль выпускает последовательные поправки, увеличивающие скорость передачи данных и возможности Wi-Fi, но даже новейшие системы Wi-Fi способны взаимодействовать с оборудованием
1999, построенным по первоначальному стандарту. В этом документе объясняется последнее достижение в области Wi-Fi, 802.11ac, которое обеспечивает следующий шаг вперед в производительности.
Современный Wi-Fi известен как Wi-Fi CERTIFIED n или 802.11n. За четыре года, прошедшие с тех пор, как Wi-Fi Alliance представил свою первоначальную сертификацию, эта технология стала чрезвычайно популярной. По данным IHS iSuppli, на 802.11n в настоящее время приходится более двух третей поставок чипсетов Wi-Fi, и к концу 2012 года он полностью заменит 802.11a / b / g в основных приложениях.
802.11n стал популярным, потому что он повышает производительность. Пятикратное увеличение полосы пропускания, наряду с повышенной надежностью за счет использования многоантенных методов MIMO, повысило удобство работы пользователей.Фактически, отчет Burton Group 2007 года, озаглавленный «Конец Ethernet», точно предсказал будущее, в котором Wi-Fi заменит проводной Ethernet в качестве основного пограничного соединения
для корпоративных сетей.
Основы технологии 802.11ac
Текущее поколение продуктов 802.11ac Wave 1, сертифицированных Wi-Fi Alliance с середины 2013 года, обеспечивает трехкратное повышение производительности. Это достигается за счет удвоения полосы пропускания канала до 80 МГц, добавления более эффективного метода кодирования 256-QAM и явного формирования диаграммы направленности для улучшения качества сигнала.
Название проекта 802.11ac кратко гласит: «Улучшения для очень высокой пропускной способности для работы в диапазонах ниже 6 ГГц. Более подробная информация содержится в параграфе о сфере применения:
Эта поправка определяет стандартизованные модификации как физического уровня 802.11 (PHY), так и уровня управления доступом к среде передачи данных (MAC) 802.11, которые обеспечивают режимы работы, поддерживающие
: пропускная способность станции (STA) (измеренная в точке доступа к службе данных MAC) не менее 1 Гбит / с и максимальная пропускная способность одного канала (измеренная в точке доступа службы данных MAC
) не менее 500 Мбит / с.
• Несущая частота ниже 6 ГГц, исключая работу на частоте 2,4 ГГц, при этом обеспечивается обратная совместимость и сосуществование с устаревшими устройствами IEEE 802.11 в нелицензируемом диапазоне
5 ГГц.
Совершенно очевидно, что цель состоит в том, чтобы продолжить развитие 802.11n для увеличения скорости и пропускной способности. Чтобы упростить задачу, 802.11ac ограничен частотой ниже 6 ГГц, а на практике до 5-6 ГГц, поскольку
применяется только к полосам 5 ГГц.
важные новые технологии в 802.11ac следует рассматривать как расширения беспроводных технологий физического уровня, впервые примененных в 802.11n, в частности, с использованием нескольких антенн в передатчике и приемнике для использования нескольких
ввода / нескольких выходов (MIMO) для параллельной доставки нескольких пространственных потоков.
Большинство функций расширяют пределы 802.11n, добавляя больше антенн, больше пространственных потоков, более широкие радиочастотные каналы и кодирование более высокого уровня. Также определены новые механизмы, в частности многопользовательский MIMO, когда точка доступа (AP) передает одновременно нескольким клиентам.
Использование модели
В то время как потребительские и бытовые приложения были исходными драйверами для разработки 802.11ac стало критически важно удовлетворить потребности сотрудников #GenMobile в современных корпоративных сетях. Новые возможности будут реализованы в 802.11ac:
• Объем полосы пропускания в ячейке увеличится, что позволит одной точке доступа обслуживать такое же количество клиентов с большей пропускной способностью для каждого клиента. Несмотря на то, что пропускная способность 802.11n обычно превышает 100 Мбит / с на одного клиента, для некоторых корпоративных сценариев использования, таких как серверные соединения, требуется более высокая пропускная способность, и 802.11ac еще больше сократит количество критических случаев, когда ИТ-специалисты переходят на проводные, потому что мы должны, а не на беспроводные -где-мы-можем.
• В качестве альтернативы, одна точка доступа сможет обслуживать больше клиентов с той же пропускной способностью. Это обычно важно в сценариях с большим количеством клиентов, таких как лекционные залы и конференц-центры, где необходимо обслуживать огромное количество клиентов. Представьте себе мероприятие компании, на котором сотрудники могут следить за видео, аудио и слайд-шоу в реальном времени, независимо от того, сидят ли они в задней части зала или за своими столами.
Более широкая полоса пропускания радиочастотного канала
Это настолько просто, что может разочаровать технологического энтузиаста.Но очевидно, что удвоение полосы пропускания радиочастотного канала позволяет вдвое увеличить пропускную способность данных, что представляет собой значительное улучшение. Канал с полосой 40 МГц в 802.11n расширен до 80 и 160 МГц в 802.11ac. Существуют практические препятствия для использования этих более широких каналов, но теперь, когда они определены, будет разработано оборудование для их использования. Подробные сведения:
• Ширина канала 80 МГц и 160 МГц определены
• 80 МГц обязательный, 160 МГц дополнительный
• Каналы 80 МГц — это два соседних канала 40 МГц, но с заполненными тональными сигналами (подканалами) в середине.
• Каналы 160 МГц определяются как два канала 80 МГц. Два канала 80 МГц могут быть смежными или несмежными.
Предприятия смогут использовать каналы 80 МГц, но будущая дополнительная поддержка канала 160 МГц будет использоваться только в домашних условиях, поскольку имеется только 1 (или 2, если включена DFS) каналы 160 МГц, доступные для разработки корпоративного развертывания, в то время как использование каналов 80 МГц позволяет использовать до 5 каналов в плане развертывания.
Больше пространственных потоков 802.11n определяет до четырех пространственных потоков, хотя на сегодняшний день имеется
микросхем и точек доступа, использующих более трех потоков.
802.11ac сохраняет поддержку трех пространственных потоков в современных продуктах, но позволяет в будущем поддерживать до восьми пространственных потоков. Будет ряд последствий. Расхождение между микросхемами и оборудованием для AP (с четырьмя + антеннами) и клиентов (обычно с <четырьмя антеннами) будет происходить из-за ограничений по стоимости, физическому размеру и мощности.
AP будет расти за счет добавления антенн, а клиенты станут более способными за счет реализации нескольких пространственных потоков и функций формирования диаграммы направленности за меньшим количеством антенн.
Это расхождение создаст возможности для многопользовательской MIMO, где точка доступа с высокой пропускной способностью может одновременно взаимодействовать с несколькими клиентами с низкой пропускной способностью. Сегодняшние продукты 802.11ac поддерживают три пространственных потока, и ожидается, что следующая волна расширит их до четырех потоков. Хотя не ожидается, что мы увидим клиентов, реализующих четыре пространственных потока
(с четырьмя антеннами), это, скорее всего, выиграет в сочетании с будущей поддержкой MU-MIMO.
Многопользовательский MIMO (MU-MIMO)
На данный момент все 802.11 связь была двухточечной (один-к-одному) или широковещательной (один-ко всем). В 802.11ac новая функция позволяет AP передавать различные потоки нескольким целевым клиентам
одновременно. Это хороший способ использовать ожидаемый избыток антенн в точках доступа по сравнению с клиентами, и для этого требуются методы формирования диаграммы направленности для управления максимумами сигнала по желаемым клиентам при минимизации помех, создаваемых другими клиентами.
Например, если AP желает использовать MU-MIMO для клиентов A и B одновременно, она формирует диаграмму направленности передачи для A, поэтому она представляет максимум в A, но минимум в B, и наоборот.
наоборот для передачи для B.С этим связано несколько новых терминов:
• Множественный доступ с пространственным разделением (SDMA): термин для потоков, не разделенных по частоте или времени, а вместо этого разрешенных в пространстве, как MIMO в стиле 802.11n.
• MU-MIMO нисходящего канала, при котором точка доступа одновременно осуществляет передачу на несколько принимающих устройств, является дополнительным режимом.
MU-MIMO не увеличивает производительность, которую увидят пользователи, но позволяет сети увеличить ее использование за счет одновременной передачи нескольким клиентам в нисходящем направлении от точки доступа.Ожидается, что MU-MIMO станет доступным как часть будущих продуктов 802.11ac Wave 2, но внедрение, вероятно, будет отложено из-за потребности в новых клиентах с радиомодулями Wave 2, чтобы увидеть преимущества MU-MIMO или четырех пространственных потоки, которые будут
потребуются времени, чтобы большое количество клиентов стали доступными и развернутыми.
Модуляция и кодирование
По мере того, как полупроводниковые радиоприемники становятся все более точными, а цифровая обработка — все более мощной, 802.11ac продолжает использовать ограничения методов модуляции и кодирования, на этот раз
с переходом от 64-квадратурной амплитудной модуляции (QAM) до 256-QAM.
• 256-QAM, скорость 3/4 и 5/6 добавлены как дополнительные режимы. Для базового случая одного пространственного потока в канале 20 МГц это расширяет предыдущую самую высокую скорость 802.11n с 65 Мбит / с (длинный защитный интервал) до 78 Мбит / с и 86,7 Мбит / с соответственно, что означает улучшение на 20% и 33%. (Обратите внимание, что 802.11ac не предлагает все варианты скорости для каждой комбинации MIMO).
Прочие элементы / особенности
Ниже приводится обзор дополнительных элементов и функций.
• Метод однократного зондирования и обратной связи для формирования луча (vs.кратно 11n). Это должно позволить межпроизводственному формированию диаграммы направленности работать с устройствами 802.11ac; разнообразие дополнительных форматов обратной связи в 802.11n привело к разным реализациям и сдерживанию принятия.
• Модификации MAC (в основном для адаптации к вышеуказанным изменениям)
• Механизмы сосуществования для каналов 20, 40, 80 и 160 МГц, устройств 11ac и 11a / n. Расширения методов 802.11n для обеспечения того, чтобы устройство 802.11ac было хорошим соседом для более старого оборудования 802.11a / n.
• Режим дублирования без HT дублирует режим 20 МГц без HT (не 802.11n) передача в четырех соседних каналах 20 МГц или двух наборах из четырех соседних каналов 20 МГц.
Иногда называется режимом четырех и восьми повторений. Показатели пропускной способности и пропускной способности
Когда появляется новый стандарт 802.11, большинство ИТ-организаций хотят знать «Как быстро?» С 802.11n ответ становится довольно сложным, потому что существует множество вариантов, и некоторые типы устройств, такие как смартфоны, будут ограничены до доли теоретической полной скорости из-за практических ограничений по пространству, стоимости и потребляемой мощности.В таблицах ниже представлены некоторые полезные цифры.
Базовый набор ставок теперь известен как MCS 0–9. Для MCS 0-7 это эквивалентно скоростям 802.11n — первые два столбца приведенной выше таблицы начинаются с 6,5 Мбит / с для длинного защитного интервала
и 7,2 Мбит / с для короткого защитного интервала, а до 65 Мбит / с и 72,2 Мбит / с скорости равны идентичен 802.11n. Скорости MCS 8 и MCS 9 являются новыми и стали возможными благодаря достижениям в технологии микросхем. MCS 9 не применим ко всем комбинациям ширины канала / пространственного потока.
В таблице показано, как простое умножение может обеспечить все остальные скорости почти до 7 Гбит / с.Но имейте в виду, что условия, необходимые для самых высоких скоростей — каналы 160 МГц, восемь пространственных потоков — вряд ли будут реализованы в каких-либо наборах микросхем из-за сложности конструкции, требований к мощности
и ограниченной частоты, доступной для использования.
Пришло время продвигаться вперед с продуктами 802.11ac Wave 1, которые обеспечивают в 3 раза более высокую производительность по сравнению с предыдущим поколением 802.11n. Ожидается, что через несколько лет появятся и будущие продукты 802.11ac Wave 2, но они обеспечат незначительное повышение производительности, поэтому, если ваша сеть испытывает проблемы с производительностью
или перегрузку по плотности клиентов, то сейчас самое время подумать о развертывании 802.11ac.
Улучшения физического уровня
Улучшения PHY, формирование диаграммы направленности и др. Поправка IEEE 802.11ac определена для частот ниже 6 ГГц. На практике это означает, что он ограничен 5 ГГц, поскольку диапазон 2,4 ГГц недостаточно широк для полезной работы: действительно, 2,4 ГГц специально исключен из области применения поправки
802.11ac, в то время как обратная совместимость со старым 802.11 (802.11a) и n) требуются устройства на частоте 5 ГГц. Между тем, IEEE также нацелен на диапазон 60 ГГц
(57-63 ГГц) с 802.11ad поправка.
Сводка улучшений физического уровня
Эта таблица взята из проекта IEEE 802.11ac, а не Wi-Fi Alliance. Поставщики будут следовать указаниям последнего по обязательным и дополнительным функциям, но приведенная выше таблица представляет собой хорошее предварительное представление о вероятной классификации Wi-Fi Alliance.
Ширина канала
Основное правило беспроводной связи гласит, что больший спектр обеспечивает более высокую пропускную способность, и неудивительно, что 802.Целевая группа 11ac решила расширить ширину канала
с 40 МГц в 802.11n до 80 и 160 МГц.
Это позволяет пропорционально увеличить эффективную скорость передачи данных. Однако, поскольку спектр, выделенный для Wi-Fi, ограничен, было необходимо разрешить разделение каналов по несмежному спектру. На диаграмме ниже показано, как доступные диапазоны 5 ГГц используются для каналов различной ширины.
В США Wi-Fi использует три блока спектра от 5 до 6 ГГц.Диапазон U-NII 1 ограничен для работы внутри помещений, расширенные диапазоны U-NII 2 и U-NII 2 предназначены для работы в помещении и на открытом воздухе, а диапазон U-NII 3 / ISM предназначен для наружных мостовых устройств и может использоваться также для внутренних сетей WLAN.
Все каналы основаны на каналах с полосой 20 МГц, которые использовались в более ранних стандартах 802.11, и используется та же схема нумерации каналов. Поскольку номера каналов определяются каждые 5
МГц, приращение номера канала на четыре указывает соседние каналы шириной 20 МГц.
Диапазон от канала 36 (центральная частота 5180 МГц) до канала 48 (5240 МГц) известен как U-NII 1, а каналы с 52 (5260 МГц) до 64 (5320 МГц) составляют U-NII 2. Оба доступны для Wi-Fi, и их можно использовать для двух каналов 80 МГц или одного канала 160 МГц. Поскольку диапазоны U-NII 1 и 2 имеют разные правила FCC для антенн и мощности передачи, более ограничительное правило будет применяться к каналу 160 МГц, охватывающему оба диапазона.
Диапазон от канала 100 (центральная частота 5500 МГц) до канала 144 (5720 МГц), известный как расширенный U-NII 2 или всемирный U-NII-2, немного шире, и поскольку канал 144 теперь разрешен для 802.11ac, он может поддерживать три канала 80 МГц или один непрерывный канал 160 МГц.
Диапазон U-NII 3, от канала 149 (центральная частота 5745 МГц) до канала 165 (5825 МГц), позволяет использовать один канал 80 МГц, но не непрерывный канал 160 МГц. Этот диапазон не является широко доступным
за пределами США.
Поскольку трудно найти 160 МГц непрерывного спектра, 802.11ac позволяет использовать два несмежных канала по 80 МГц вместе в качестве канала 160 МГц. Например, каналы
36-48 и 116-128 составляют жизнеспособный канал 160 МГц, иногда называемый 80 + 80 МГц.Но каждый из нижележащих каналов 80 МГц должен быть смежным.
При рассмотрении каналов в диапазоне 5 ГГц существует два практических ограничения. На большую часть диапазона распространяются нормативные требования по избеганию радиолокационных сигналов, чтобы предотвратить создание помех предыдущим пользователям диапазона, в первую очередь метеорологическим и военным радарам. Ответом отрасли на эти требования стал стандарт 802.11h, включая динамический выбор частоты (DFS) и управление мощностью передачи (TPC). Последнее обычно не требуется при уровнях мощности, используемых Wi-Fi, но оборудование
, использующее каналы от 5250 до 5725 МГц, должно быть сертифицировано для DFS.
WLAN, которая должна поддерживать меньшинство устройств, не поддерживающих DFS, не сможет использовать эти каналы. Со временем количество устройств, не поддерживающих DFS, будет уменьшаться, и
станет менее значительным ограничением: Wi-Fi Alliance ведет определенную работу с целью уменьшения количества устройств, не поддерживающих DFS 5 ГГц.
После нескольких инцидентов, когда было показано, что несовместимые внешние двухточечные каналы Wi-Fi мешают работе метеорологических радаров аэропорта, FCC и другие национальные регулирующие органы ужесточили правила и наложили временный мораторий на полосу частот от 5600 до 5650 МГц.В настоящее время
недоступен даже для оборудования DFS.
Что касается полезной полосы пропускания, увеличение ширины канала дает немного больше, чем пропорционально, потому что отношения пилот-тонов и тонов постоянного тока к поднесущим уменьшаются. На диаграмме показано, что при переходе от 20 к 40 и 80 МГц количество используемых поднесущих увеличивается на 108/52 (x2,07) и 234/52 (x4,50) соответственно по сравнению со стандартом 802.11n с полосой пропускания 20 МГц. Канал 160 МГц всегда рассматривается как два канала 80 МГц для назначения поднесущих, независимо от того, являются ли они смежными или нет.
Wi-Fi Alliance будет сертифицировать устройства в соответствии с выбранным подмножеством критериев 802.11ac, и мы еще не знаем подробностей этого подмножества, но текущая поправка IEEE гласит, что требуется возможность канала 80 МГц, в то время как каналы 160 МГц являются необязательными.
Обзор методов MIMO
Поскольку 802.11ac реализует большую часть своих преимуществ за счет расширения методов, которые были впервые применены в 802.11n, уместно кратко рассмотреть эти методы.
Революционная технология 802.11n, достигнув наиболее значительных улучшений в скорости передачи данных, заключался в использовании мультиплексирования с пространственным разделением MIMO (множественный вход / множественный выход).
SDM требует MIMO, в частности, каждая передающая и принимающая станции должны иметь несколько радиочастотных цепей с несколькими антеннами — это не работает, если любая из станций имеет только одну антенную цепочку. Каждая антенна подключена к своей собственной РЧ-цепи для передачи и приема. Обработка основной полосы частот на передающей стороне может синтезировать разные сигналы для отправки на каждую антенну, в то время как в приемнике сигналы от разных антенн могут декодироваться индивидуально.
Хотя практические системы будут передавать в обоих направлениях, это объяснение упрощено, показывая только одно направление передачи.
В нормальных условиях прямой видимости все приемные антенны слышат один и тот же сигнал от передатчика. Даже если приемник использует сложные методы для разделения сигналов, слышимых на антеннах 1 и 2, он остается с теми же данными. Если передатчик пытается послать разные сигналы на антенны A и B, эти сигналы будут приходить одновременно на приемник и будут эффективно мешать друг другу.
В этих условиях невозможно улучшить характеристики системы без MIMO: с таким же успехом можно использовать только одну антенну на каждой станции. Если шум или помеха влияют на сигналы неравномерно, методы MRC или STBC могут восстановить их до состояния прямой видимости с чистым каналом, но при отсутствии многолучевого распространения может поддерживаться только один поток,
и верхняя граница производительности равна одноканальный одноканальный поток.
Однако, если на тракте имеется достаточное радиочастотное искажение и особенно многолучевое распространение, приемные антенны будут видеть разные сигналы от каждой передающей антенны.Передающая антенна излучает сигнал по широкой дуге, рассеиваясь и отражаясь от различных объектов в окружающей местности.
Каждое отражение влечет за собой потерю мощности сигнала и фазовый сдвиг, и чем длиннее отраженный путь, тем больше задержка по отношению к сигналу прямой видимости. В прошлом многолучевость была врагом радиосистем, поскольку приемник видел доминирующий сигнал (обычно в пределах прямой видимости), и все многолучевые сигналы имели тенденцию мешать этому доминирующему сигналу, эффективно действуя как шум или помехи и снижая общую пропускную способность системы.
Чтобы понять, как работает MIMO, сначала рассмотрим сигнал, который каждая приемная антенна видит в среде с многолучевым распространением. На диаграмме выше антенна 1 принимает сигналы от антенны A передатчика (два пути) и антенны B. Если сигнал от антенны B имеет самую высокую мощность, приемник может выбрать декодирование этого сигнала.
Между тем, если он обнаруживает, что антенна передатчика A дает хороший сигнал на антенне 2, он может декодировать этот сигнал. Если передатчик понимает это, он может отправлять разные потоки данных по трактам B-1 и A-2 одновременно, зная, что каждый из них будет получен с небольшими помехами от другого и, следовательно, удвоит пропускную способность системы.Если концепция MIMO является сложной: многолучевость (отраженная радиочастота между передатчиком и приемником) обычно является врагом производительности, но с
MIMO ее можно использовать конструктивно. Прямая видимость обычно обеспечивает лучшую производительность, но с MIMO она обеспечивает только базовые скорости передачи данных.
На схемах ниже показаны различные методы, которые могут использоваться с MIMO в системе 802.11n и 802.11ac, когда у клиента есть несколько антенн или одна антенна. В следующем разделе мы кратко объясним каждый метод.
Разнесение с циклическим сдвигом (CSD)
Иногда это называется разнесением с циклической задержкой (CDD), CSD применяется в передатчике, когда один и тот же пространственный поток используется для управления несколькими антеннами. Это необходимо, потому что близко расположенные антенны
действуют как решетки формирования луча без большого разноса по фазе, и возможно непреднамеренное создание максимумов и минимумов сигнала над приемными антеннами из-за
шаблонов помех.
Этого можно избежать, придав сигналу каждой передающей антенны большой фазовый сдвиг относительно других.CSD также предотвращает непреднамеренные пики мощности и поддерживает ровную огибающую передаваемой мощности. Это форма разнесения передачи — для приемника с одной антенной вероятность нахождения в локальном нуле для
всех передающих антенн одновременно намного меньше, чем с одной передающей антенной, поэтому вероятность пропадания сигнала снижается.
Формирование луча на передачу
Пока CSD не работает, не реагирует на фактические условия канала или клиента, TxBF в 802.11ac требует явной обратной связи от формирователя луча о текущем состоянии канала,
возвращается формирователю луча и используется для взвешивания сигналов на каждой антенне.
Если выбраны правильные веса амплитуды и фазы, мощность сигнала на приемных антеннах максимизируется в локальном пике, что максимизирует SNR и, следовательно, устойчивую скорость соединения. TxBF можно рассматривать как направление луча на конкретную приемную антенну, но для устройств 802.11n или 802.11ac нет сфокусированного луча, подобного фонарику, как можно было бы ожидать от направленной антенны с высоким коэффициентом усиления: более широкая диаграмма направленности, вероятно, будет быть скорее лоскутным одеялом, чем балкой.
Мультиплексирование с пространственным разделением (множественный доступ с пространственным разделением)
SDM был впервые представлен с 802.11n, а термин SDMA используется теперь, когда у нас есть многопользовательский MIMO (MU-MIMO) в 802.11ac. SDM использует многолучевость, когда существует более одного независимого радиочастотного тракта между парой устройств. В своей простейшей форме передатчик делит поток данных на два пространственных потока и направляет каждый пространственный поток на другую антенну.
Опыт работы со стандартом 802.11n показал, что многолучевое распространение с поддержкой SDM на удивление часто присутствует в беспроводных локальных сетях внутри помещений. Хотя предварительное взвешивание при передаче может улучшить SDM, текущий стандарт 802.11 чипов используют неявную обратную связь и сопоставляют пространственные потоки с антеннами с помощью простого алгоритма, а не учитывают явную обратную связь от приемника.
Пространственно-временное блочное кодирование
STBC — это метод, в котором пара передающих антенн используется для передачи известной последовательности вариантов исходного символа OFDM. Если приемник знает последовательность, он может использовать вероятностные методы для исправления ошибок декодирования, улучшая эффективное SNR для данного канала. STBC может использоваться там, где передающее устройство имеет больше антенн, чем приемник.
Хотя на бумаге это мощный метод, STBC только появляется в новых наборах микросхем 802.11n.
Максимальное передаточное отношение
Если несколько приемных антенн видят один и тот же пространственный поток, их сигналы могут быть разумно объединены для улучшения эффективного отношения сигнал / шум. Это MRC, и он используется там, где количество приемных антенн больше, чем количество пространственных потоков. MRC не требует координации между передатчиком и приемником, это внутренний метод, используемый приемником.Большинство современных чипов 802.11n используют MRC.
Больше пространственных потоков
Если 802.11n определил до четырех пространственных потоков для MIMO, 802.11ac расширяет это до восьми потоков. Методика не изменилась, но матрицы для вычислений стали больше, как и точки доступа — пространственных потоков не может быть больше, чем количество передающих или принимающих антенн (в зависимости от того, какая из них меньше), поэтому полная производительность 8SS будет возможна только там, где оба устройства имеют восемь антенн.
Без инновационных конструкций антенн это, вероятно, не позволит использовать карманные устройства, но точки доступа, телевизионные приставки и т.п., безусловно, смогут использовать несколько потоков.
Как и в случае с более широкими каналами, добавление пространственных потоков пропорционально увеличивает пропускную способность. При благоприятных условиях многолучевого распространения два потока обеспечивают удвоенную пропускную способность по сравнению с одиночным потоком, а восемь потоков увеличивают пропускную способность в восемь раз.
Информация о формировании луча и состоянии канала
Кадры зондирования были введены в 802.11n для использования с MIMO и формированием диаграммы направленности. Концепция довольно проста: передатчик отправляет известную комбинацию RF-символов от каждой антенны
, позволяя приемнику построить матрицу того, как каждая приемная антенна слышит каждую передающую антенну.
Затем эта информация отправляется обратно передатчику, что позволяет ему инвертировать матрицу и использовать оптимальные настройки амплитуды-фазы для наилучшего приема. При использовании приемника с одной антенной это приводит к локальному максимуму отношения сигнал / шум для эффективного формирования луча.
Зондирования кадры важны для нескольких методов MIMO, поскольку они позволяют «информацию о состоянии канала» (CSI) в передатчике. CSI (или CSI-T) — очень важная концепция в MIMO, и она заслуживает нескольких пояснений.
Самый важный метод MIMO стандарта 802.11n — это мультиплексирование с пространственным разделением (SDM), метод, при котором приемник должен знать, как его приемные антенны воспринимают различные передаваемые сигналы от передатчика.
Например, если приемник знает, что он слышит сигнал антенны передатчика A при 100% мощности на своей антенне 1 и при мощности 20% на своей антенне 2, он может вычесть 20% сигнала на антенне 2 и восстановить другие сигналы с помощью эту антенну.
Это относительно просто, потому что каждый кадр начинается с преамбулы, которая по очереди изолирует сигналы передачи от каждой антенны.Анализируя прием длинных обучающих полей (LTF) в преамбуле каждого кадра, приемник строит модель состояния канала в этот момент, модель, которую он затем использует для последующих символов в кадре. Полученные LTF предоставляют информацию о состоянии канала в приемнике (CSI-R).
Приемник CSI очень полезен, но мы можем сделать лучше. Если передатчик достаточно подробно знает, как его сигналы принимаются его целью, он может предварительно кодировать сигнал для каждой антенны для достижения наилучшей пропускной способности и наименьшей частоты ошибок, которые канал поддерживает.
В 802.11ac это используется для формирования луча, где несколько антенн используются для передачи сигнала на антенну приемника, а также для DL MU-MIMO, где он устанавливает передачи для управления локальными максимумами для желаемого клиента и минимумами для других клиентов.
CSI на передатчике намного мощнее, чем CSI на приемнике, но добиться его труднее. Это связано с тем, что через беспроводную среду
должен передаваться большой объем информации, а передатчик и приемник должны согласовывать данные и формат такой обратной связи.
Полная матрица будет указывать амплитуду и фазу для каждой передающей антенны, приемной антенны и каждой поднесущей OFDM в канале RF — большой объем данных.
Поэтому были разработаны различные ярлыки, позволяющие передавать меньший объем информации без ущерба для точности формирования луча.
802.11n включает два метода достижения CSI на передатчике. Неявное формирование луча позволяло приемнику или формирователю луча отправить кадр зондирования обратно формирователю луча. Формирователь луча, получив кадр зондирования, обработал его и использовал информацию в предположении, что канал RF является взаимным — зная, как сигнал передающей антенны A принимается на антенне B, подразумевает, что передачи антенны B будут приниматься на антенне A в так же.
Это хорошее предположение для беспроводных каналов, но оно не может включать встроенные аппаратные компоненты. В этом случае измеряется путь от цепи передачи B и цепи приема A,
, но когда A передает, его цепь передачи и цепь приема B, которые влияют на различия калибровки и нелинейности, не могут быть измерены. Таким образом, хотя неявную обратную связь CSI для формирования луча относительно легко получить, она не очень точна.
В 802.11ac неявная обратная связь заменена явной.Здесь формирователь луча передает кадр зондирования, а формирователь луча анализирует, как он принимает кадр, сжимает результаты до приемлемого размера и передает их обратно формирователю луча. Это обеспечивает точную информацию о состоянии канала, но требует протокола для координации.
Звуковые кадры в 802.11ac
802.11n включали три варианта обратной связи по формированию луча, и производители не смогли согласовать и реализовать общий набор. На практике некоторые современные устройства 802.11n будут успешно формировать луч, когда оба конца соединения включают общие наборы микросхем, но формирование луча
с явной обратной связью обычно не является особенностью нынешнего 802.11н оборудование.
Чтобы избежать этой ситуации, в 802.11ac указан только один механизм обратной связи, явная обратная связь со сжатой V-матрицей. Полная последовательность зондирования включает набор специальных кадров зондирования, отправленных передатчиком (либо формирователем луча, либо точкой доступа в случае DL MU-MIMO), и набор сжатых кадров V-матрицы, возвращаемых формирователем луча. Поскольку в MU-MIMO задействовано несколько клиентов, специальный протокол гарантирует, что они отвечают кадрами обратной связи в последовательности, следующей за кадром зондирования.
В 802.11ac протокол для генерации CSI в передатчике полагается на кадры зондирования или нулевого пакета данных (NDP) вместе с кадрами объявления и кадрами ответа.
Сначала формирователь луча отправляет кадр объявления нулевого пакета данных (NDPA), идентифицирующий предполагаемых получателей и формат предстоящего кадра зондирования. За этим следует зондирование NDP, и формирователь луча затем отвечает кадром отчета о формировании луча.
Кадры NDPA и NDP довольно просты.NDPA определяет, какие станции должны прослушивать последующий кадр зондирования, а также размеры этого кадра в зависимости от количества используемых антенн и пространственных потоков. Сам по себе кадр зондирования — это просто нулевой пакет данных: важна преамбула с ее LTF. Однако обработка и построение отчета о формировании луча сложны.
Формирователь луча измеряет характеристики радиочастотного канала, затем обрабатывает и возвращает результаты измерений в виде сжатой управляющей матрицы в формирователь луча.Вычисления состоят из ряда шагов, которые выполняются для каждой поднесущей OFDM.
Сначала строится матрица принятых сигналов с величиной и фазой для каждой комбинации антенн (передающей и принимающей). Затем последовательные операции умножения матриц (вращения Гивенса) делают ее обратимой — форму матрицы, требуемую передатчиком.
Наконец, параметры (углы), используемые в матричных операциях, собираются вместе с некоторыми другими значениями мощности и фазы, и сжатая матрица возвращается в формирователь луча.
Даже при таком сжатии отчет о формировании диаграммы направленности может варьироваться от менее 1 КБ до более 20 КБ, поскольку он содержит информацию для каждой поднесущей для каждого пространственно-временного потока и зависит от количества используемых пространственных потоков и передающих антенн.
Сжатая матрица V выбрана для 802.11ac по нескольким причинам:
• Это предопределенный метод 802.11n, он распределяет вычисления между приемниками, а не перекладывает нагрузку на передатчик.
• Это достаточно просто, чтобы можно было быстро завершить матричную алгебру для немедленной обратной связи с формирователем луча.
• Обеспечивает значительное сжатие данных для отчета о формировании диаграммы направленности.
• При благоприятных условиях расчет можно сократить, чтобы еще больше уменьшить размер матрицы. Его точность ограничена «квантованием» возвращаемых углов — при меньшем количестве битов на угол кадр отчета сжимается, но теряется точность. Параметры, используемые в 802.11ac, представляют собой компромисс, позволяющий реализовать большинство теоретических преимуществ формирования диаграммы направленности со значительной экономией на вычислениях и полосе пропускания обратной связи.
Таким образом, 802.11ac, стандартизируя и обеспечивая соответствие последовательности зондирования и формату сжатого кадра обратной связи V-матрицы, обеспечит широкое распространение формирования диаграммы направленности и DL MU-MIMO, а также потенциально повысит производительность MIMO SDM.
Усовершенствования уровня MAC
Усовершенствования многопользовательского MIMO, модуляции и MAC Многопользовательский MIMO
Некоторые из наиболее значительных улучшений пропускной способности 802.11ac связаны с многопользовательским MIMO (MU-MIMO). При этом используется то же явление мультиплексирования с пространственным разнесением (SDM), которое использовалось в 802.11n, где несколько антенн независимо отправляют отдельные потоки данных, хотя передачи занимают одно и то же время и частотное пространство. Этот метод MU-MIMO в 802.11ac также называется множественным доступом с пространственным разнесением (SDMA).
MU-MIMO предлагает, чтобы вместо рассмотрения нескольких пространственных потоков между заданной парой устройств мы могли использовать пространственное разнесение для отправки нескольких потоков данных
между несколькими устройствами в данный момент. Сложность заключается в координации между различными устройствами в сети — как узнать, какие пары антенн или устройства
поддерживают разные пути, и как одно устройство узнает, что другое передает, чтобы оно могло безопасно передавать своему партнеру в тот же момент ?
802.11ac решает эти проблемы, упрощая их. Предполагается, что точки доступа (AP) отличаются от клиентских устройств тем, что они меньше ограничены пространством, мощностью и даже ценой, поэтому у них, вероятно, будет больше передающих антенн, чем у клиентских устройств.
Таким образом, поскольку количество пространственно разнесенных путей зависит от количества антенн, а количество возможностей зависит от объема трафика, буферизованного для передачи, AP разрешается передавать нескольким клиентам одновременно, если она найдет возможность сделать это. .
Например, точка доступа с шестью антеннами может одновременно передавать по три пространственных потока на два клиентских устройства — конечно, при благоприятных условиях. Это означает, что передачи на одно клиентское устройство не должны вызывать чрезмерных помех на другом клиенте, и должны преобладать обычные условия MIMO SDM, когда потоки между данной парой
устройств изолированы.
Эта нисходящая линия MU-MIMO (DL MU-MIMO) является единственной конфигурацией, поддерживаемой в 802.11ac. Это исключает некоторые другие формы, такие как MU-MIMO восходящей линии связи.Только одна точка доступа или клиент может передавать данные в любой момент, и хотя точка доступа может передавать данные нескольким клиентам одновременно, клиенты могут передавать данные на точку доступа только один за другим.
MU-MIMO восходящей линии связи отсутствует, отчасти потому, что для этого требуется более сложный протокол и потому, что он не будет очень полезен, учитывая, что весь трафик в Wi-Fi (кроме DLS) идет к или от
AP, и мы обычно ожидают, что клиенты будут потреблять больше данных, чем генерировать.
Точка доступа также может отслеживать трафик различных клиентов и определять возможности использования DL MU-MIMO.Сопоставляя кадры в своих буферах передачи с
известными одновременными путями к своим клиентам, AP может убедиться, что она использует все возможности для SDMA.
В 802.11ac DL MU-MIMO работает только с обратной связью формирования диаграммы направленности, когда точка доступа отправляет кадр зондирования (нулевой пакет данных), а клиенты сообщают, как они слышат кадр
зондирования в явном кадре обратной связи формирования диаграммы направленности. Это потому, что MU-MIMO представляет новое измерение.
В то время как однопользовательский MIMO касается только того, как один клиент получает сигнал AP, пропускная способность MU-MIMO ограничена помехами, вызванными, когда сигнал, нацеленный на одного клиента, перетекает на другого клиента.
Чтобы противодействовать этому эффекту, AP вычисляет, какая часть сигнала, направленного на клиента A, будет получена клиентом B и / или клиентом C, и использует методы формирования диаграммы направленности, чтобы направить нулевое значение на других клиентов, чтобы они могли успешно получать свои собственные сигналы. Пропускная способность
MU-MIMO очень чувствительна к этим самоинтерференциям, а кадр обратной связи формирования диаграммы направленности для MU-MIMO имеет более высокую точность для углов матрицы, а также включает информацию об ОСШ для повышения точности и минимизации помех.
Таким образом, представленные данные позволяют AP вычислить возможности SDMA для различных групп клиентов и необходимые матрицы управления. Этот расчет не является частью стандарта, но он сложен и имеет несколько возможных алгоритмов.
Алгоритмы предварительного кодирования для формирования луча и DL MU-MIMO Самый точный способ предварительного кодирования для MU-MIMO известен как кодирование на грязной бумаге (DPC). Элегантная теорема с интуитивно понятным выводом, DPC утверждает, что если состояние помех радиочастотного канала известно точно, существует профиль предварительного кодирования, который обеспечивает максимальную передачу данных по этому каналу, независимо от того, какой может быть образец помех.
Аналогия заключается в том, чтобы взять лист грязной бумаги и написать на нем так, чтобы можно было прочесть надпись. Если известен точный рисунок грязи, можно сделать так, чтобы надпись выделялась на нем, и читателю не нужно знать о рисунке.
Точно так же, если передатчик имеет точную CSI, он может вычислить DPC и достичь теоретической максимальной пропускной способности канала без знания CSI приемнику.
К сожалению, DPC — это нелинейный метод, который затрудняет применение на практике.Подобные результаты, часто почти столь же хорошие, могут быть достигнуты путем аппроксимации с помощью линейных методов, таких как передача максимального правдоподобия и принудительное обнуление.
Первый концентрируется на направлении максимумов сигнала на антенну намеченного приемника, в то время как второй направляет нули или нули другим получателям передачи MU-MIMO, позволяя им декодировать свои полезные сигналы с минимальными помехами.
Еще больше усложняя алгоритм предварительного кодирования DL MU-MIMO, передатчик должен выбрать, какой показатель пропускной способности максимизировать.Для одного пользователя максимальная скорость передачи данных при заданном ограничении частоты ошибок будет обычным параметром, но для нескольких пользователей можно взвесить пропускную способность каждого пользователя в алгоритме.
Большинство систем просто суммируют пропускную способность по всем пользователям с равными весами, но это может привести к предпочтению высокоскоростных соединений за счет более низкоскоростных клиентов, что может быть нежелательным, особенно когда учитывается качество обслуживания (QoS).
Планирование возможностей множественной передачи DL MU-MIMO Когда матрицы предварительного кодирования известны и определены хорошие многопользовательские группы, кадры, буферизованные для передачи, должны быть сгруппированы для обеспечения оптимальной пропускной способности.
Процесс сопоставления становится довольно сложным, поскольку улучшения QoS, изначально появившиеся в 802.11e, требуют, чтобы AP поддерживала четыре очереди буферов передачи, по одной для каждой категории доступа трафика.
802.11ac принимает это во внимание, явно разрешая AP перенаправлять передачу трафика с более низким приоритетом, если возможность передачи (TXOP) была законно выиграна для передачи основного кадра. Трафик, связанный с основным кадром, может перескакивать из очереди и передаваться раньше кадров с более высоким приоритетом, но эти кадры не страдают, поскольку они не могли бы использовать TXOP с основным кадром.
В качестве примера мощности правильно спланированного DL MU-MIMO рассмотрим AP с восемью антеннами, обслуживающую клиента только с одной антенной.
Обычно возможен только один поток, и хотя некоторые из дополнительных антенн на AP могут использоваться для улучшения SNR (с формированием диаграммы направленности, STBC и MRC), большая часть потенциала от дополнительных антенн AP будет потрачено.
Но этот эффект можно уменьшить с помощью MU-MIMO. Теперь точка доступа может обслуживать до восьми таких клиентов за один и тот же интервал времени.MU-MIMO и методы с аналогичными целями, такие как множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), когда разные клиенты используют неперекрывающиеся подмножества поднесущих OFDM, уже были исследованы в сотовых сетях, но основное внимание уделялось обеспечению одновременной передачи от несколько клиентов к одной базовой станции. В 802.11ac DL-MU-MIMO позволяет AP передавать одновременно нескольким клиентам. Существенным ограничением этого метода является то, что общее количество поддерживаемых пространственных потоков не должно превышать количество антенн, передающих от точки доступа, и стандарт добавляет несколько дополнительных ограничений: одновременно могут быть нацелены не более четырех клиентов, ни один клиент не может использовать больше чем четыре потока, и все потоки в передаче DL MU-MIMO
должны использовать одну и ту же MCS.
Модуляция и скорости
Поправка 802.11ac продолжает увеличивать сложность методов модуляции. Основываясь на скоростях до 64-канальной квадратурно-амплитудной модуляции (QAM) стандарта 802.11n, теперь он расширяется до 256-QAM. Это означает, что каждый RF-символ представляет одну из 256 возможных комбинаций амплитуды (мощности сигнала) в зависимости от фазы (сдвиг от фазы опорного сигнала).
На схеме ниже показано, как это усложняет задачу кодирования и декодирования каждого символа — здесь очень мало места для ошибки, поскольку приемник должен различать
16 возможных уровней амплитуды и 16 приращений фазового сдвига — но увеличивает количество информации для каждого символа представляет от 6 до 8 бит при сравнении верхнего уровня 802.11ac до 802.11n (до расчета кодирования 5/6, но это применимо к обоим примерам).
Хотя модуляция 256-QAM 5/6 обеспечивает более высокую максимальную скорость обработки необработанных данных, таблица доступных скоростей PHY очень длинная, как и в случае 802.11n, для учета различных других параметров.
Ключевыми факторами, определяющими скорость передачи данных PHY, являются:
1. Ширина канала. Мы обсуждали это выше. 802.11ac имеет варианты для 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц, 160 МГц.
2. Модуляция и кодирование. Все предыдущие варианты по-прежнему доступны и используются, если SNR слишком низкое для поддержания самых высоких скоростей.Но в таблице MCS канон 802.11n расширен за счет добавления параметров 256-QAM с кодированием 3/4 и 5/6.
3. Защитный интервал. В отличие от 802.11n, длинный защитный интервал 800 нс является обязательным, в то время как короткий защитный интервал 400 нс является доступной опцией. Защитный интервал — это пауза между передаваемыми RF-символами. Необходимо избегать многолучевого распространения одного символа из-за опоздания и создания помех следующему символу.
Поскольку свет распространяется со скоростью около 0,3 м / нс, защитный интервал в 400 нс будет работать, если путь, пройденный самым длинным отражением, не более чем на 120 м длиннее, чем самый короткий (часто прямой) путь.Опыт работы со стандартом 802.11n показывает, что вариант 400 нс в целом безопасен для корпоративных сетей WLAN.
Повышенное кодирование в единицах бит / с на герц спектра имеет свою цену: требуемый уровень сигнала для хорошего приема увеличивается с увеличением сложности модуляции и ширины полосы канала.
На приведенном ниже графике, например, показано, что если -64 дБм было достаточно для максимальной скорости (72 Мбит / с) 802.11n в канале 20 МГц, то для максимальной скорости (86 Мбит / с) требования повышаются до -59 дБмВт. 802.11ac, однопотоковый в канале 20 МГц и до -49 дБмВт для максимальной скорости (866 Мбит / с) в канале 160 МГц.
Требования к помехам в соседнем канале также становится труднее удовлетворить с более высокими скоростями 802.11ac. Эта тенденция была очевидна с 802.11n, где использование соседних каналов заметно влияет на SNR, а скорость 256-QAM 5/6 требует изоляции соседних каналов на 8 дБ больше, чем эквивалентный случай для 802.11n.
Модуляция в 802.11ac упрощена по сравнению с исходным 802.11n, поскольку теперь предполагается равная модуляция (при использовании нескольких потоков все они имеют одинаковую модуляцию MCS). Теоретически в стандарте 802.11n для каждого пространственного потока многопоточной передачи было возможно использовать различную модуляцию, что позволяло некоторым потокам использовать схемы модуляции более низкого порядка в зависимости от SNR тракта. Но неравномерная модуляция не была включена в сертификаты Wi-Fi Alliance, а современные устройства 802.11n не поддерживают ее, поэтому для 802.11ac она была исключена.
Как двоичный сверточный код (BCC), так и методы проверки четности с низкой плотностью (LDPC) для прямого исправления ошибок определены для новых скоростей, как и для 802.11n оценок. Первое является обязательным, второе — необязательным. Хотя это относительно новый метод, LDPC предлагает улучшение примерно на 2 дБ по сравнению с BCC при частоте ошибок пакета 10–2 для пакетов 1000 B.
Это стоящее улучшение может иметь значение между переходом на скорость модуляции следующего более высокого порядка (на графике выше) или, альтернативно, при той же скорости модуляции оно может значительно уменьшить количество пакетов с ошибками.
Изменения MAC
В 802.11ac есть несколько изменений MAC, которые в первую очередь вводят более быстрый уровень PHY.Но улучшения есть в целом ряде областей.
Агрегирование кадров, A-MPDU, A-MSDU
Клиент (или AP) должен бороться за среду (возможность передачи в эфире) с каждым кадром, который он хочет передать. Это приводит к конфликтам, конфликтам в среде и задержкам отката, которые тратят время, которое может быть использовано для отправки трафика. 802.11n представил механизмы для агрегирования кадров и, таким образом, уменьшения количества событий конкуренции.
Многие тесты показали эффективность снижения числа конфликтных ситуаций в предшествующих 802.11 стандартов. Например, в 802.11g данная конфигурация может отправлять данные со скоростью 26 Мбит / с с использованием 1500-байтовых кадров, но когда длина кадра уменьшается до 256 байтов, генерируя 6-кратное количество кадров, пропускная способность падает до 12 Мбит / с.
При агрегации на уровне MAC станция, у которой есть несколько кадров для отправки, может выбрать объединение их в агрегированный кадр (MAC MPDU). Результирующий кадр содержит меньше служебных данных заголовка, чем было бы в случае без агрегирования, и поскольку отправляется меньше кадров большего размера, время конкуренции на беспроводной среде уменьшается.
Для агрегации предусмотрены два разных механизма, известные как Aggregated MSDU (A-MSDU) и AggregatedMPDU (A-MPDU).
В формате A-MSDU несколько кадров с более высоких уровней объединяются и обрабатываются уровнем MAC как единый объект.
Каждый исходный кадр становится подкадром в агрегированном кадре MAC. Таким образом, этот метод должен использоваться для кадров с одним и тем же источником и местом назначения, и только блоки MSDU с одинаковым приоритетом (класс доступа, как в 802.11e) могут быть агрегированы.
Альтернативный метод, формат A-MPDU, позволяет объединять MPDU в агрегированный кадр MAC. Каждый отдельный MPDU шифруется и дешифруется отдельно и разделяется разделителем A-MPDU, который модифицирован для 802.11ac, чтобы разрешить более длинные кадры.
A-MPDU должен использоваться с функцией подтверждения блока, представленной в 802.11n. Это позволяет одному кадру подтверждения охватывать диапазон полученных кадров данных. Это особенно полезно для потоковой передачи видео и других высокоскоростных передач, но когда кадр поврежден или потерян, будет задержка перед получением неподтверждения и повторной передачей: это не часто проблема с широковещательное видео, где повторная передача часто невозможна из-за временных ограничений носителя, но может быть проблематичной для других приложений реального времени.
В 802.11ac предел A-MSDU повышен с 7935 до 11 426 Б, а максимальный размер A-MPDU с 65 535 до 1048 576 Б. В краткосрочной перспективе практическое ограничение для PPDU, вероятно, составит
5,484 мс. ограничение на время в эфире: при 300 Мбит / с A-MPDU 200 КБ займет в эфире максимум 5,484 мс.
Можно комбинировать методы, комбинируя несколько MSDU и A-MSDU в A-MPDU. Теоретические исследования показали, что это улучшает производительность по сравнению с любой из техник, используемых отдельно.Однако большинство практических реализаций на сегодняшний день сосредоточены на A-MPDU, который
хорошо работает при наличии ошибок из-за его способности выборочной повторной передачи.
Шифрование и опция GCMP
Новый протокол шифрования, известный как протокол режима счетчика Галуа (GCMP), вводится для новых высокоскоростных приложений 802.11. GCMP определен как опция в 802.11ad, поправке к диапазону 60 ГГц, и это формирует основу для его включения в базовую линию 802.11 (в следующей сводной версии 802.11) и его доступность для 802.11ac.
GCMP — хорошее дополнение к стандарту, поскольку он имеет лучшую производительность, чем CCMP, текущий протокол шифрования. Оба протокола представляют собой шифры блочного шифрования, которые обеспечивают конфиденциальность, поэтому хакеры не могут расшифровать данные, аутентификацию, чтобы гарантировать, что они поступают от аутентифицированного однорангового узла, целостность, чтобы ее можно было расшифровать, и защиту от воспроизведения, чтобы старые или подделанные сообщения, повторно переданные хакером, отклонялись хакером. получатель. Оба используют 128-битные ключи и генерируют одинаковый формат пакета 24 байта на кадр и накладные расходы.
Но GCMP требует только одного прохода для шифрования заданного блока данных и может шифровать и дешифровать блоки параллельно. Это улучшает CCMP, где для шифрования блока требуются два набора вычислений, и каждый блок данных в сеансе должен обрабатываться последовательно, поскольку результат одного блока используется в качестве входных данных для следующего. Это означает, что GCMP лучше подходит для высокоскоростного шифрования и дешифрования данных. Ожидается, что
GCMP будет вводиться поэтапно в течение нескольких лет. Кремний необходимо будет перепроектировать как для клиентов, так и для точек доступа, поэтому CCMP и GCMP еще долго будут перекрываться в практических сетях.
Было предположение, что GCMP потребуется по мере увеличения скорости передачи данных, и реализации CCMP могут не справиться с этим, но сегодня не ясно, будет ли эта точка достигнута при 10 Гбит / с
(ссылка 802.11-10 / 0438r2) или ранее. Возможно, что для 802.11 никогда не потребуется GCMP и что мы никогда не увидим практических реализаций, но при необходимости он устанавливается как новая опция.
Улучшения энергосбережения
Многие устройства 802.11 по-прежнему питаются от батареи, и, хотя другие компоненты смартфона, в частности дисплей, по-прежнему нагружают батарею гораздо больше, чем подсистема Wi-Fi, дополнения для энергосбережения по-прежнему имеют смысл.
Новая функция известна как энергосбережение VHT TXOP. Это позволяет клиенту выключить свою радиосхему после того, как он увидит, что точка доступа указывает, что возможность передачи (TXOP) предназначена для
другого клиента.
Это должно быть относительно бесспорным, за исключением того, что TXOP может охватывать несколько кадров, поэтому AP должна гарантировать, что, разрешив клиенту дремать в начале TXOP, он
не передает затем кадр для этого клиента. Точно так же, если TXOP усекается точкой доступа, она должна помнить, что определенные клиенты все еще будут дремать и не отправлять им новые кадры.
Чтобы клиенты могли быстро определить, адресован ли им кадр, к преамбуле добавляется новое поле, называемое частичным идентификатором ассоциации (частичный AID) или идентификатором группы для MU-MIMO. Если поле частичного AID не является его собственным адресом, клиент может дремать в течение оставшейся части TXOP.
Одной из причин для введения режима энергосбережения VHT TXOP является то, что кадры становятся длиннее. 802.11ac имеет увеличенную длину кадра и теперь позволяет использовать кадры длиной до 8 КБ и агрегированные кадры (A-MPDU) до 1 МБ.Отчасти это объясняется увеличением скорости передачи, поэтому время на носителе не будет увеличиваться пропорционально, но передача видео и больших файлов, два из наиболее важных сценария использования, приводят к большому количеству длинных кадров (возможно, агрегированных как A -MSDU или A-MPDU на уровне Wi-Fi), поэтому вполне может оказаться целесообразным выключить радио, пока большое количество кадров доставляется другим клиентам.
Другой важной функцией 802.11ac по энергосбережению является высокая скорость передачи данных. Энергопотребление в 802.11 сильно зависит от времени, затрачиваемого на передачу данных, и чем выше скорость, тем короче пакет передачи. Время, затрачиваемое на прием кадров, также сокращается на большие скорости, но не так существенно.
Другие функции, такие как формирование диаграммы направленности, способствуют повышению скорости передачи за счет увеличения отношения сигнал / шум в приемнике для любого заданного сценария, поэтому можно также сказать, что они способствуют увеличению срока службы батареи.
И общие достижения в области микросхем в области миниатюризации функций и технологий энергосбережения будут приняты в новых микросхемах, реализующих 802.11ac.
Элемент нагрузки расширенного базового набора услуг
802.11 уже определяет элемент нагрузки, который позволяет AP объявлять свою текущую нагрузку в ответах маяка и зонда. Элемент нагрузки включает количество клиентов на AP, а также показатель использования канала. Это полезно для балансировки нагрузки по инициативе клиента. Когда клиент видит несколько точек доступа, он может выбрать связь с одной с меньшим количеством клиентов или более низким использованием канала, поскольку эта точка доступа может предложить лучшую производительность.
Он также предлагает форму мягкого управления допуском вызовов: если приложение может сигнализировать о своих требованиях к пропускной способности микросхеме Wi-Fi, оно может избежать установления связи с точками доступа с недостаточной пропускной способностью.
MU-MIMO представляет другое измерение нагрузки AP. Недостаточно указать использование канала, поэтому элемент расширенной нагрузки включает в себя информацию о количестве клиентов с возможностью многопользовательского режима, недостаточном использовании пространственных потоков в своем первичном канале, а также об использовании в более широких каналах 40, 80 и 160 МГц, если это применимо.
Клиент 802.11ac, считывая расширенный элемент нагрузки, может принять более обоснованное решение о том, какую точку доступа выбрать для ассоциации.
Сосуществование и обратная совместимость
Поскольку 802.11ac включает новые, высокоскоростные методы, его передачи по определению не декодируются старым оборудованием 802.11. Но важно, чтобы точка доступа 802.11ac, смежная
со старыми точками доступа, была хорошим соседом.
802.11ac имеет ряд функций для сосуществования, но основная из них — это расширение технологии 802.11n: составной RF-заголовок, в котором используется модуляция 802.11a и 802.11n.
Оборудование, отличное от 802.11ac, может считывать эти заголовки и определять, что канал будет занят в течение заданного времени, и, следовательно, может избежать передачи одновременно с кадром с очень высокой пропускной способностью.
Хотя 802.11n определяет режим с нуля для работы без обратной совместимости, он никогда не реализовывался в практических сетях, и ожидается, что все точки доступа 802.11ac будут работать в смешанном режиме.
Основные различия между 802.11n и 802.11ac заключаются в использовании новых, более широких каналов. Если устройство 802.11ac начнет передачу на частоте 80 МГц, более старые станции 802.11 поблизости не смогут распознавать передачи или декодировать их. Добавление преамбулы, подобной 802.11n, решает эту проблему. Но оговорка о том, что 802.11ac работает только в диапазоне 5 ГГц, а не на частоте 2,4 ГГц, что упрощает работу, поскольку только 802.11a и 802.11n необходимо учитывать как устаревшие, а не 802.11b.
Преамбула 802.11ac включает в себя несколько обучающих полей. Он начинается с L-STF, L-LTF и L-SIG, соответственно унаследованного короткого тренировочного поля, длинного тренировочного поля и поля сигнала.
Чтобы обеспечить наложение широкого канала, например 80 МГц, на соседний канал 20 МГц, необходимо передавать обучающие поля во всех возможных каналах.Но благодаря чудесам OFDM это можно делать одновременно в одном временном интервале, чтобы кадр не становился слишком длинным.
L-STF и L-LTF позволяют приемнику синхронизироваться с сигналом, поэтому остальная его часть может быть правильно декодирована. Последняя часть устаревшей преамбулы, SIG, включает информацию о длине кадра. Это та часть, которая позволяет устаревшим станциям устанавливать свой вектор распределения сети (NAV), часть существующего протокола доступа к среде.
За преамбулой унаследованной версии следует преамбула очень высокой пропускной способности (VHT).Он снова состоит из последовательностей STF, LTF и SIG, но модулируемых в конкретном канале, используемом точкой доступа.
Поле VHT-SIG-A включает полосу пропускания канала, количество пространственных потоков, информацию MCS (для однопользовательского MIMO) и другие данные для использования при демодуляции кадра. Это поле
передается как символы 20 МГц, тиражируемые по всем нижележащим каналам 20 МГц.
Поле VHT-STF используется для того, чтобы приемник мог нормализовать поднесущие OFDM в последующей передаче.Чтобы разрешить несмежные каналы 160 МГц, поле повторяется
в каждом канале 80 МГц. Далее следуют
полей VHT-LTF, по одному на пространственный поток, который будет использоваться для передачи. Поля LTF позволяют приемнику вычислять характеристики многолучевого распространения канала и применять их к алгоритму MIMO.
Наконец, передается второй VHT-SIG-B. Это включает длину кадра и дополнительную информацию о распределении пространственных потоков, если MU-MIMO должен использоваться.
В документе IEEE есть различные ссылки на «применение чередования фаз для каждого поддиапазона 20 МГц».Это метод, позволяющий избежать высокой пиковой мощности передатчика.
Путем поворота фазы на подполосу снижается пиковая выходная мощность. Этот метод уже используется в каналах 802.11n с полосой пропускания 40 МГц.
Когда точка доступа настроена для 802.11ac и, следовательно, использует канал 80 или 160 МГц, она может действовать как точка доступа в каналах 20 МГц, используя режим дублирования без HT. Это позволяет ему передавать один и тот же кадр одновременно по нескольким каналам.
Защита, динамическая полоса пропускания и разделение каналов Когда 80-МГц 802.Сеть 11ac работает по соседству с более старой точкой доступа или в сети, которая использует только канал 20 МГц или 40 МГц, она должна избегать одновременной передачи со станцией в соседней сети.
Как этого добиться без постоянного уменьшения пропускной способности канала
?
Ответ состоит из трех частей. Как может станция (точка доступа или клиент), которая хочет работать на частоте 80 МГц, предупредить старые станции, чтобы они не работали в эфире во время передачи в режиме 802.11ac, который они не могут декодировать?
Тогда как же 802.Станция 11ac знает, что весь канал свободен от передач других станций? И, наконец, как можно оптимизировать использование полосы пропускания, если, например, более старая станция передает всего 20 МГц по 80-МГц каналу 802.11ac?
Отправка предупреждений другим станциям о том, чтобы они не работали в эфире, осуществляется кадрами RTS. Станция 802.11ac отправляет несколько параллельных кадров защиты RTS на каждые 20 МГц своего канала 80 МГц со скоростью, понятной клиенту 802.11a или n.
Несколько кадров RTS используют двойную, четырехкратную или восьмикратную передачу.Перед отправкой RTS он выполняет оценку четкости канала (CCA), чтобы убедиться, что он не слышит текущие передачи. При получении кадра RTS более старые станции знают, как долго ждать передачи 802.11ac.
Затем получатель выполняет оценку чистого канала в каждом из каналов 20 МГц. Формат кадра RTS расширен, поэтому отправитель может указать параметры своего канала и ответить CTS-ответом, чтобы указать, слышит ли он выполняющиеся передачи из любой соседней сети.В противном случае отправитель передает кадр данных, используя полную полосу пропускания — в данном случае 80 МГц.
Однако, если получатель обнаруживает, что передача выполняется по любому вторичному каналу, он может продолжать отвечать с помощью CTS, но с указанием того, какие первичные каналы свободны (20 МГц или 40 МГц), тогда отправитель может отправить свою передачу, используя только используемую часть канал 80 МГц.
Это может вызвать сокращение канала с 80 МГц до 40 или даже 20 МГц, но кадр будет передаваться с использованием эфирного времени, которое в противном случае не использовалось бы.Эта функция называется динамической полосой пропускания.
Альтернативой работе с динамической полосой пропускания является работа со статической полосой пропускания. Если это используется, у получателя есть только один выбор. Если весь канал — в данном случае 80 МГц — свободен, он переходит к CTS, но если какая-либо часть канала занята, он не отвечает, и отправитель должен начать заново с нового кадра RTS.
Динамическая оптимизация полосы пропускания ограничивается определениями первичного и вторичного каналов в стандарте 802.11ac.Для каждого канала, например канала 80 МГц, один канал 20 МГц (подканал) обозначается как основной. Это осуществляется через 802.11n, и в сетях, в которых используются клиенты 802.11ac и более старые, все кадры управления передаются по этому каналу, поэтому все клиенты могут их получать.
Вторая часть канала 40 МГц называется вторичным каналом 20 МГц. А 40 МГц широкого канала, который не содержит первичный канал 20 МГц, является вторичным каналом 40 МГц. Передача данных может осуществляться в основном канале 20 МГц, канале 40 МГц, включая основной канал 20 МГц, или полном канале 80 МГц, но не в других комбинациях каналов.
Наконец, введение широкополосных каналов, особенно каналов 80 + 80 МГц, требует некоторых изменений в кадре объявления о переключении каналов (CSA). CSA используется точкой доступа для информирования своих связанных клиентов о том, что она собирается переключить каналы после обнаружения радара в текущем канале: впервые он был представлен в 802.11h как часть DFS.
В противном случае работа DFS не изменится с 802.11ac. 802.11ad и быстрая передача сеансов
802.11ac — не единственный протокол с очень высокой пропускной способностью (VHT), проходящий через IEEE 802.11 стандартов процесса.
Рабочая группа 802.11ad только заканчивает свою работу, которую планируется завершить в декабре 2012 года.
802.11ad использует полосу 60 ГГц, глобально доступный спектр. Стандарт включает четыре определенных канала по 2,16 ГГц, от 57 до 66 ГГц. Только три могут использоваться в США
, но четвертый доступен в большинстве других стран. Из-за очень большой ширины канала скорости PHY определены до 4,6 Гбит / с для одиночной несущей (SC) и 7 Гбит / с для модуляции OFDM.
В то время как 802.11ad действительно имеет очень высокую пропускную способность, а также малую дальность действия. Обычно мы ожидаем дальность действия около 10 метров, и даже для этого потребуется формирование луча с помощью антенн с высоким коэффициентом усиления (13 дБ +). Для использования антенн с высоким коэффициентом усиления и формирования диаграммы направленности требуется протокол обнаружения узлов.
Поскольку некоторые узлы не смогут слышать друг друга с помощью диаграммы направленности всенаправленной антенны, но антенны с высоким коэффициентом усиления являются направленными, идея состоит в том, что каждый узел, в свою очередь, проходит через разные секторы своей антенной, направляя луч на разные дуги до тех пор, пока он прошел полный круг.
После того, как два узла обнаружили друг друга таким образом, они могут оптимизировать свои параметры формирования луча в режиме точной настройки. Эти методы интересны, потому что они могут быть применимы, в конечном итоге, к 802.11ac, если для увеличения дальности используется формирование луча.
На уровне PHY и MAC 802.11ad сильно отличается от других стандартов 802.11. Это связано с тем, что для 60 ГГц применимы различные методы, а также потому, что стандарт возник в отраслевой группе WiGig.
Однако стандарт старается использовать ту же архитектуру более высокого уровня, что и 802.11, чтобы поддерживать взаимодействие с пользователем 802.11, включая концепцию точки доступа и базового набора услуг (BSS), аутентификации и безопасности. Это включает функцию 802.11ad, которая напрямую влияет на 802.11ac, называемую быстрой передачей сеанса (FST) или многополосной работой. FST позволяет паре устройств, выполняющих сеанс, беспрепятственно переключать соединение с канала 60 ГГц (802.11ad) на канал 802.11ac на частоте 5 ГГц и наоборот.
В FST есть несколько вариантов, в зависимости от того, имеют ли интерфейсы один и тот же MAC-адрес и общие уровни управления MAC для двух каналов, и в этом случае коммутатор может быть полностью прозрачным, или разные MAC-интерфейсы и адреса, которые более сложны ( непрозрачный) и медленнее.Кроме того, некоторые устройства смогут поддерживать одновременные соединения в двух диапазонах, а другие — нет.
FST важен, потому что он позволяет строить домашние сети из комбинации устройств 802.11ac и 802.11ad.
Короткодействующая высокоскоростная связь между комнатами будет осуществляться по каналам 60 ГГц, но при наличии предельных условий переключение на 5 ГГц происходит быстро и обрабатывается нижними уровнями протокола.
Более сложные сети могут использовать туннельный режим, в котором пакеты от одного типа соединения могут пересылаться по второму каналу.Производители бытовой электроники внедряют стандарты 802.11ac и 802.11ad для создания полностью беспроводных домашних мультимедийных сетей.
История и сроки
Большинство наблюдателей согласны с тем, что поправка 802.11ac до сих пор продвигалась быстрее и плавнее, чем исходный 802.11n. Отчасти это связано с эволюционным характером поправки. По сути, он использует те же методы, что и 802.11n, но расширяет, а не синтезирует всю структуру MIMO с нуля. IEEE также принял сознательное решение изменить процесс.
Для 802.11ac первоначальным документом была спецификация инфраструктуры, в которой перечислялась схема каждой функции и подробно описывалась функция за функцией. Это позволило избежать внеклассных мероприятий 802.11n,
, когда компании создавали специальные альянсы и стремились предоставить полностью сформированные документы спецификации целевой группе IEEE в качестве первоначального предложения.
В результате члены с правом голоса, чьи предложения были отклонены и не входили в состав победившего консорциума, как правило, рассматривали все предложение как чуждое, что приводило к продолжающемуся противостоянию вплоть до спонсирования этапа голосования.Новый формат позволил составить больше спецификации на основе консенсуса, и это должно по-прежнему окупаться за счет более плавного прохождения через ратификацию.
Нормативные ограничения
К настоящему времени Wi-Fi проделал отличную работу по созданию эффективного глобального стандарта. ПК или другое клиентское устройство может перемещаться с континента на континент и получать стабильное обслуживание в зависимости от потребителя. Под поверхностью есть национальные различия в отношении разрешенных каналов и уровней мощности, но они учтены в 802.11 и недостаточно значимы, чтобы повлиять на производительность.
Однако 802.11ac использует спектр 5 ГГц, который не совсем унифицирован во всем мире, и по мере увеличения ширины канала до 80 и 160 МГц различия между национальными правилами станут более важными.
802.11n опыт
За четыре-пять лет с тех пор, как устройства 802.11n стали коммерчески доступными, мы многое узнали о MIMO и внедрении технологий, которые могут помочь предсказать, как
802.11ac может выкатиться.
Наиболее значительным открытием стало то, что MIMO SDM работает широко и эффективно, по крайней мере, для беспроводной связи внутри помещений. Кажется, что даже там, где есть хорошая прямая видимость, многолучевого распространения
достаточно, чтобы многопоточные соединения почти всегда обеспечивали хороший прирост пропускной способности.
Во-вторых, каналы 40 МГц очень полезны в диапазоне 5 ГГц. Большинство современных корпоративных сетей WLAN используют каналы 20 МГц на частоте 2,4 ГГц и каналы 40 МГц на частоте 5 ГГц с точками доступа с двумя радиомодулями. Единственным исключением является то, что при очень высокой плотности пользователей или устройств более высокая общая пропускная способность достигается за счет балансировки нагрузки клиентов по множеству каналов 20 МГц, а не меньшему количеству каналов 40 МГц.
Следующий значительный успех связан с агрегацией кадров MAC, A-MPDU. Возможность поспорить один раз, чтобы попасть в эфир, а затем отправить несколько кадров друг за другом, очень полезна для высокоскоростного трафика, в основном видео, который обычно отвечает за использование высокой пропускной способности. Там, где высокие нагрузки вызваны среднескоростным трафиком от многих клиентов, а не высокоскоростным трафиком от нескольких клиентов, A-MPDU менее эффективен, но последний является более распространенным случаем.
Некоторые функции 802.11n еще не получили широкого распространения.Больше всего разочаровывает формирование луча. Хотя несколько поставщиков микросхем внедрили неявное формирование диаграммы направленности, большинство преимуществ от нее можно получить только с помощью точной обратной связи приемника, и, хотя это является стандартом, явное формирование диаграммы направленности между оборудованием разных поставщиков еще не стало реальностью.
802.11ac упрощает секцию явного формирования луча, удаляя многие параметры и требуя явной обратной связи для MU-MIMO, и мы надеемся, что это подстегнет планы производителей по внедрению.
PCO — еще одна функция, которая еще не реализована, но кажется, что различные механизмы совместимости и сосуществования вполне подходят для смешанного режима работы 802.11n со старыми клиентами и при наличии старых сетей. Третий метод — это пространственно-временное блочное кодирование (STBC). Опять же, это модифицировано для MU-MIMO в 802.11ac, что может привести к более широкой реализации. В течение нескольких лет точки доступа и ПК были двухдиапазонными, в то время как потребительские устройства, такие как игровые платформы, сканеры штрих-кода и смартфоны, работали только на частоте 2,4 ГГц. Ситуация изменилась за последний год, поскольку двухдиапазонные точки доступа для домашнего использования и устройства, такие как смартфоны высокого класса, становятся все более распространенными. Почти все планшетные устройства уже являются двухдиапазонными.Это является хорошим предзнаменованием для 802.11ac, поскольку пул устройств
с частотой 5 ГГц уже существует.
В цикле разработки и внедрения 802.11n быстро стал отраслевым стандартом для корпоративного и потребительского оборудования. Почти все оборудование 802.11 теперь использует кремний 802.11n, это признак того, что поставщики микросхем вкладывают все свои усилия в разработку 802.11n.
Даже устройства с одной антенной и очень дорогостоящие устройства, такие как смартфоны, теперь используют 802.11n, потому что инновации в области энергосбережения и крупномасштабного производства делают их экономически эффективными по сравнению со старыми технологиями.
Развертывание 802.11ac
Стоит подумать, как 802.11ac может повлиять на рынок Wi-Fi в ближайшие несколько лет. Несомненно, в развертывании 802.11n будут не только сходства, но и различия. Для начала лучше рассматривать 802.11ac как набор инструментов, которые можно использовать по отдельности или в комбинации, в зависимости от ситуации, а не как монолитную функцию. Это дает нам значительные начальные улучшения, но также дает ряд параметров, которые не будут реализованы в ближайшее время, и мы, возможно, никогда не увидим ни одного продукта с каналами 160 МГц или восемью антеннами.Но это нисколько не умаляет ценности стандарта. Производители кремния уже поставляют двухдиапазонные чипы с 802.11ac на 5 ГГц и 802.11n на 2,4 ГГц. Ясно, что они перенесут разработку новых функций — энергосбережения, интеграции SOC, новых производственных процессов — на 802.11ac, и через несколько лет
они станут более рентабельными для поставщиков оборудования.
802.11ac станет основной технологией Wi-Fi, но, вероятно, будет более широкий спектр вариантов микросхем для домашнего и корпоративного использования, а также между клиентскими устройствами и точками доступа.
Каналы 80 МГц должны широко использоваться в жилых сетях. Домашняя среда Wi-Fi имеет тенденцию вращаться вокруг одной точки доступа с относительно небольшими мощными помехами от соседних сетей, поэтому небольшое количество каналов 80 МГц не должно быть проблемой.
В корпоративных сетях пяти доступных каналов 80 МГц, три из которых требуют DFS, должно быть достаточно для перекрывающихся точек доступа, чтобы обеспечить непрерывное покрытие. Трехканальные планы использовались в диапазоне 2,4 ГГц в течение многих лет, хотя у некоторых сетей будут причины предпочитать большее количество каналов меньшей ширины.Хотя широкое распространение каналов 160 МГц маловероятно, вероятно, появятся специальные приложения, использующие эту опцию.
Еще можно посчитать антенны. Наиболее значительным скачком для 802.11n стал MIMO с двумя или тремя управляемыми антеннами и двумя пространственными потоками. Это произошло в самом начале, с первой волной оборудования 802.11n. Последующий прогресс был медленнее.
Большинство корпоративных AP сегодня имеют три антенны, поддерживающие два или три пространственных потока, хотя 802.11n расширяется до четырех антенн и четырех потоков.В то время как стандарты предусматривают увеличение возможностей на
шагов, внедрение происходит медленнее и постепеннее.
При рассмотрении количества управляемых антенн и пространственных потоков, предоставляемых 802.11ac, маловероятно, что мы увидим эти числа в основном оборудовании в течение длительного времени, поскольку они
немедленно приводят к увеличению сложности, стоимости, размера и энергопотребления. Но когда новые приложения потребуют более высокой производительности, стандарты будут готовы.
Очевидное новое приложение, требующее большой пропускной способности, — это домашнее видео.Передача несжатых или слегка сжатых телевизионных сигналов по беспроводной сети, а не по кабелям, находится в пределах досягаемости 802.11ac, и, в зависимости от относительного успеха 802.11ad на частоте 60 ГГц, это может оказаться огромным рынком для этой технологии.
Даже без значительных новых областей применения существующим применениям и пользователям 802.11n требуется большая скорость. По мере того как предприятия, школы и университеты, конференц-центры и отели испытывают все больший спрос на широкополосную связь, особенно для видео и для зон с высокой плотностью посетителей.Здесь функции MU-MIMO позволят одной точке доступа обслуживать множество клиентов, и мы можем увидеть точки доступа большого размера с большим количеством антенн, разработанные специально для таких областей.
Явное формирование луча — одна из важных особенностей 802.11n, которая не оправдала своих обещаний. Широко распространено мнение, что это связано с широтой вариантов реализации и предпочтением каждым разработчиком микросхем собственного алгоритма, но независимо от причины есть надежда, что более простой стандарт 802.11ac будет способствовать более широкому внедрению.
Заключение
802.11ac берет все методы, которым научилась отрасль Wi-Fi, вплоть до 802.11n, и расширяет их. Относительно однозначно сказать, что через несколько лет Wi-Fi станет синонимом 802.11ac или того названия, которое Wi-Fi Alliance выберет для него.
Значительные улучшения заключаются в более широких каналах, более высокой скорости модуляции и MIMO более высокого уровня, все они эволюционируют, за исключением опции MU-MIMO, но вместе они предлагают максимальную скорость, в 10 раз превышающую скорость 802.11н.
На данном этапе трудно увидеть одно устройство, использующее все опции стандарта, но дело не в этом, поскольку Wi-Fi разветвляется в разных направлениях, и, несомненно, для всех этих новых возможностей найдутся приложения.
Wi-Fi Alliance недостаточно освещен в этом документе, потому что его работа происходит немного позже, чем IEEE, выбирая части стандарта и разрабатывая на их основе сертификат совместимости.
Но он играет решающую роль, поскольку разработчики будут создавать оборудование в соответствии с возможной сертификацией Wi-Fi Alliance, а не стандартом IEEE.Точно так же, как сертификация 802.11n развернута в два этапа, 802.11ac со временем будет генерировать как минимум две сертификации Wi-Fi Alliance.
В жилых помещениях мы ожидаем, что 802.11ac ускорит работу домашней мультимедийной сети, поскольку у нее будет пропускная способность для поддержки нескольких одновременных видеопотоков. Мы ожидаем увидеть телевизионные мониторы, оснащенные подключением к Wi-Fi, а также многие другие домашние мультимедийные устройства.
Функции, улучшающие SNR, главным образом формирование диаграммы направленности, должны расширять диапазон 802.11ac Wi-Fi и уменьшите мертвые зоны покрытия. Эти улучшения сложно определить количественно, но их полезный диапазон может быть на 30% больше.
В корпоративных сетях более высокие скорости и увеличенная емкость 802.11ac устранят последние оставшиеся препятствия на пути к полностью беспроводному офису. В WLAN 802.11ac должно быть достаточно емкости, чтобы пользователи видели производительность, эквивалентную проводному Ethernet.
Мы уже видим, что такие приложения, как беспроводное проецирование дисплеев с ПК на мониторы и дисплеи, становятся популярными в таких нишах, как образование, а также с увеличением количества пользователей со стандарта 802.11n на 802.11ac, который обязательно продолжится.
В то время как формирование луча расширит диапазон на предприятиях, как и в домашних сетях WLAN, более высокая плотность пользователей и медленное обновление базы устройств означают, что маловероятно, что расстояния между точками доступа будут существенно увеличены, за исключением особых случаев.
802.11ac — последнее слово в Wi-Fi, по крайней мере, на физическом уровне? Конечно, можно сказать, что он доводит до предела большинство параметров — полосу пропускания канала, модуляцию, количество антенн и пространственных потоков, формирование диаграммы направленности.В MU-MIMO есть некоторые возможности, но трудно увидеть, где можно добиться значительных улучшений в существующем спектре без каких-либо новых изобретений. Тем не менее, 802.11ac предоставляет множество возможностей для взлетно-посадочной полосы. Пройдет несколько лет
, прежде чем чипы и устройства догонят все функции стандарта, и к тому времени, несомненно, будет много новых разработок, указывающих, куда должна быть направлена следующая волна инноваций.
Photonics решает проблемы безопасности с помощью криптографии
Развитие криптографии может дать фотонная технология.
Шифрование, на которое опираются наши финансы, работа и национальная безопасность, основано на одном простом предположении: некоторые математические операции трудно выполнять компьютерам и так и останутся. Инфраструктура открытых ключей, разработанная в 1970-х годах и в настоящее время практически повсеместная благодаря ее включению в протоколы, такие как те, которые используются для защиты сеансов веб-серфинга, опирается на внутреннюю вычислительную сложность избранной группы математических функций.Сложность этих операций гарантирует, что закрытые ключи, которые следует использовать для разблокировки данных, не могут быть реконструированы из зашифрованного текста или широко распространенных открытых ключей, которые делают эту стратегию безопасности практичной. Однако более совершенные алгоритмы и более быстрые компьютеры означают, что планка «трудно сломать» постоянно повышается. Если они работают так, как ожидалось, квантовые компьютеры могут сделать многие из арифметических методов излишними.
Профессор Гохай Ситу из Шанхайского института оптики и точной механики говорит: «Хотя было доказано, что существуют теоретически безопасные цифровые криптосистемы, безопасность почти всех практических зависит от вычислительной сложности криптоанализа.”
Есть ли альтернатива, менее уязвимая для усовершенствований алгоритмов и изменений в компьютерных технологиях? Одна из возможностей — использовать средства массовой информации, используемые для передачи данных по всему миру. Около 890 000 км оптоволоконного кабеля пролегают под океанами, по которому на высокой скорости передаются огромные объемы информации по всему миру. Оптическая безопасность уже стала частью повседневной жизни, от голографических нашивок на CD, DVD и банкнотах, которые позволяют нам гарантировать подлинность нашей музыки, фильмов и денег, до биометрического пограничного контроля, ускоряющего въезд в страны.Но что, если бы свойства распространяющегося света можно было бы использовать для повышения безопасности цифровых систем?
Оптическая безопасность и шифрование в свободном пространстве — это часто упускаемая из виду область активных и интенсивных исследований, которые потенциально предлагают именно это: физический уровень безопасности для чего угодно, от биометрии и наблюдения, до медицинского мониторинга и мониторинга состояния здоровья, хранения голографических данных и хоста. других областей.
Используя свойства света, свободно распространяющегося в воздухе, космосе или вакууме, оптика свободного пространства (FSO) на самом деле представляет собой разнообразную область с многочисленными подразделами.«Например, есть хорошо зарекомендовавшие себя компании, предоставляющие системы связи FSO в прямой видимости от здания к зданию», — объясняет профессор Джон Шеридан из Университетского колледжа Дублина. Кроме того, системы Li-Fi FSO, разработанные для обеспечения альтернативы Wi-Fi на основе RF, были продемонстрированы британским стартапом pureLiFi.
FSO и оптическая безопасность теперь объединяются, как описывает Шеридан: «Если вы хотите разработать систему хранения голографических данных, например, мы спрашиваем: можно ли добиться лучших характеристик хранения в сочетании с повышенной безопасностью, используя существующие возможности и характеристики? оптики / оптоэлектроники в таких системах? »
Защитное одеяло
«В то время как обычное цифровое шифрование имеет дело с двоичными данными, системы оптического шифрования предназначены для кодирования информации в волновом фронте электромагнитной волны», — поясняет профессор Артур Карнисер из Университета Барселоны.
При оптическом шифровании для физического хранения информация кодируется в голограммы. Подлинность сообщения можно проверить с помощью оптических тестов, таких как эллипсометрия или спекл-анализ. «Эту технологию можно использовать в банкнотах, печатных QR-кодах, интегральных схемах и многих других приложениях», — говорит Карникер.
Security for FSO управляет определенными физическими параметрами оптических волн, передающих информацию. Эти волны предлагают множество тайников для конфиденциальных данных: «FSO обладает множеством степеней свободы, таких как амплитуда, фаза, поляризация, спектральный состав и мультиплексирование, которые можно комбинировать различными способами, чтобы сделать кодирование информации более безопасным», — говорит профессор Бахрам Джавиди из Университета Коннектикута.«В некотором смысле, вы можете создавать многомерные ключи, которые намного сложнее атаковать».
Вместе с профессором Филиппом Рефрежье из Института Френеля, Джавиди в 1990-х годах впервые разработал наиболее широко известную технику шифрования FSO. Этот метод, называемый методом двойного случайного фазового кодирования (DRPE), преобразует входной лазерный сигнал, который кодируется с данными с использованием изменений фазы и амплитуды, в то, что выглядит как белый шум. В методе используются фазовые маски — две решетки с произвольным рисунком — которые изменяют свет как в частотной, так и в пространственной областях.
В качестве показателя его мощности, учитывая обычное зашифрованное изображение 512 × 256 пикселей и незнание исходного сообщения, вы с большей вероятностью найдете конкретную песчинку в пустыне Сахара, чем расшифруете скрытый контент. Исследователи подсчитали, что вероятность составляет один к 22097152.
Зашифрованные биты данных записываются и сохраняются в виде голограммы, которая затем может быть записана камерой CCD (устройство с зарядовой связью) и реконструирована в цифровом виде на компьютере, готовая к передаче.Когда получатель нажимает на вложение в своем почтовом ящике, изображение, которое он видит, будет белым шумом. Центральное место в расшифровке изображения занимают ключи фазовой маски — полное описание двух решеток шаблона, которые зашифровали изображение. Если у приемника есть физические копии фазовых масок, они могут реконструировать изображение оптически, просто изменив процесс шифрования в обратном порядке. Если у получателя вместо этого есть только ключи, они могут перестроить изображение в цифровом виде.
В течение 10 лет метод DRPE Джавиди оставался непостижимым, но за это время никто тщательно не тестировал этот метод.«Мы были обеспокоены тем, что в то время не было сообщений о криптоанализе оптического шифрования», — вспоминает Карникер. «Нашей целью было продемонстрировать безопасность DRPE, но мы продемонстрировали обратное».
Карникер и его команда обнаружили, что DRPE уязвима для так называемой «атаки во время обеда»; Идея состоит в том, что компьютер, который кто-то использует для расшифровки сообщений, проникает злоумышленником, пока он не обедает.
Базовый подход заключался в создании набора зашифрованных текстов, которые при анализе в комбинации могли бы реконструировать случайный фазовый ключ.
Карникер говорит: «Поскольку записанные интенсивности отображают косинусоподобный ландшафт, периодичность этих функций дает информацию о значениях фазового ключа».
Это был не только важный взлом хорошо зарекомендовавшего себя метода шифрования, но и самая первая систематическая атака, известная как «криптоанализ», любой системы оптического шифрования. Успешная атака на DRPE вдохновила Джавиди на дальнейший анализ метода, взяв на себя сам шифрование девятью различными способами.Хотя он доказал, что DRPE остается устойчивым к атакам методом грубой силы, то есть к переборам всех возможных ключей, пока не будет найден правильный, исследование выявило слабые места против атак с выбранным и известным открытым текстом.
При атаке с использованием выбранного открытого текста злоумышленник имеет возможность обмануть законного пользователя системы и заставить его зашифровать определенные изображения по своему выбору, а также может увидеть полученные зашифрованные изображения. Джавиди обнаружил, что, выбрав не более трех пар изображений, злоумышленник может восстановить два ключа шифрования и взломать систему.
Атаки с использованием известного открытого текста отличаются тем, что злоумышленник может видеть, но не влиять на некоторые незашифрованные изображения, а также имеет доступ к их зашифрованным версиям. К сожалению, в своем криптоанализе Джавиди обнаружил, что атаки такого типа потребуют всего две пары изображений, чтобы сломать систему.
Причина, по которой DRPE и многие связанные методы не смогли противостоять этим атакам, сводится к одному фатальному недостатку: линейности. Математическое описание распространения включает набор преобразований, в основном преобразования Фурье и Френеля, «которые являются линейными по своей природе», — объясняет Карникер.
Sheridan лучше всего иллюстрирует это: «В общем, для линейных систем можно представить себе взаимосвязь между входом и выходом как описываемую с помощью огромного количества одновременных уравнений, записанных, например, в виде огромного матричного уравнения. Существует только одно возможное решение, которое удовлетворяет всем уравнениям, и поэтому, хотя это может быть сложно или утомительно с численной точки зрения [решение], в целом можно найти одно хорошее решение или, по крайней мере, приблизиться к нему ».
Однако эта критическая слабость не только не обескураживает сообщество, но и стимулировала изобретательные направления в исследованиях, которые могут иметь дело с хитрыми стратегиями атак.Ключевая проблема связана с большей предсказуемостью линейных систем.
«Моя работа в области криптоанализа показала, что все предыдущие системы линейного оптического шифрования не так безопасны, как они утверждают», — объясняет Ситу. Он и другие сейчас пытаются использовать нелинейность в оптических процессах.
Карнисер и Джавиди объединили свои усилия, чтобы возглавить одно направление исследований, которое могло бы преодолеть эффекты линейности: счет фотонов. Подобно DRPE Джавиди, подсчет фотонов включает ограничение количества фотонов, приходящих на пиксель изображения.Важно отметить, что это нелинейное преобразование данных. Однако, поскольку счет фотонов выполняется по амплитуде зашифрованного сообщения, информация теряется, так что при расшифровке сообщения получатель получает зашумленное, нераспознаваемое изображение. Однако важно то, что изменяется только информация об амплитуде. Зашифрованное изображение с ограничением фотонов можно проверить по фазовой информации с помощью нелинейных фильтров.
Этот метод может иметь важное применение при идентификации объектов, особенно в аппаратной безопасности.Например, контрафактные интегральные схемы (ИС) становятся растущей проблемой. В 2008 году два оператора ядерной энергетики в США сообщили, что они невольно приобрели поддельные детали для замены своих систем управления. С 2009 по 2014 год количество зарегистрированных случаев подделки запчастей увеличилось в четыре раза. Половина всех производителей в какой-то момент сталкивалась с поддельными компонентами.
Добавление оптической фазовой метки к подлинной ИС означает, что ее подлинность может быть подтверждена потенциальным покупателем, просто осветив метку лазером и зафиксировав полученную спекл-сигнатуру с помощью ПЗС-матрицы.Кроме того, путем шифрования, сжатия и сохранения информации об ИС в QR-коде рядом с оптической фазовой меткой с использованием метода DRPE, покупатель с правильными ключами дешифрования может сканировать QR-код с помощью смартфона, чтобы получить информацию об ИС.
Один из способов введения нелинейности в оптическую безопасность, который исследует Ситу, — это изменить способ распространения света через устройство шифрования. Когда фоторефрактивный кристалл помещается в стандартную систему DRPE, лазерный свет может распространяться нелинейно.Ситу показал, что атаки на такую систему на основе фазового извлечения не могут восстановить исходный ключ. «Я считаю, что это будет самый важный результат, который у меня будет в этой области», — говорит он.
Изучаются и другие, более спекулятивные возможности. Например, наномир предлагает множество новых способов сокрытия информации. Один из примеров — метрики оптических артефактов. Метрики артефактов используют внутренние, сложные и, надеюсь, уникальные характеристики физического объекта для аутентификации.
Лист бумаги, например, отсканированный на микроуровне, будет иметь уникальный узор из случайных естественных дефектов текстуры, которые можно использовать для водяных знаков или отпечатков пальцев на документе. Хотя этот образец уникален, только из-за текущих технологических ограничений он не может быть скопирован опытным фальсификатором.
Используя физически неизбежную неопределенность наномасштаба, действительно случайные наноструктуры открывают перспективу оптических метрик нано-артефактов, которые технологически невозможно воспроизвести.Такие методы могут быть окончательным средством борьбы с подделкой. Но злоумышленники все еще могут придумать способы проникнуть в безопасность даже этих крошечных, очевидно невоспроизводимых структур.
Придумывание новых методов шифрования требует изобретательности и воображения, но единственный способ по-настоящему проверить их безопасность — это попытаться взломать их. В отличие от хакеров-одиночек, проникающих в правительственные и корпоративные цифровые системы из своих спален, оптические криптоаналитики работают сообща и имитируют атаки на системы безопасности в лаборатории.
«Эта игра отличается от того, что люди слышат о хакерах», — говорит профессор Гохай Ситу из Шанхайского института оптики и точной механики. «Обычно мы следуем предположению Керчоффа, который гласит, что злоумышленник знает все об оптической криптографической системе, кроме ключей. Затем мы отправляем что-то в систему и получаем что-то ».
Используя входные и выходные данные, криптоаналитики пытаются установить соединение и разработать подходящие вычислительные алгоритмы для вывода ключей.«Поскольку все предложенные до сих пор системы оптического шифрования являются линейными, соотношение между выходом и входом не очень сложное, и мы обнаружили, что такие стратегии очень эффективны», — добавляет Ситу.
Профессор Джон Шеридан из Университетского колледжа Дублина, который также успешно провел атаки на передовые системы на основе DRPE, отмечает нехватку людей, готовых атаковать системы оптической безопасности: «Большинство людей предлагают и моделируют методы только численно. Они проверяют надежность, демонстрируя размер ключевого пространства, но на самом деле не атакуют », — говорит он.Это может происходить по нескольким причинам: «Если вы покажете, что старый метод не так хорош, вы не станете много друзей в краткосрочной перспективе, есть очень много предлагаемых техник — или вариаций нескольких основных методов — для изучения, и там также вопрос о том, с чего начать и как действовать систематически ».
Этому последнему пункту вторит профессор Артур Карнисер из Университета Барселоны: «В то время как криптоанализ цифровых систем — это строгая дисциплина, в настоящее время меры безопасности оптических систем не предложены.”
Таким образом, несмотря на то, что разрабатываются все более сложные системы, до сих пор нет способа определить, насколько они уязвимы для атак — всегда оставляя тень сомнения в сознании даже самого уверенного криптографа. «Однажды я подразнил кого-то, кого я очень уважаю, что, если они действительно верят, что их техника шифрования хороша, они должны предоставить мне свои личные банковские реквизиты, закодированные с использованием их метода», — вспоминает Шеридан. «Они не давали мне своих подробностей».
Атака грубой силой — как следует из названия, атака грубой силой включает в себя попытку каждой возможной комбинации данных, чтобы найти ключ, который расшифровывает зашифрованное сообщение.Обычно это крайняя мера и обычно не рассматривается как практичная, потому что современные шифрования имеют огромные пространства ключей, на взлом которых с помощью этого метода потребуются сотни или тысячи лет.
Атака с использованием известного зашифрованного текста — здесь Ева крадет зашифрованные тексты из сумочки Алисы, но не знает, что такое открытый текст, соответствующий этим зашифрованным текстам. Это слабая атака, потому что злоумышленнику мало с чем работать. Однако это может быть успешным, о чем свидетельствуют ранние версии программного обеспечения для виртуальных частных сетей PPTP от Microsoft.
Атака с использованием известного открытого текста — Ева слушает зашифрованный разговор между Бобом и Алисой и знает, что они оба любят сыр и вино, поэтому можно догадаться, что в разговоре были слова «сыр» и «вино». Теперь у нее есть пары открытый текст-зашифрованный текст, которые она не выбирала. Многие классические шифры уязвимы для этого типа атак, как и старые версии зашифрованных файлов ZIP.
Атака с выбранным открытым текстом — Боб регистрируется в системе хранения файлов, которая использует один и тот же ключ для шифрования всех документов и позволяет всем пользователям видеть файлы друг друга в зашифрованном виде.Ева регистрируется, начинает шифрование выбранных файлов и просматривает полученный зашифрованный текст. Отсюда она получает ключ шифрования службы и расшифровывает документы Боба. Союзники предприняли такую атаку, чтобы расшифровать сообщения с машины Enigma во время Второй мировой войны, но смогли сделать это только после того, как захватили ее.
Атака с выбранным зашифрованным текстом — включая атаку в обеденное время и адаптивную атаку с выбранным зашифрованным текстом. Если Ева врывается в дом Боба, когда он спит, и заменяет зашифрованный текст, который он собирался послать Алисе завтра, на другой по своему выбору, она может затем подслушивать их сообщения (зашифрованные или нет) на следующий день, чтобы попытаться выяснить, что Алиса прочитал, когда она расшифровала поддельный зашифрованный текст.Этот вид атаки непрактичен во многих ситуациях, но также является самым сильным из вышеперечисленных методов.
Атака по побочному каналу — в отличие от других методов, которые обнаруживают слабые места в криптографических алгоритмах или используют грубую силу, атаки по побочному каналу используют слабые места в физической реализации защиты. Звук, электромагнитные утечки, потребление энергии и многое другое могут быть использованы для выхода из строя системы. Ранее было показано, что RFID-метки, смарт-карты и даже ПК уязвимы для атак на утечку оборудования.
Подпишитесь на электронную рассылку новостей E&T, чтобы получать такие отличные новости, как эта, каждый день.
‘Вероятность битовой ошибки’ — Grafiati
Создайте точную ссылку в стилях APA, MLA, Chicago, Harvard и других стилях
Выберите тип источника:
См. Списки соответствующих статей, книг, тезисов, отчетов конференций и других научных источников по теме «Вероятность битовой ошибки.’
Рядом с каждым источником в списке литературы есть кнопка «Добавить в библиографию». Нажмите на нее, и мы автоматически сгенерируем библиографическую ссылку на выбранную работу в нужном вам стиле цитирования: APA, MLA, Гарвард, Чикаго, Ванкувер и т. Д.
Вы также можете загрузить полный текст академической публикации в формате pdf и прочитать в Интернете его аннотацию, если таковая имеется в метаданных.
Облако тегов позволяет получить доступ к еще большему количеству связанных исследовательских тем, а соответствующие кнопки после каждого раздела страницы позволяют просматривать расширенные списки книг, статей и т. Д.по выбранной теме.
Связанные темы исследований:
Журнальных статей на тему «Вероятность битовой ошибки»: +
Надараджа, Саралис и Самуэль Коц.«Выражения для вероятности битовой ошибки». Беспроводная связь и мобильные вычисления 8, no. 7 (сентябрь 2008 г.): 885–94. https://doi.org/10.1002/wcm.535. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Лоуренс, Энтони Дж., и Ган Охама. «Вероятность битовых ошибок и частота сбоев в битах в хаосе». Схемы, системы и обработка сигналов 24, no. 5 (октябрь 2005 г.): 519–34. https://doi.org/10.1007/s00034-005-2404-9. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
Сравниваются вероятности битовых и кодовых ошибок при использовании неизбыточных и помехоустойчивых блочных кодов в цифровой радиосистеме для передачи информации.Результаты анализа сопровождаются графиками, которые позволяют выбрать битрейт шумоустойчивого кода, необходимый для обеспечения заданной вероятности ошибок кода. Лао, Д., Хаимович А.М. «Вероятность символьной ошибки и вероятность битовой ошибки для оптимального комбинирования с модуляцией MPSK». IEEE Transactions on Communications 52, no. 8 (август 2004 г.): 1276–81. https://doi.org/10.1109/tcomm.2004.833040. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фитц, Майкл П., и Джеймс П. Сеймур. «О вероятности битовой ошибки модуляции QAM». Международный журнал беспроводных информационных сетей 1, no. 2 (апрель 1994 г.): 131–39. https://doi.org/10.1007/bf02106515. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Мартинес, А., A. Guillen i Fabregas и G. Caire. «Анализ вероятности ошибки кодированной модуляции с перемежением битов». IEEE Transactions on Information Theory 52, no. 1 (январь 2006 г.): 262–71. https://doi.org/10.1109/tit.2005.860450. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Иршид, М.И., И. С. Салус. «Вероятность битовой ошибки для когерентных систем M-арной PSK». IEEE Transactions on Communications 39, no. 3 (март 1991 г.): 349–52. https://doi.org/10.1109/26.79269. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Касами, Т., Т. Таката, К. Ямасита, Т. Фудзивара и С. Лин. «О вероятности битовой ошибки схемы каскадного кодирования». IEEE Transactions on Communications 45, no. 5 (май 1997 г.): 536–43. https://doi.org/10.1109/26.592553. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Ластер, Дж.Д., Дж. Х. Рид и У. Х. Трантер. «Оценка частоты ошибок по битам с использованием оценщиков функции плотности вероятности». IEEE Transactions on Vehicle Technology 52, no. 1 (январь 2003 г.): 260–67. https://doi.org/10.1109/tvt.2002.807229. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Вен, Дж.F. и S.H. Leung. «Вероятность битовой ошибки MDPSK в каналах с замираниями Накагами». Письма об электронике 33, нет. 20 (1997): 1675. https://doi.org/10.1049/el:19971120. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
диссертаций / диссертаций по теме «Вероятность битовой ошибки»: +
Он, Сяохуэй.«Кодированная модуляция с чередованием битов для гибридных систем RF / FSO». Электронная диссертация, Университет Британской Колумбии, 2005 г. http://hdl.handle.net/2429/2868. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
В этой диссертации мы предлагаем новую архитектуру для гибридной радиочастоты. (RF) / оптика свободного пространства (FSO) беспроводные системы.Гибридные системы RF / FSO привлекательны, поскольку подсистемы RF и FSO по-разному подвержены влиянию погодные и угасающие явления. Мы подробно знакомим с РФ и технология FSO соответственно. Современное состояние гибридных систем RF / FSO рассматривается. Мы показываем, что гибридная система устойчива к разным погодным условиям. условия получены путем совместной кодированной модуляции с перемежением битов (BICM) битовые потоки, передаваемые по подканалам RF и FSO. Асимптотика анализ производительности показывает, что правильно спроектированный сверточный код может использовать разнообразие, предлагаемое независимыми подканалами.Более того, мы разрабатываем дизайн кода и критерии распределения мощности и обеспечиваем эффективный процедура поиска кода. Скорость отсечки предлагаемой гибридной системы также получено и по сравнению с гибридными системами с идеальным состоянием канала информация на передатчике. Результаты моделирования показывают, что гибридный RF / FSO системы с BICM превосходят ранее предложенные гибридные системы, использующие простой код повторения и разнообразие выбора. Он, Сяохуэй.«Кодированная модуляция с чередованием битов для гибридных систем RF / FSO». Электронная диссертация, Университет Британской Колумбии, 2005 г. http://hdl.handle.net/2429/2868. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
В этой диссертации мы предлагаем новую архитектуру для гибридной радиочастоты. (RF) / оптика свободного пространства (FSO) беспроводные системы.Гибридные системы RF / FSO привлекательны, поскольку подсистемы RF и FSO по-разному подвержены влиянию погодные и угасающие явления. Мы подробно знакомим с РФ и технология FSO соответственно. Современное состояние гибридных систем RF / FSO рассматривается. Мы показываем, что гибридная система устойчива к разным погодным условиям. условия получены путем совместной кодированной модуляции с перемежением битов (BICM) битовые потоки, передаваемые по подканалам RF и FSO. Асимптотика анализ производительности показывает, что правильно спроектированный сверточный код может использовать разнообразие, предлагаемое независимыми подканалами.Более того, мы разрабатываем дизайн кода и критерии распределения мощности и обеспечиваем эффективный процедура поиска кода. Скорость отсечки предлагаемой гибридной системы также получено и по сравнению с гибридными системами с идеальным состоянием канала информация на передатчике. Результаты моделирования показывают, что гибридный RF / FSO системы с BICM превосходят ранее предложенные гибридные системы, использующие простой код повторения и разнообразие выбора. Он, Сяохуэй.«Кодированная модуляция с чередованием битов для гибридных систем RF / FSO». Диссертация / Диссертация, Университет Британской Колумбии, 2005 г. http://hdl.handle.net/2429/2868. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
В этой диссертации мы предлагаем новую архитектуру для гибридной радиочастоты. (RF) / оптика свободного пространства (FSO) беспроводные системы.Гибридные системы RF / FSO привлекательны, поскольку подсистемы RF и FSO по-разному подвержены влиянию погодные и угасающие явления. Мы подробно знакомим с РФ и технология FSO соответственно. Современное состояние гибридных систем RF / FSO рассматривается. Мы показываем, что гибридная система устойчива к разным погодным условиям. условия получены путем совместной кодированной модуляции с перемежением битов (BICM) битовые потоки, передаваемые по подканалам RF и FSO. Асимптотика анализ производительности показывает, что правильно спроектированный сверточный код может использовать разнообразие, предлагаемое независимыми подканалами.Более того, мы разрабатываем дизайн кода и критерии распределения мощности и обеспечиваем эффективный процедура поиска кода. Скорость отсечки предлагаемой гибридной системы также получено и по сравнению с гибридными системами с идеальным состоянием канала информация на передатчике. Результаты моделирования показывают, что гибридный RF / FSO системы с BICM превосходят ранее предложенные гибридные системы, использующие простой код повторения и разнообразие выбора.
Прикладные науки, факультет
Электротехника и вычислительная техника, факультет
Выпускник Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Гвадиана, Хуан М., и Фил Масиас. «ТЕСТИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ОШИБОК ЗАШИФРОВАННЫХ БИТОВ». Материалы Международного фонда телеметрии, 2010 г. http://hdl.handle.net/10150/607507. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
Труды Международной конференции по телеметрии / 21 октября 2002 г. / Городской и загородный отель и конференц-центр, Сан-Диего, Калифорния. Сквозное тестирование
— это инструмент для проверки того, что оборудование системы телеметрии дальности (TM) будет обеспечивать удовлетворительные характеристики во время запланированного полета. контрольная работа.Тщательный тест проверяет пороговые значения системы, одновременно оценивая прогнозируемую загрузку миссии при наличии ожидаемых помех. На ракетном полигоне Уайт-Сэндс (WSMR) в Нью-Мексико инженеры и технические специалисты по телеметрии регулярно проводят испытания системы в интересах обеспечения высоконадежного сбора данных телеметрии. Даже в этом случае летные или интеграционные тесты иногда останавливаются, не позволяя выполнить эти проверки телеметрии. Офис стандартной ракетной программы ВМС и ракетный полигон Уайт-Сэндс активно проводили расследования для выявления и устранения проблем.Обсуждаются основные проблемы с приобретением пусковой установки, которые были решены в процессе создания основы для эффективного тестирования системы. Поскольку не было никаких условий для тестирования с помощью дешифрующего оборудования, необходимо сделать предположение. Шифрование прозрачно и надежно. Шифрование имеет широкое применение, и по этой причине вышеприведенное предположение должно быть сделано с уверенностью. Предлагается комплексный тест зашифрованных систем в день миссии. Те, кто связан с системами зашифрованной телеметрии, а также те, кто испытывает, казалось бы, необъяснимую деградацию данных и другие проблемы с шифрованием или без него, должны ознакомиться с этой информацией.Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
Мы строим полярные коды для двоичных релейных каналов с ортогональными компонентами приемника.Мы показываем, что полярные коды достигают границы набора отсечений, когда каналы симметричны, а линия назначения ретрансляции поддерживает ретрансляцию со сжатием и пересылкой на основе кодирования Слепяна-Вольфа. В более общем плане мы показываем, что конкретная версия скорости сжатия и прямой передачи достижима с использованием полярных кодов для кодирования Виннера-Зива. В обоих случаях вероятность ошибки блока может быть ограничена как O (2-Nβ) для 0
© 2010 IEEE. Использование данного материала в личных целях разрешено. Разрешение от IEEE должно быть получено для всех других видов использования, на любых текущих или будущих носителях, включая перепечатку / переиздание этого материала в рекламных или рекламных целях, создание новых коллективных работ, для перепродажи или распространения на серверы или списки, или повторное использование любого защищенного авторским правом компонента. этой работы в других работах.КК 20111207
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
В этом тезисе изучается побитовое распределение мощности для минимизации искажения среднеквадратичной ошибки (MSE) базовой системы связи.Эта система связи состоит из квантователя. Канальный кодер и модулятор с двоичной фазовой манипуляцией (BPSK) могут быть или отсутствовать. В квантователе выполняется естественное двоичное отображение. Сначала рассматривается случай, когда канальное кодирование отсутствует. В некодированном случае декодирование с жестким решением выполняется на приемнике. Видно, что ошибки, которые возникают в более значимых информационных битах, вносят больший вклад в искажение, чем менее значимые биты. Для некодированного случая оптимальный профиль мощности для каждого бита определяется аналитически и с помощью компьютерных методов оптимизации, таких как дифференциальная эволюция.Для низкого отношения сигнал / шум (SNR) менее значимым битам выделяется незначительная мощность по сравнению с более значительными битами. Для высоких SNR видно, что оптимальное побитовое распределение мощности дает постоянный выигрыш MSE в дБ по сравнению с равномерным распределением мощности. Во-вторых, рассматривается кодированный случай. Используются линейные блочные коды, такие как (3,2), (4,3) и (5,4) коды одиночной проверки на четность и (7,4) коды Хэмминга, а декодирование с мягким решением выполняется в приемнике. Рассмотрены приближенные выражения для MSE, чтобы найти профиль мощности, близкий к оптимальному для кодированного случая.Оптимизация выполняется с помощью компьютерного метода оптимизации (дифференциальная эволюция). Для простого кода, такого как (7,4), моделирование кода Хэмминга показывает что усиление MSE до 3 дБ может быть получено путем изменения распределения мощности на информационные биты и биты четности. Систематический метод нахождения профиля мощности для линейных блочных кодов также вводится с учетом знания функции перечисления входных-выходных весов кода. Информационные биты имеют одинаковую мощность, а биты четности имеют одинаковую мощность, и два уровня мощности могут быть разными.Моретти, Марк-Жюль Бернар 1964. «Вычисление коэффициента битовых ошибок в оптоволоконной связи.»Репродукция диссертации (электронная), Университет Аризоны, 1991. http://hdl.handle.net/10150/278009. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
В центре внимания этой диссертации — вычисление коэффициента ошибок по битам в волоконно-оптической системе связи, когда для обнаружения используется лавинный фотодиод (APD).Использование APD увеличивает сложность вычисления BER, поскольку вводит дополнительное шумовое явление: дробовой шум (плюс шум умножения). Существует несколько методов вычисления BER. В данной диссертации рассматриваются три из этих методов: приближение Гаусса, приближение точки перевала и метод численных квадратур. Подробный анализ каждого метода вычислений представлен после тщательного изучения характеристик APD, включая его функцию плотности вероятности и функцию создания момента.Для каждого метода показаны и сопоставлены числовые примеры. Примеры показывают, что метод приближения седловой точки может использоваться для получения точной и простой формы для коэффициента ошибок по битам, и что приближение Гаусса имеет тенденцию занижать BER при высоких коэффициентах усиления. Различные результаты с разными фотодетекторами проиллюстрированы на протяжении всей диссертации для лучшего понимания. Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
Этот тезис предлагает методы для уменьшения множественных битовых ошибок в арифметических схемах GF.Поскольку арифметические схемы GF, такие как умножители, составляют сложную и важную функциональную единицу криптопроцессора, их отказоустойчивость повысит надежность схем, которые используются в приложениях безопасности, а ошибки могут вызвать катастрофу, если их не устранить. Во-первых, был проведен тщательный обзор литературы. Достоинства эффективных схем тщательно анализируются, чтобы изучить возможности для улучшения исправления ошибок, площади и энергопотребления. Предлагаемые схемы исправления ошибок включают в себя параллельные биты с использованием оптимизированных кодов BCH, которые полезны в приложениях, где мощность и площадь не являются первоочередными задачами.Схема также расширена до схемы динамической коррекции для уменьшения задержки декодера. Также предлагается другой метод, который подходит для приложений с низким энергопотреблением и площадей, таких как RFID и смарт-карты, использующие коды перекрестной четности. Экспериментальная оценка показывает, что предлагаемые методы могут уменьшить одиночные и множественные битовые ошибки с более широким охватом ошибок по сравнению с существующими методами с меньшей площадью и потребляемой мощностью. Предлагаемая схема используется для маскировки ошибок, возникающих на выходе схемы, независимо от их причины.В этой диссертации также исследуются схемы уменьшения ошибок в новых технологиях (QCA, CNTFET) для сравнения площади, мощности и задержки с существующим эквивалентом CMOS. Хотя предлагаемые новые методы исправления множественных ошибок не могут гарантировать 100% -ное смягчение ошибок, включение этих методов в реальную конструкцию может повысить надежность схем или увеличить сложность взлома крипто-устройств. Предлагаемые схемы также могут быть расширены на цифровые схемы без GF. Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Аннотация:
Диссертация (Ph.D.) — Массачусетский технологический институт, факультет электротехники и информатики, 2011 г.
Эта электронная версия была предоставлена студентом-автором. Заверенная диссертация имеется в Архиве и специальных собраниях института.
Каталогизируется из представленной студентом версии диссертации в формате PDF.
Включает библиографические ссылки (стр. 95-97).
Обратная связь полезна в каналах без памяти для уменьшения сложности и повышения надежности; однако пропускная способность каналов без памяти не может быть увеличена за счет обратной связи.Для блочных кодов фиксированной длины даже скорость уменьшения вероятности ошибки с длиной блока не увеличивается с обратной связью для большинства моделей каналов. Следовательно, чтобы сделать физический уровень более надежным для более высоких уровней, необходимо выйти за рамки блочных кодов фиксированной длины и рассмотреть такие ослабления, как кодирование с переменной длиной, декодирование со стиранием ошибок. Мы усиливаем и количественно оцениваем это наблюдение, исследуя три проблемы. 1. Декодирование с ошибкой-стиранием для блочных кодов фиксированной длины с обратной связью. Коды с ошибкой-стиранием с фазами связи и управления, введенные Ямамото и Ито, являются строительными блоками для оптимальных блочных кодов переменной длины.Мы улучшаем их производительность, изменяя схему декодирования и настраивая длительность фаз, а также устанавливаем внутренние границы для компромисса между показателем ошибки, показателем стирания и скоростью. Мы ограничили потерю производительности из-за схемы кодирования Ямамото-Ито сверху, выведя внешние границы для компромисса между показателем ошибки, показателем стирания и скоростью как с обратной связью, так и без нее. Мы также рассматриваем нулевые коды ошибок со стиранием и устанавливаем внутренние и внешние границы оптимального показателя стирания нулевых кодов ошибок.Кроме того, мы представляем доказательство давно известного факта, что компромисс между показателями ошибки между двумя сообщениями не улучшается с помощью обратной связи. 2. Неравная защита от ошибок для блочных кодов переменной длины с обратной связью: мы используем идею Кудраяшова о неявных подтверждениях и явных отказах в рамках неравной защиты от ошибок, чтобы установить внутренние границы для достижимых пар векторов скорости и векторов экспоненты ошибок. Затем мы выводим внешнюю границу, которая соответствует внутренней границе, используя новую технику ограничения.В результате мы охарактеризовали область достижимых пар векторов скорости и векторов экспоненты ошибки для задачи побитовой неравной защиты от ошибок для блочных кодов переменной длины с обратной связью. Кроме того, мы рассматриваем проблему неравной защиты от ошибок для отдельных сообщений и определяем аналитическое выражение для показателя пропущенного обнаружения в терминах скорости и показателя ошибки для блочных кодов переменной длины с обратной связью. 3. Схемы кодирования с обратной связью для блочных кодов фиксированной длины. Мы модифицируем методику анализа Галлагера, чтобы ограничить вероятность ошибки схем кодирования с обратной связью.Используя схемы кодирования, предложенные Зигангировым, Дьячковым и Бурнашевым, мы восстанавливаем или улучшаем все ранее известные нижние оценки показателей ошибки блочных кодов фиксированной длины.
Бариша Накибоглу.
к.э.н.
Книги по теме «Вероятность битовой ошибки»: +
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Фоглер, Льюис Э. Расширенная модель состояния одиночной ошибки для статистики битовых ошибок . [Вашингтон, округ Колумбия]: Министерство торговли США, Национальное управление по телекоммуникациям и информации, 1986.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Карталопулос, Стаматиос В. Коэффициент оптических битовых ошибок: методика оценки . Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE Press, 2004.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Ветряная мельница, Мэри Джо. Уникальная система измерения коэффициента ошибок по битам для систем спутниковой связи . Кливленд, Огайо: Исследовательский центр Льюиса, 1987.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Ветряная мельница, Мэри Джо. Уникальная система измерения коэффициента ошибок по битам для систем спутниковой связи . [Вашингтон, округ Колумбия]: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, отдел научно-технической информации, 1987.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Ветряная мельница, Мэри Джо. Уникальная система измерения коэффициента ошибок по битам для систем спутниковой связи . [Вашингтон, округ Колумбия]: Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, отдел научно-технической информации, 1987.
Найти полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Глава книги по теме «Вероятность битовой ошибки»: +
Чжан, Цинлун, Цзунбинь Лю, Цунцин Ма и Цзиву Цзин.«Оценка вероятности битовой ошибки для RO PUF». В Конспект лекций по информатике , 421–36. Чам: Springer International Publishing, 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-23318-5_23. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Материалы конференции по теме «Вероятность битовой ошибки»: +
Хашеми Рафсанджани, Сейед Хади, Мохаммад Ношад, Кристиан-Александр Бунге, Даниэль Пастор и Камбиз Джамшиди.«Вероятность битовой ошибки в системах 2D-OCDMA». В 2015 17-я Международная конференция по прозрачным оптическим сетям (ICTON) . IEEE, 2015. https://doi.org/10.1109/icton.2015.7193514. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Йошикава, Х.«Теоретический анализ вероятности битовой ошибки для декодирования с максимальной апостериорной вероятностью». В Международный симпозиум IEEE по теории информации, 2003. Труды. IEEE, 2003. https://doi.org/10.1109/isit.2003.1228291. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Зуммо, С.A., Ping-Cheng Yeh и W. E. Stark. «Вероятность битовой ошибки кодированной модуляции с чередованием битов (BICM) в беспроводных средах». В г. Известия. Международный симпозиум по теории информации, 2005 г. ISIT 2005. IEEE, 2005. https://doi.org/10.1109/isit.2005.1523434. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Дубни, Г.О., И.С. Рид. «Декодирование (23,12,7) кода Голея с использованием оценок вероятности битовой ошибки». В году GLOBECOM ’05. IEEE Global Telecommunications Conference, 2005. IEEE, 2005. https://doi.org/10.1109/glocom.2005.1577867. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Асгари, Вахид и Соня Айсса.«Параллельно-последовательное каскадное кодирование: конструкция и характеристики вероятности ошибок по битам». В 2008 Канадская конференция по электротехнике и вычислительной технике — CCECE . IEEE, 2008. https://doi.org/10.1109/ccece.2008.4564582. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Кацелис, Димитриос, Карло Фишионе и Хакан Ялмарссон.«Вероятность битовой ошибки OOK / DS-CDMA по каналам с рэлеевским замиранием». В ICC 2013 — 2013 Международная конференция IEEE по коммуникациям . IEEE, 2013. https://doi.org/10.1109/icc.2013.6655488. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Сенанаяке, Раджита, Фи Леп Йео и Джейми Эванс.«О вероятности битовой ошибки для кооперативных сетей с ограниченными помехами». В 2013 Австралазийская конференция по сетям электросвязи и приложениям (ATNAC) . IEEE, 2013. https://doi.org/10.1109/atnac.2013.6705361. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Ли, Шэрон.«Полиномиальные приближения для вероятности ошибки по битам для передачи 4-DPSK». В 2012 6-я Международная конференция по системам обработки сигналов и связи (ICSPCS 2012) . IEEE, 2012. https://doi.org/10.1109/icspcs.2012.6507946. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Дацикас, Христос К., Костас П. Пеппас, Никос С. Сагиас, Николаос Д. Целикас и Джордж С. Томбрас. «Битовая ошибка и вероятность сбоя в системах связи с последовательной ретрансляцией». В 2010 14-я Всегреческая конференция по информатике (PCI) . IEEE, 2010. https://doi.org/10.1109/pci.2010.18. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Отчеты по теме «Вероятность битовой ошибки»: +
Зрилич, Джуро Г. Измерение частоты ошибок по битам в процессе эксплуатации в сетях связи . Форт Бельвуар, штат Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, декабрь 1999 г. https://doi.org/10.21236/ada386725. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Нельсон, Уильям. Использование вероятности круговой ошибки при обнаружении цели . Форт Бельвуар, штат Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, май 1988 г. https://doi.org/10.21236/ada199190. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Бай, З.D. Экспоненциальная граница вероятности ошибки при NN-дискриминации. Форт Белвуар, Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, апрель 1985 г. https://doi.org/10.21236/ada160305. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Сантарелли, Кейт Р., и Дэвид С. Чой. Моделирование и анализ стробированных импульсных радиопомех и их влияния на приемники GPS: анализ средней скорости проскальзывания цикла и средней вероятности ошибки по битам . Форт Бельвуар, Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, апрель 2014 г. https://doi.org/10.21236/ada625388. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Тарр, Дж.A., J. E. Wieselthier и A. Ephremides. Анализ вероятности ошибки пакета для систем FH-CDMA (множественный доступ с кодовым разделением частот) без временных интервалов с кодированием контроля ошибок . Форт Бельвуар, штат Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, апрель 1989 г. https://doi.org/10.21236/ada207964. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Моррис, Дж. MaRV (маневренные возвращаемые аппараты) Анализ концепции PoP (вероятность проникновения) и CEP (вероятность круговой ошибки) (проект исследования проникновения MaRV) . Управление научно-технической информации (OSTI), август 1986 г. https://doi.org/10.2172/6423110. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Витерби, Эндрю Дж., Джек К. Вольф, Лайл Дж. Фредриксон, Джефф А. Левин и Роберт Д. Блейкни. Исследования в области математики и информатики: расчет вероятности необнаруженной ошибки для определенных кодов обнаружения ошибок. Этап 2 . Форт Бельвуар, Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, май 1991 г. https://doi.org/10.21236/ada238234. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Глюк, Дж.W., and E. Geranlotis. Пропускная способность и вероятность ошибки пакета в сотовых радиосетях с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой частоты . Форт Бельвуар, Вирджиния: Центр технической информации Министерства обороны, январь 1988 г. https://doi.org/10.21236/ada454594. Полный текст Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
Добавить в библиографию
APA, Гарвард, Ванкувер, ISO и другие стили
.