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Trabajo Fin de Grado
Enlace COAAAS-M con punto de integración y de las Baterías con el COAAAS-M mediante radioenlaces IP manteniendo el Megaplex como
multiplexor en los radioenlaces IP
Autora
DAC Dña. Ainhoa González Rojo
Director/es
Directora académica: Dra. Dña. María Isabel Fonts Amador Director militar: Cap. D. José Antonio Montero López
Centro Universitario de la Defensa-Academia General Militar Año 2020
Resumen
A raíz de la puesta en marcha del Plan de Modernización de los Sistemas de Mando, Control y Comunicaciones, o Plan MC3, del Ejército de Tierra para la adaptación de los equipos y sistemas de comunicaciones militares a las nuevas exigencias operativas, se ha dotado a las Unidades de nuevos medios con la finalidad de crear una única red IP que favorezca la interoperabilidad de los Sistemas de Información y Telecomunicaciones del Ejército de Tierra.
Sin embargo, el Plan MC3 no incluye la modernización de los sistemas de armas de Artillería Antiaérea, pese a que la transición de la Red Básica de Área, soporte fundamental de las comunicaciones de las Unidades de Artillería Antiaérea, a una nueva red táctica IP sí se ha contemplado. Es necesario entonces implementar una solución intermedia para mantener la operatividad de las Unidades hasta que se materialice su actualización, siendo este cometido asignado a la Unidad de Transmisiones del Mando de Artillería Antiaérea, quien es responsable de proporcionar mando y control en tiempo real al despliegue del Mando de Artillería Antiaérea, así como de integrar sus sistemas de armas en el Sistema de Defensa Aérea.
En esta memoria se plantea entonces, con el fin de obtener una solución para dicho problema, la utilización del dispositivo Megaplex como multiplexor para integrar mediante radioenlaces IP el Centro de Operaciones de Artillería Antiaérea Semiautomático Medio (COAAAS-M) con las Baterías de Artillería Antiaérea y los distintos puntos de integración.
Para ello, en primer lugar, se ha recopilado información acerca de los equipos de radio y los medios de Red Básica de Área con que trabaja la Unidad de Transmisiones del Mando de Artillería Antiaérea, llevándose a cabo además un análisis de las capacidades actuales de enlace radio de la misma. Seguidamente, y tras justificar la elección de la alternativa que propone el uso del Megaplex para crear una red IP, esta solución se ha puesto en práctica para determinar su viabilidad, consiguiendo llevar a cabo la comunicación con éxito, aunque de forma no segura, pues no se ha logrado cifrar el radioenlace establecido.
Una vez terminadas las pruebas prácticas, se ha realizado un estudio de las debilidades, amenazas, fortalezas y oportunidades de la alternativa mencionada mediante un análisis DAFO; y, a continuación, se ha propuesto un nuevo esquema de despliegue donde la integración de las Baterías con el COAAAS-M y el punto de integración se lleva a cabo mediante radioenlaces IP.
Una de las principales conclusiones extraídas tras la realización de este trabajo, las cuales aparecen recogidas al final de la memoria, es que la utilización del Megaplex para integrar los sistemas de armas de Artillería Antiaérea permite a estos adaptarse a las novedades introducidas por el Plan MC3, garantizando su interoperabilidad con el resto de medios actualizados. Sin embargo, esta alternativa presenta asimismo ciertos inconvenientes, como la necesidad de adquirir nuevos materiales y la pérdida de alcance en los radioenlaces.
Abstract
As a result of the implementation of the Spanish Army's Command, Control and Communications Systems Modernisation Plan, or MC3 Plan, for the adaptation of military communications equipment and systems to the new operational requirements, military units have been equipped with new resources in order to create a single IP network that eases the interoperability of the Spanish Army's Communications and Information Systems.
Nevertheless, the MC3 Plan does not include the modernisation of the Anti-Aircraft Artillery weapon systems, even though the transition from the Basic Area Network, which is the fundamental support for the communications of the Anti-Aircraft Artillery units, to a new IP tactical network has already been envisaged. For this reason, it is necessary to implement a solution to maintain the military units' effectiveness until they are updated, and the unit responsible for this task is the Anti-Aircraft Artillery Command's Transmissions Unit, which has to provide real-time command and control to the Anti- Aircraft Artillery Command's deployment, as well as integrate its weapon systems into the Air Defence System.
In order to obtain a solution to this problem, this report proposes the use of the Megaplex as a multiplexer to integrate the Semi-Automatic Anti-Aircraft Artillery Operations Centre (COAAAS-M) with the Anti-Aircraft Artillery Batteries and the different integration points by using IP radio-links.
To this end, information about the radio equipment and Basic Area Network resources with which the Anti-Aircraft Artillery Command's Transmissions Unit works has been gathered, and an analysis of the Unit's current radio-link capabilities has been carried out.
Then, after justifying the choice of the alternative that suggests the use of the Megaplex to create an IP network, this solution has been implemented to determine its viability, managing to establish communication successfully, although in an insecure way, as the established radio-link has not been encrypted.
Once the practical tests have been completed, an analysis of the weaknesses, threats, strengths and opportunities (SWOT) of the alternative mentioned has been carried out;
and then a new deployment scheme where the integration of the Batteries with the COAAAS-M and the integration point is carried out by means of IP radio-links has been proposed.
One of the main conclusions drawn from this project, which are explained at the end of the report, is that the use of the Megaplex to integrate the Anti-Aircraft Artillery weapon systems enables them to adapt to the changes introduced by the MC3 Plan, guaranteeing their interoperability with the updated resources. However, this alternative also has some disadvantages, such as the need to acquire new materials and the loss of range in radio- links.
Agradecimientos
En primer lugar, quisiera mostrar mi agradecimiento por su esfuerzo y apoyo a todas aquellas personas cuya colaboración ha sido indispensable para la realización de este trabajo.
Gracias a mis tutores, la Doctora Dña. María Isabel Fonts Amador y el Capitán D. José Antonio Montero López, por su orientación y por la continua dedicación mostrada.
Agradecer también al personal de tropa, suboficiales y oficiales de la 1ª Compañía de la Unidad de Transmisiones del Mando de Artillería Antiaérea por su disposición y voluntariedad a la hora de colaborar en todo lo que se le ha solicitado, en especial al Teniente D. José Manuel Llorente Rubio, por la gran ayuda proporcionada y sin el cual este trabajo no hubiera sido posible.
Por último, quisiera darle las gracias a mi familia, sobre todo a mis padres y a mi hermana Raquel, por su apoyo incondicional y por impulsarme en los momentos más difíciles; y a mis amigas, por acompañarme en el camino y animarme a llegar hasta aquí.
A todos ellos, gracias.
Índice
Resumen ... iii
Abstract ... v
Agradecimientos ... vii
Índice de figuras ... xi
Índice de tablas ... xiii
Lista de Acrónimos... xv
Capítulo 1. Introducción ... 1
1.1. Objetivos y alcance ... 1
1.2. Ámbito de aplicación ... 2
1.3. Metodología ... 2
1.4. Estructura del trabajo ... 3
Capítulo 2. Conceptos previos ... 5
2.1. Introducción a las Unidades de Artillería Antiaérea ... 5
2.2. Organización, misión y materiales de la UTMAAA ... 6
2.2.1. Medios de RBA específicos ... 7
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales ... 9
3.1. GRC-408A ... 9
3.2. MT-323 ... 9
3.3. CM-109E ... 9
3.4. Megaplex 2100 ... 10
3.5. Despliegue habitual de la UTMAAA ... 10
3.6. Inconvenientes que presenta el despliegue actual con la puesta en marcha del Plan MC3 ... 11
3.6.1. Estaciones vehiculares que incluye el Plan MC3 ...12
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales ... 15
4.1. Problemas para el establecimiento de los radioenlaces IP ... 15
4.2. Planteamiento y análisis de las posibles líneas de acción ... 16
4.3. Empleo del Megaplex para establecer los radioenlaces IP ... 17
4.3.1. Sustitución de la tarjeta troncal ML-20-N por la tarjeta ML-IP ...17
4.3.2. Sustitución del conjunto GRC-antena por la antena Ubiquiti ...18
4.3.3. Pruebas realizadas ...19
Capítulo 5. Análisis de la alternativa de establecimiento de radioenlaces IP mediante el Megaplex ... 27
5.1. Análisis DAFO ... 27
5.1.1. Debilidades ...27
5.1.2. Fortalezas ...28
5.1.3. Amenazas ...29
5.1.4. Oportunidades ...29
5.2. Propuesta de despliegue para la integración del COAAAS-M y de las Baterías con punto de integración mediante radioenlaces IP ... 30
Capítulo 6. Conclusiones ... 31
6.1. Conclusiones principales ... 31
6.2. Líneas de trabajo futuro ... 31
Bibliografía ... 33
Anexos ... 35
Anexo A. Asignación de medios y equipos para el MAAA según el Plan MC3 ... 35
Anexo B. Estaciones vehiculares introducidas con el Plan MC3 ... 37
Anexo C. Especificaciones técnicas de la antena PowerBridge M5 ... 39
Anexo D. Configuración de los routers para las pruebas prácticas ... 41
Anexo E. Presupuesto para la adquisición de las antenas PowerBeam M5 ... 43
Índice de figuras
Figura 1. Organización estratégica del MAAA. ... 5
Figura 2. Ejemplo de despliegue de la UTMAAA en la Operación MDOA ... 6
Figura 3. COAAAS-M ... 6
Figura 4. Estación Algeciras ... 7
Figura 5. GRC-408A ... 9
Figura 6. Vista exterior del Megaplex 2100 ... 10
Figura 7. Esquema de las posibilidades de enlace de la UTMAAA para la integración de las Baterías ... 11
Figura 8. Esquema de enlace para crear la red IP mediante convertidores ... 16
Figura 9. Esquema de enlace para crear la red IP mediante el Megaplex ... 17
Figura 10. Esquema de las redes creadas para la primera prueba. ... 19
Figura 11. Esquema de las redes creadas para la segunda prueba ... 19
Figura 12. Esquema de las redes creadas para la tercera prueba ... 20
Figura 13. Instalación de las tarjetas en el Megaplex para las pruebas prácticas ... 20
Figura 14. Asignación de las tarjetas a sus respectivas ranuras ... 20
Figura 15. Configuración de las tarjetas FXO y FXS... 21
Figura 16. Asignación de la dirección IP a la tarjeta troncal ... 21
Figura 17. Creación del BND ... 22
Figura 18. Creación de una ruta estática... 22
Figura 19. Asignación de los servicios a proporcionar por las tarjetas ... 22
Figura 20. Asignación de direcciones de la antena ... 23
Figura 21. Configuración del modo inalámbrico de la antena ... 24
Figura 22. Parámetros principales de configuración de la antena ... 24
Figura 23. Modificación de la configuración del Megaplex tras instalar la antena ... 25
Figura 24. Esquema de un posible despliegue mediante radioenlaces IP ... 30
Figura 25. Distribución de los nuevos medios del Plan MC3 para el MAAA ... 36
Figura 26. Descripción de las Estaciones vehiculares Colmenar y Málaga ... 37
Figura 27. Asignación de direcciones a los interfaces ... 41
Figura 28. Creación de una ruta estática hacia la red del ALG03 ... 41
Figura 29. Creación de una ruta predeterminada ... 41
Figura 30. Modificación de la dirección IP de la interfaz Ethernet ... 42
Índice de tablas
Tabla 1. Diferencias entre el estándar RS-232 y el estándar IP ... 15 Tabla 2. Análisis DAFO ... 27 Tabla 3. Coste de adquisición de los equipos para el radioenlace IP para la 1ª Compañía de la UTMAAA ... 29 Tabla 4. Asignación de nuevas Estaciones a los CT del despliegue del MAAA según el Plan MC3 ... 35
Lista de Acrónimos
A continuación, se presenta un listado con las siglas y abreviaturas que aparecen en la memoria del proyecto ordenadas alfabéticamente, junto con su correspondiente traducción al castellano si procede.
Significado en castellano Significado en inglés
AAA Artillería Antiaérea
ADL Enlace Automático de Datos Automatic Data Link
ATQH - At The Quick Halt
BCP Puesto de Mando de la Batería Battery Command Post
BND - Bundle
CECOM Centro de Comunicaciones CGMAAA Cuartel General del Mando de Artillería
Antiaérea
CIS Sistemas de Información y Telecomunicaciones
Communications and Information Systems
CN Centro Nodal
COAAAS-L Centro de Operaciones de Artillería Antiaérea Semiautomático Ligero COAAAS-M Centro de Operaciones de Artillería
Antiaérea Semiautomático Medio
CT Centro de Transmisiones
ET Ejército de Tierra
FDC Centro Director de Fuegos Fire Director Centre
GU Gran Unidad
LAN Red de Área Local Local Area Network
MAAA Mando de Artillería Antiaérea MDOA Mando de Defensa de Operaciones
Aéreas
NMYC Núcleo de Mando y Control PCUDAA Puesto de Mando de la Unidad de
Defensa Aérea
PLMM Plana Mayor de Mando
PoE - Power over Ethernet
PU Pequeña Unidad
RAAA Regimiento de Artillería Antiaérea
RBA Red Básica de Área
SCTM Sistema Conjunto de Telecomunicaciones Militares
SDA Sistema de Defensa Aéreo
SDR Radio Definida por Software Software Defined Radio
SIMACET Sistema de Mando y Control del Ejército de Tierra
SOTM Satélite en movimiento Satellite On The Move
TDM Multiplexación por División de Tiempo Time-Division Multiplexing
TFG Trabajo Fin de Grado
TIC Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones
TLB Terminal Ligero Bi-Banda
TS - Time Slot
UCE Unidad de Control de Empeños
UDAA Unidad de Defensa Aérea
UHF Frecuencia Ultra Alta Ultra High Frequency
UT Unidad de Transmisiones
UTMAAA Unidad de Transmisiones del Mando de Artillería Antiaérea
Capítulo 1. Introducción
El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) ha sido realizado en la 1ª Compañía de la Unidad de Transmisiones del Mando de Artillería Antiaérea (UTMAAA), situada en El Pardo (Madrid), y presenta un estudio de los medios que posee esta Unidad actualmente, así como una propuesta de “iperización”, o conversión al protocolo IP de comunicación de datos digitales, para adaptarse a las modificaciones que conlleva la puesta en marcha del Plan de Modernización de los Sistemas de Mando, Control y Comunicaciones (Plan MC3).
Tras diversas transformaciones y adaptaciones, la UTMAAA nace con la Orden Ministerial 146 del 17 de noviembre de 1995 como soporte de transmisiones de las Unidades de Defensa Aérea (UDAA), siendo su principal cometido proporcionar mando y control en tiempo real al despliegue del Mando de Artillería Antiaérea (MAAA). [1]
La UTMAAA, al igual que el resto de Unidades de la especialidad fundamental de Transmisiones, está en continua modernización, y presenta un alto grado de especialización e instrucción debido a su participación constante en ejercicios realizados con los distintos Regimientos de Artillería.
El 30 de junio de 1996 se declara la Operatividad de la UTMAAA, que ha prestado sus servicios de manera ininterrumpida hasta la fecha, habiendo participado en numerosos Ejercicios y Operaciones de forma exitosa. [1]
1.1. Objetivos y alcance
El principal objetivo de este trabajo es el planteamiento y desarrollo de una solución transitoria que garantice el buen funcionamiento y la conectividad de los sistemas de información y telecomunicaciones de las UDAA hasta que se produzca la actualización del Plan MC3 en lo que respecta a los sistemas de armas HAWK y NASAMS, así como a los Centro de Operaciones de Artillería Antiaérea Semiautomático Medio y Ligero (COAAAS-M y COAAAS-L, respectivamente), pertenecientes al MAAA.
Concretamente, lo que se persigue con este proyecto es establecer un radioenlace IP a través del multiplexor Megaplex, presente en las estaciones vehiculares de Red Básica de Área (RBA) que posee la UTMAAA, que posibilite la integración de las Baterías1 de Artillería Antiaérea (AAA) con el COAAAS-M y con el punto de integración2, estableciéndose así una red de telecomunicaciones IP entre los sistemas de armas de Artillería (tal como pretende el Plan MC3) utilizando los medios disponibles actualmente en la UTMAAA.
Entre las ventajas que conllevaría la sustitución de los radioenlaces que integran las Baterías actualmente por radioenlaces IP se incluyen:
1 En artillería se denomina Batería a un conjunto de piezas dispuestas para operar conjuntamente.
2 El punto de integración es aquel punto o lugar del despliegue a partir del cual se obtienen los servicios de telecomunicaciones (voz, datos) que serán proporcionados a las Baterías.
Introducción
1. Aumento del ancho de banda del Megaplex.
2. Compatibilidad con el resto de medios CIS que serán actualizados de acuerdo con el Plan MC3.
3. Capacidad de utilización de rangos de frecuencias cuyo uso por la RBA se encuentra pendiente de desautorización.
Para llevar a cabo los objetivos planteados se desarrollarán una serie de pruebas prácticas aprovechando los medios disponibles en la Unidad para establecer el radioenlace, en este caso dos multiplexores Megaplex con las tarjetas ML-IP (que serán explicadas posteriormente), dos routers de la marca CISCO, dos cifradores IP y dos antenas de la empresa civil Ubiquiti. Estos equipos fueron adquiridos por la UTMAAA en años anteriores, por lo que en este proyecto no se incluye un análisis de costes del proceso de adquisición de ninguno de los materiales utilizados.
Por otro lado, en este trabajo no se plantea realizar la integración real del COAAAS-M con las Baterías y con el punto de integración, sino que las pruebas prácticas se limitarán a establecer un radioenlace IP entre dos Estaciones vehiculares de RBA Algeciras para determinar la viabilidad de crear una red IP utilizando para ello el Megaplex.
1.2. Ámbito de aplicación
En cuanto al ámbito de aplicación de este TFG, en caso de que las pruebas se lleven a cabo con éxito y el uso del Megaplex para crear los radioenlaces IP se pudiera extrapolar a un despliegue real de las Unidades de AAA, el establecimiento de una red IP a través del multiplexor no resultaría interesante para ninguna otra Unidad del Ejército de Tierra (ET) además de la UTMAAA.
Esto es debido a que, pese a que todas las Unidades de Transmisiones (UT) tienen como misión fundamental el proporcionar soporte de Telecomunicaciones, Sistemas de Información y Guerra Electrónica al resto de Unidades del ET, la UTMAAA, al ser su principal cometido el favorecer el mando y control del MAAA para la defensa aérea, es la única UT que hoy día aún trabaja con equipos analógicos de RBA, prácticamente en desuso en el resto del Ejército y que solamente continúan explotando los sistemas de armas de AAA.
1.3. Metodología
La metodología que se ha seguido para desarrollar este trabajo tiene una base fundamentalmente práctica, aunque también teórica en menor medida.
Para cumplir los objetivos marcados, inicialmente se ha obtenido información sobre los conceptos previos necesarios para la comprensión del contexto del proyecto y su motivación, recurriendo para ello a los manuales de la empresa fabricante del Megaplex y a la documentación proporcionada por el Ministerio de Defensa y el ET, entre otras fuentes.
Posteriormente, se ha señalado las limitaciones que presenta el despliegue actual de la UTMAAA y expuesto el problema que supone la llegada del Plan MC3.
Introducción
A continuación, se ha llevado a cabo la alternativa propuesta para solventar dicho problema, la cual plantea el uso del Megaplex para crear los radioenlaces IP. Esta solución se ha puesto en práctica durante las maniobras ALFA STX de Compañía de la UTMAAA en el campo de maniobras de El Palancar (Hoyo de Manzanares). Las prácticas con los multiplexores se han realizado en tres etapas para aumentar la complejidad de las pruebas de forma progresiva, como se explicará más detalladamente en el Capítulo 1 del trabajo.
Para la realización de estas pruebas se han utilizado dos Estaciones vehiculares de RBA Algeciras, ambas equipadas con un Megaplex, y se han instalado dos tarjetas troncales ML-IP en cada multiplexor. Después, se han diseñado los esquemas de red a seguir para cada una de las prácticas, estableciendo asimismo el direccionamiento IP de las distintas redes.
El objetivo principal de las prácticas ha consistido en establecer líneas calientes3 de fonía (IRR, HOT) entre ambas estaciones, proporcionando estas líneas a través de las tarjetas ML-IP.
Para la realización de la primera prueba se han instalado dos routers CISCO, que a su vez se han mantenido para el resto de pruebas, para encaminar la información a transmitir entre los multiplexores. En la segunda prueba se han instalado además dos antenas de la empresa civil Ubiquiti para establecer el radioenlace IP. Por último, en la tercera prueba se han configurado dos cifradores IP para proteger la comunicación e impedir que la información que circula a través del radioenlace IP sea accedida por entidades enemigas.
Finalmente se ha elaborado un análisis DAFO de la disposición elegida, y en base a sus resultados se ha planteado una nueva propuesta de despliegue para la integración de las Baterías con el COAAAS-M mediante una red IP.
1.4. Estructura del trabajo
La memoria se estructura en seis capítulos, tratándose el primero de ellos de una introducción para aclarar el contexto en que se ha desarrollado el trabajo, así como los objetivos del mismo y la metodología que se ha seguido.
En el segundo capítulo se explica la situación actual de las unidades de AAA, así como de la UTMAAA, precisando su función y los medios de RBA específicos de que dispone.
En el tercer capítulo se realiza una introducción a los equipos radio que posee la UTMAAA en la actualidad. Además, se muestra el esquema de despliegue habitual de la Unidad y se plantean los inconvenientes que surgen en lo que respecta a este despliegue a raíz de la implementación del Plan MC3, indicándose además las estaciones vehiculares que esta modernización incluirá y algunas de sus características principales.
En el capítulo cuarto se desarrolla la solución elegida para solventar el problema anteriormente indicado, explicando la utilización del Megaplex para establecer
3 En telecomunicaciones, una línea caliente es un enlace de comunicaciones punto a punto en el cual una llamada es automáticamente producida, sin acciones adicionales, una vez activado el dispositivo de comunicación (por ejemplo, simplemente descolgando un teléfono).
Introducción
radioenlaces IP que posibiliten la integración del COAAAS-M con las Baterías hasta que el Plan MC3 contemple la actualización de los medios de AAA. En este capítulo se describen además las pruebas realizadas con el multiplexor y los resultados obtenidos tras su ejecución.
En el capítulo quinto se analizan las características internas (fortalezas, debilidades) y circunstancias externas (amenazas, oportunidades) de la alternativa expuesta en el capítulo anterior mediante un análisis DAFO. Posteriormente se propone también un nuevo esquema de despliegue donde la integración del COAAAS-M con las Baterías y el punto de integración se realice mediante radioenlaces IP.
Finalmente, en el último capítulo se expone una serie de conclusiones obtenidas tras la realización del proyecto y las líneas futuras de trabajo a seguir una vez se haya la logrado establecer una red IP utilizando el Megaplex.
Capítulo 2. Conceptos previos
2.1. Introducción a las Unidades de Artillería Antiaérea
La Artillería Antiaérea es la parte más importante del ET encargada de la Defensa Antiaérea, siendo su misión concretamente la protección de las Unidades e instalaciones de todos los ejércitos, así como de las infraestructuras vitales contra cualquier acción aérea hostil.
El órgano responsable del control del espacio aéreo y la defensa aérea del territorio nacional es el MAAA, que está compuesto por tres Regimientos de Artillería Antiaérea (RAAA), el Cuartel General (CGMAAA) y la UTMAAA. En la Figura 1 se presenta el esquema de la distribución en Territorio Nacional de las Unidades que componen el MAAA.
Figura 1. Organización estratégica del MAAA [2].
Por otro lado, tácticamente los diferentes Regimientos y la UTMAAA dotan de sus medios a la UDAA, que es una unidad eventual de entidad variable organizada ad-hoc por el MAAA dependiendo de la amenaza existente y del elemento a defender, con un mando único organizado para realizar cometidos determinados, como la vigilancia del espacio aéreo. Un ejemplo de UDAA sería la Operación permanente del Mando de Defensa de Operaciones Aéreas (MDOA), que está compuesta por un Núcleo de Mando Y Control (NMYC), una UT, y las Baterías HAWK y NASAMS. En la Figura 2 se muestra el esquema de enlace de un ejemplo de despliegue de MDOA donde, como se aprecia, los servicios de enlace automático de datos (ADL), fonía (IRR, HOT) y las extensiones telefónicas (RCT) son proporcionados tanto a las Baterías como al Puesto de Mando de la UDAA (PCUDAA) y al COAAAS-M por la Estación de RBA Ademuz;
mientras que el satélite Terminal Ligero Bi-Banda (TLB) 50IP proporciona la Red de Propósito General (WAN PG) al PCUDAA.
Capítulo 2. Conceptos previos
Figura 2. Ejemplo de despliegue de la UTMAAA en la Operación MDOA. Fuente: elaboración propia.
El PCUDAA cuenta con el Centro de Operaciones de AAA Semiautomático (COAAAS) para gestionar la distribución y control inmediato de los fuegos y demás acciones relacionadas con el combate antiaéreo. Dependiendo de las Unidades que constituyan la UDAA, el COAAAS se clasifica en Medio (COAAAS-M), cuyo cometido principal consiste en la integración total en el Sistema de Defensa Aéreo (SDA); y Ligero (COAAAS-L). Este último se utiliza únicamente cuando se trata de baterías de misiles MISTRAL, y puede integrarse en el escalón superior (COAAAS-M).
A continuación, en la Figura 3 se muestra el COAAAS-M desde distintas perspectivas, tanto exterior como interiormente, con dos operadores de la Especialidad Fundamental de Artillería supervisando la aparición de objetos no identificados en los monitores.
Figura 3. COAAAS-M. Fuente: elaboración propia.
2.2. Organización, misión y materiales de la UTMAAA
La UTMAAA tiene como misión establecer, mantener, y en su caso, explotar, un sistema de telecomunicaciones e información para favorecer el mando y control del MAAA en su misión permanente de defensa aérea. Esta misión se transforma en una integración en tiempo real de todos los sistemas de armas de AAA en el sistema conjunto/combinado de defensa aérea nacional. [1]
Capítulo 2. Conceptos previos
Para ello, cuenta con dos Compañías muy similares en cuanto a organización situadas en El Pardo (Madrid), lugar donde la autora de este trabajo ha llevado a cabo las prácticas externas, y Dos Hermanas (Sevilla), las cuales son coordinadas mediante una Plana Mayor de Mando (PLMM) localizada asimismo en El Pardo.
Ambas Compañías están equipadas con material común a todas las Unidades de Transmisiones, entre el cual se encuentran medios como los terminales satélite TLB50- IP y TLX-50, utilizados como respaldo; además de materiales específicos como las Estaciones sobre vehículo de RBA Algeciras y Ceuta, diseñadas para integrar sistemas de armas de AAA como las Baterías NASAMS o HAWK.
2.2.1. Medios de RBA específicos
La RBA es el anterior sistema de comunicaciones tácticas del ET. Este sistema se compone de estaciones vehiculares que, convenientemente agrupadas, constituyen la infraestructura de comunicaciones tácticas de las Grandes Unidades (GU), es decir, de la Brigada, División y Cuerpo de Ejército.
La RBA está estructurada como un sistema mallado de Centros Nodales (CN), unidos entre sí por radioenlaces, que cubre el área de operación de la GU a la que sirve y proporciona los servicios que esta requiera.
En los siguientes apartados se presentarán las estaciones de RBA específicas con que cuenta la UTMAAA y que difieren de los medios disponibles en el resto de UT.
Estación Algeciras
Su principal misión es la integración de Sistema Conjunto de Telecomunicaciones Militares (SCTM). Permite la integración de la UDAA en el segmento estratégico, además de proporcionar acceso al COAAAS-M a la red táctica.
En la Figura 4 se muestra el exterior de esta estación, que está compuesta por una única antena, una radio de Ultra High Frequency (UHF) GRC-408A (tiene capacidad de un radioenlace propio), un cifrador CM109-E, una Unidad Terminal de Línea Óptica o MOLTU, y un multiplexor Megaplex.
De la operación de esta estación se encarga un Sargento Jefe de equipo, un Cabo operador y un Soldado conductor.
Estación Ceuta
Su misión es la conmutación de Centros Nodales. Concentra y distribuye los enlaces de los distintos elementos de la UDAA.
Para ello, cuenta con dos MOLTU, cuatro cifradores CM109-E, y un multiplexor Megaplex. A diferencia de la Estación Algeciras, y al no poseer una antena, debe ir acompañada de una Estación Rioja Repetidor que establezca el radioenlace.
Figura 4. Estación Algeciras [3].
Capítulo 2. Conceptos previos
El equipo encargado de la operación de la Estación Ceuta es idéntico al de la Estación Algeciras, con el añadido de un Soldado auxiliar.
Estación Ademuz
Se trata de una estación de gestión centralizada, cuya misión consiste en realizar la función de Centro de Comunicaciones (CECOM) en el punto de integración, recibiendo los circuitos y servicios y entregándoselos a otra estación vehicular, normalmente un Algeciras, con el que se comunica mediante fibra óptica. [4]
Físicamente, la estación es similar a la Estación Ceuta, con la diferencia de que el multiplexor que lleva instalado es un Flexi-Mux 3600 en lugar de otro Megaplex. Cabe destacar asimismo que la carga de circuitos y servicios la realiza de forma remota un operador de Flexi-Mux y no corresponde al personal de la UTMAAA.
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales
En este capítulo se presentan los equipos de radio que posee la UTMAAA en la actualidad, además de incluirse una introducción al Plan MC3 con las subsiguientes modificaciones que la entrada en funcionamiento de este conllevaría en la Unidad.
3.1. GRC-408A
Se trata de un sistema telefónico de radio digital que constituye el soporte principal de la RBA. Se utiliza para establecer enlaces terrestres que no pueden ser establecidos mediante Fibra Óptica.
La GRC-408A trabaja en un rango de frecuencias de entre 1350-1850 MHz (UHF); y se puede utilizar como estación terminal de radioenlace, estación repetidora de radio, o estación de integración radio-hilo. [5]
En el caso de la UTMAAA, la GRC- 408A va instalada en las Estaciones Algeciras y Rioja (que va acompañando a la Estación Ceuta), y se utiliza para
enlazar dos Centros de Transmisiones (CT) mediante un radioenlace, encargándose de la modulación en banda base de la señal procedente de la MOLTU.
3.2. MT-323
También llamado Unidad Terminal de Línea Óptica o MOLTU, es un dispositivo que actúa como interfaz entre las líneas del cable de campaña y el de fibra óptica, esto es,
“prepara” la señal de radio para que pueda viajar por la fibra óptica que enlaza las Estaciones de un mismo CT o próximas. [5]
3.3. CM-109E
Se trata de un equipo de cifrado por bloques instalado en las estaciones de RBA en enlaces punto a punto; en el caso de la Estación Algeciras o Rioja entre el Megaplex, que maneja los datos en claro, y la GRC-408A, que los envía cifrados a través del radioenlace.
Este equipo genera internamente secuencias cifrantes pseudoaleatorias a partir de unas constantes o claves secretas que introduce previamente el operador. Dichas claves deben ser además las mismas tanto en el equipo que cifra la señal como en el encargado de desencriptarla en el otro extremo del enlace [5].
Figura 5. GRC-408A. Fuente: elaboración propia.
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales
3.4. Megaplex 2100
El Megaplex es un multiplexor4 que trabaja con la técnica de Multiplexación por División de Tiempo (TDM), esto es, asigna el ancho de banda total del medio de transmisión a cada canal durante un cierto intervalo de tiempo.
La función principal de este dispositivo consiste en recoger distintos tipos de circuitos (voz, datos, Ethernet…) en un punto de integración y posteriormente enviarlos mediante un único enlace hasta otro Megaplex, que será el encargado de demultiplexar esos datos y entregarlos al usuario.
En la Figura 6 se muestra el dispositivo Megaplex, que, como se verá en posteriores capítulos, está compuesto por una serie de tarjetas o módulos, cada uno destinado a realizar una función diferenciada.
El Megaplex divide el ancho de banda del enlace, que es de 2 Mbps, en 32 Time Slots (TS) de 64 Kbps cada uno; y le asigna a cada servicio un número concreto de TS durante un tiempo determinado, dependiendo de las necesidades del usuario.
Los parámetros de configuración del Megaplex son programables por el usuario, y todas las configuraciones se almacenan en una memoria no volátil que no se borra cada vez que se reinicia el sistema. [6]
Cada Megaplex tiene además una dirección IP con su máscara de red asociada, y debe estar en la misma red que el ordenador con que se configura el dispositivo y que el Megaplex enfrentado que recibirá su señal para demultiplexarla.
3.5. Despliegue habitual de la UTMAAA
Una vez enumerados los medios específicos con que cuenta la UTMAAA, es interesante ver cómo despliega e integra habitualmente las Baterías y el COAAAS-M.
Como se mostraba en el ejemplo de la Figura 2 del apartado 2.2, la UTMAAA tiene capacidad para apoyar a las Baterías HAWK y NASAMS y al COAAAS-M, proporcionándoles servicios tales como fonía y datos a través de sus estaciones vehiculares, tanto Algeciras como Ceuta (siempre junto a un Rioja para establecer el radioenlace). Estos servicios proceden de la Estación Ademuz, a la cual llegan a través del multiplexor Flexi-Mux desde el ARS, que es un centro de control aéreo encargado de la vigilancia, identificación y control del espacio aéreo. Para que las estaciones y las Baterías puedan enlazar deben contar con un Megaplex en cada extremo que recoja la
4 Un multiplexor es un circuito combinacional que combina dos o más señales y las envía por un solo medio de transmisión. Todo multiplexor puede actuar como demultiplexor, cuya función será la contraria:
transmitir varias señales combinadas que le llegan como una única a través de dos o más salidas.
Figura 6. Vista exterior del Megaplex 2100 [6].
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales
señal y derive los servicios. Tanto FDC NASAMS como BCP HAWK poseen un Megaplex propio, siendo el personal del arma de Artillería el encargado de operarlo.
Por otra parte, los terminales satélite TLB 50IP y TLX-50 pueden proporcionar otros servicios como WAN PG, Sistema de Mando y Control del ET (SIMACET) o LINPRO, que le llegan de su propio Flexi-Mux.
Las líneas de voz y datos que se proporcionan a las Baterías solo permiten a estas enlazar con el COAAAS-M, siendo este el único que se comunica con el ARS y quien gestiona la información que le es transmitida para que la reciban las Baterías.
En la Figura 7 se representan los posibles enlaces que podría establecer la UTMAAA con las Baterías y el COAAAS-M, indicando mediante un código de colores el tipo de servicio que se proporciona y quién lo recibe y lo provee. Aquellos enlaces trazados con línea continua se corresponden con circuitos estratégicos de carácter permanente independientes del ejercicio que se esté llevando a cabo, mientras que las líneas discontinuas representan radioenlaces o enlaces vía satélite tácticos establecidos por las Unidades de maniobra.
Figura 7. Esquema de las posibilidades de enlace de la UTMAAA para la integración de las Baterías. Fuente:
elaboración propia.
3.6. Inconvenientes que presenta el despliegue actual con la puesta en marcha del Plan MC3
El desarrollo de las tecnologías de información y telecomunicaciones (TIC) ha impulsado la modernización de los sistemas de mando, control y telecomunicaciones del ET.
Por ello, en 2009 se elaboró el Plan MC3 con el fin de aumentar las capacidades operativas del ET logrando el máximo aprovechamiento de las nuevas tecnologías.
Entre los objetivos principales del Plan MC3 se incluyen [7]:
1. Alcanzar la máxima eficacia operativa, asegurando el mando, la sincronización y la conectividad de las fuerzas.
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales
2. Aumentar la protección de la fuerza, estableciendo un sistema de identificación de combate.
3. Asegurar la información y los sistemas CIS.
4. Facilitar la interoperabilidad mediante servicios e interfaces estandarizados.
El Plan MC3 contempla además la transición de la RBA a una nueva Red Táctica IP.
Dicha transición incluye la sustitución de las estaciones de RBA por nuevos medios que provean de la capacidad de establecer una red IP que pueda integrarse en la red del escalón superior, así como en redes civiles y militares. Entre estas nuevas estaciones se encuentran Colmenar, Málaga, Elche y Santander, que serán introducidas posteriormente.
En 2012 se produjo una revisión del Plan MC3, y se entregó a las Unidades algunos de los materiales que se habían especificado en la primera versión, tales como terminales satélite At The Quick Halt (ATQH), Satellite On The Move (SOTM) y TLB 50IP [7]. Sin embargo, no se contempló la actualización de los sistemas de armas de AAA, por lo que estas Unidades continúan utilizando la RBA como soporte de sus telecomunicaciones.
Es por ello que la UTMAAA, cuya misión principal es proporcionar los servicios de telecomunicaciones e información que favorezcan el mando y control de las Unidades del MAAA, debe adaptarse a la situación de atraso tecnológico a la que estas se enfrentan, buscando soluciones que les permitan integrar los antiguos sistemas de AAA con los nuevos medios de Transmisiones de los que dispondrán.
Concretamente, en este caso el problema reside en que próximamente al MAAA se le proporcionarán seis estaciones Elche y dieciséis estaciones Santander, como se puede apreciar en el Anexo A, y por tanto la UTMAAA, que será la encargada de operar estas estaciones que utilizan el protocolo IP, debe ser capaz de integrarlas con los sistemas de armas de Artillería, que continuarán trabajando en analógico.
3.6.1. Estaciones vehiculares que incluye el Plan MC3
Los medios utilizados por los componentes principales de la RBA se aproximan al fin de su vida útil; y el empleo de la banda de frecuencias que hoy en día tiene asignada dejará de estar autorizado. Además, los sistemas de conmutación de los que se encarga son incapaces de gestionar las necesidades de tráfico existentes. [7]
Dada la obsolescencia de los equipos de RBA, la red satélite se ha constituido como soporte fundamental de las telecomunicaciones tácticas entre Puestos de Mando (PC). Por ello, entre otras medidas, el Plan MC3 plantea la incorporación de nuevas estaciones vehiculares que sustituyan a las actuales, y que son tal como se ha mencionado antes las Estaciones Colmenar, Málaga, Elche y Santander.
A continuación, se describirán brevemente las Estaciones Elche y Santander [7], puesto que son las que se incorporarán a la UTMAAA y por tanto son las que afectan a este proyecto. Las características principales y capacidades de las otras dos estaciones pueden consultarse en el Anexo B.
Capítulo 3. Análisis de los medios radio actuales
Estación Elche
Su función principal es permitir la interconexión de redes CIS con redes externas civiles o militares, garantizando que el intercambio de información entre ellas sea lo más seguro posible. [7]
Esta estación sustituirá a la Estación Algeciras, permitiendo utilizar más ancho de banda y logrando la mejora de los protocolos de comunicación entre equipos. Además, garantiza la integración de un mayor número de sistemas de información.
Estación Santander
Su principal función es establecer el soporte de telecomunicaciones de la red interconectando los CT y el acceso a dicha red de los usuarios de Pequeñas Unidades (PU). [7]
Entre sus capacidades se encuentran [7]:
1. Radio HF IP.
2. Radio VHF IP.
3. Radio UHF IP.
4. Radioenlaces IP de alta capacidad.
5. Terminal satélite en Banda X (7,25 – 8,4 GHz) con capacidad de movimiento.
La Estación Santander sustituirá a la Estación Ceuta. Entre las mejoras que introduce frente a esta se incluye la comunicación vía radio en distintas bandas de frecuencia, alcanzando la interoperabilidad de todo tipo de radios y creando una nube IP que comunique los sistemas de armas con los NMYC.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
Tras analizar en capítulos anteriores el problema que presenta la llegada del Plan MC3 y los medios disponibles en la UTMAAA, a continuación se desarrolla la propuesta de utilización del multiplexor Megaplex para establecer los radioenlaces IP.
4.1. Problemas para el establecimiento de los radioenlaces IP
Tal y como expresó el Teniente D. Mario Quintín Rama Ruiz en su TFG [8], el principal problema que presenta la integración del SDA mediante un terminal IP, o en este caso mediante dispositivos que trabajan en IP, es la diferencia de protocolos. Esto es debido a que las líneas de fonía HOT e IRR y la de datos ADL utilizan el protocolo RS-232, que, al contrario que el protocolo IP, está orientado a la conexión.
Por ello, para lograr la interoperabilidad de los terminales IP con los equipos analógicos de RBA de las Unidades de AAA será necesario un convertidor de protocolo que permita el intercambio de información entre ambos estándares.
En la Tabla 1 se incluyen las principales diferencias entre ambos protocolos.
Redes de conmutación de circuitos (RS-232) Redes de conmutación de paquetes (IP) Tecnología basada en conexiones Tecnología no basada en conexiones Ancho de banda garantizado Ancho de banda no garantizado
Bajo o nulo overhead Overhead alto
Retardo mínimo Retardo alto
Ritmo constante en la recepción de información
Variación en el retardo en la llegada de la información (jitter)
Reloj implícito en la transmisión de datos Ausencia de nivel físico para el transporte del reloj
Sin pérdida de información Pérdida de paquetes
Tabla 1. Diferencias entre el estándar RS-232 y el estándar IP [8].
A priori, dada la necesidad del protocolo IP de contar con un ancho de banda dedicado, así como de disminuir el retardo en la transferencia de la información y las pérdidas de paquetes en que incurre, la utilización del estándar RS-232 puede parecer más ventajosa que la del estándar IP. Sin embargo, el estudio realizado por el Teniente D. Alfonso Agustín Díaz Pérez en su TFG [9] señala lo contrario.
Como se ha indicado en la tabla anterior, el estándar RS-232 proporciona un ancho de banda garantizado y un retardo mínimo sin pérdida de información. Sin embargo, la velocidad de transferencia de la información se reduce a 20 Kbps, y la longitud del cable máxima permitida se limita a 15 m, debido a la resistencia de los conectores y las caídas de voltaje, que hacen necesario el uso de módems. [8]
Por su parte, en contrapunto con los inconvenientes que presenta, el estándar IP proporciona gran flexibilidad, ya que al tratarse de un protocolo no orientado a la
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
conexión cada paquete de un flujo de datos se trata de modo independiente al resto. Otra de las ventajas de este protocolo es su robustez, pues en caso de fallo de los dispositivos intermedios los paquetes se redirigen automáticamente. Además, el protocolo IP permite mayores distancias de enlace, y la velocidad de transmisión de la información es superior a la del estándar RS-232.
4.2. Planteamiento y análisis de las posibles líneas de acción
Para solventar el problema surgido con la no actualización de los sistemas de AAA se han planteado dos posibles soluciones intermedias:
1. Sustituir la tarjeta troncal ML-20-N del Megaplex por la tarjeta ML-IP con el fin de establecer un radioenlace IP, cambiando además la radio analógica GRC-408A y la antena de la estación por una radio direccional que trabaje en UHF con protocolo IP similar a la que incluirá la Estación Santander.
2. Configurar un router con capacidad de Central VoIP en cada extremo junto con un convertidor de protocolo para establecer un radioenlace IP, sustituyendo además la GRC-408A y la antena de la estación vehicular por una radio direccional que trabaje en UHF con protocolo IP similar a la que incluirá la Estación Santander (en caso de FDC NASAMS y BCP HAWK), o por una Radio Definida por Software (SDR) omnidireccional que trabaje en VHF o UHF en el caso de la UCE MISTRAL.
La segunda línea de acción propuesta sugiere el uso de routers con capacidad de Central VoIP (o Call Manager) que permitan enviar señales de voz analógicas a través de una red IP. Estos deberían ir conectados asimismo a un convertidor que transforme los paquetes IP que envían al protocolo de consola de las Baterías (RS-232).
En la Figura 8 se muestra un posible esquema de enlace del FDC NASAMS utilizando la alternativa del uso de convertidores. En el caso de la UCE MISTRAL el esquema sería idéntico, y sólo variaría en el caso del BCP HAWK, puesto que entonces se debería instalar un Módem V23 entre la Batería y el convertidor.
Figura 8. Esquema de enlace para crear la red IP mediante convertidores. Fuente: elaboración propia.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
Al utilizar el Megaplex para crear la red IP se salva el obstáculo de la diferencia de protocolos sin necesidad de un convertidor. Esto es gracias a que el Megaplex incluye la posibilidad de instalar una tarjeta troncal ML-IP que trabaja con el protocolo TDM sobre IP (TDMoIP). El TDMoIP permite transmitir un flujo continuo generado por un equipo TDM (como en el caso del protocolo RS-232) como un flujo de datos de paquetes discretos, con una estructura adecuada para la transmisión a través de redes de conmutación de paquetes (como sería el caso de una red IP) [8], y por tanto resuelve la cuestión de la compatibilidad de protocolos.
En la Figura 9 se representa el esquema de red resultante al utilizar el Megaplex para crear la red IP. Como se puede apreciar si comparamos los esquemas de ambas alternativas, la primera línea de acción supone un diseño de la topología de red más simple y fácil de implementar que la segunda, ya que no precisa de convertidores ni de routers con capacidad VoIP, con los cuales la UTMAAA no ha trabajado hasta el momento. La UTMAAA, empero, sí cuenta con varios Megaplex y con dos tarjetas ML-IP, y el personal de la Unidad ya tiene experiencia en el uso del multiplexor, por lo que desarrollar las prácticas en base a esta primera propuesta resultaría más sencillo y menos costoso que elaborar la planificación de adquisiciones de nuevos convertidores y routers y llevarla a cabo.
Figura 9. Esquema de enlace para crear la red IP mediante el Megaplex. Fuente: elaboración propia.
Puesto que la sustitución de la GRC408-A y la antena por una radio que opere con el protocolo IP es común a ambas alternativas no se ha tenido en consideración a la hora de elegir entre una u otra.
4.3. Empleo del Megaplex para establecer los radioenlaces IP
Una vez justificada la elección de la alternativa a llevar a cabo de entre las dos líneas de acción posibles, en este apartado se procede a desarrollar la instalación y configuración tanto del Megaplex como de la tarjeta ML-IP y la antena que sustituirá el conjunto GRC- antena de la estación vehicular.
4.3.1. Sustitución de la tarjeta troncal ML-20-N por la tarjeta ML-IP
El Megaplex está compuesto por una serie de tarjetas o módulos (ver Figura 6), teniendo cada una de ellas asignada una función concreta. A continuación, se enumeran las tarjetas
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
principales que se pueden instalar en el multiplexor, describiendo brevemente el servicio que proporcionan:
1. Tarjeta ML-20-N: es la tarjeta troncal del Megaplex. En ella entran los datos de las demás tarjetas y de ella salen esos datos ya multiplexados en TDM a la radio GRC-408A de la estación.
2. Tarjeta FXO: para recoger los circuitos de voz analógicos de una central.
3. Tarjeta FXS: para entregar los circuitos de voz analógicos al usuario.
4. Tarjeta E&M: encargada de prolongar circuitos de voz entre los Megaplex.
5. Tarjeta HS-QN: prolonga los circuitos de datos en protocolo V35.
6. Tarjeta LS6/N: para prolongar circuitos de datos en protocolo V24.
7. Tarjeta MCL: permite acceder a la configuración propia del equipo.
Para lograr el objetivo de este trabajo y que sea posible integrar el COAAAS-M con las Baterías y con el punto de integración mediante radioenlaces IP se debe sustituir la tarjeta troncal ML-20-N, que trabaja en TDM, por la tarjeta ML-IP.
La tarjeta ML-IP proporciona al resto de módulos o tarjetas instalados en el Megaplex enlaces externos a través de una red IP mediante el protocolo TDMoIP. Para ello, convierte el flujo de datos TDM del Megaplex en tramas IP, que se transmiten directamente a una Red de Área Local (LAN) o similar. [10]
Los interfaces físicos hacia la red IP son provistos mediante puertos Ethernet. La tarjeta ML-IP posee tres de estos puertos, interconectados a través de un switch interno y cada uno con su propio transceptor, que les proporciona un interfaz entre los puertos del switch y los externos. [10]
4.3.2. Sustitución del conjunto GRC-antena por la antena Ubiquiti
Al cambiar la tarjeta ML-20-N habría que sustituir también la radio GRC-408A y la antena de la estación vehicular por una radio que trabaje con el protocolo IP en UHF similar a la que se empleará en un futuro en la Estación Santander cuando se ponga en marcha el Plan MC3.
En este caso, para sustituir el conjunto GRC-antena durante las prácticas se ha utilizado la antena PowerBridge M5 (PBM5) de la empresa Ubiquiti, al ser este modelo el que la UTMAAA tenía a su disposición en el momento de realizar las pruebas. En el Anexo C pueden consultarse las especificaciones técnicas de este modelo.
Entre las características principales que presenta esta antena se encuentran su capacidad para establecer enlaces a más de 20 km en condiciones ideales, baja latencia o atenuación en redes multipunto, facilidad de instalación sin necesidad de herramientas, alta tasa de transmisión (más de 150 Mbps), y su bajo coste.
Como inconveniente principal cabe destacar que estas antenas no admiten cifrado, por lo que su uso no está autorizado para comunicaciones militares. Sin embargo, tal
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
contrariedad podría resolverse utilizando un cifrador IP que permita codificar la información a transmitir, lo cual se ha puesto en práctica en la tercera prueba.
Otra desventaja que presentan las antenas Ubiquiti es su gran directividad5, que hace necesario que haya línea de visión directa entre ambas antenas para establecer el enlace.
4.3.3. Pruebas realizadas
Durante la realización de las pruebas prácticas, se ha configurado la tarjeta ML-IP para establecer líneas calientes (IRR, HOT) entre dos Estaciones Algeciras (ALG03 y ALG05, para facilitar su identificación). Para ello, se han instalado en el Megaplex de la Estación ALG03 dos tarjetas de tipo FXS; y en el ALG05, una tarjeta FXS y otra FXO6.
Las pruebas prácticas se han realizado de modo progresivo en cuanto a complejidad de implementación. Esto es, en una primera prueba, esquematizada en la Figura 10, se han utilizado dos routers para enlazar los Megaplex y comprobar así si es posible facilitar líneas de voz a través de las ML-IP.
Figura 10. Esquema de las redes creadas para la primera prueba. Fuente: elaboración propia.
Para la segunda prueba se ha realizado la instalación de las antenas Ubiquiti en las estaciones, con el fin de constatar la viabilidad de obtener los servicios de voz mediante el radioenlace IP. El esquema de la red creada para esta práctica, que se muestra en la Figura 11, es similar al de la primera prueba, pero incluyendo las antenas.
Figura 11. Esquema de las redes creadas para la segunda prueba. Fuente: elaboración propia.
En una tercera prueba se han instalado además dos cifradores IP, siguiendo con el esquema de la Figura 12, que permiten codificar la información a transmitir.
5 Capacidad de una antena para concentrar la intensidad de radiación en una determinada dirección del espacio.
6 Esto es debido a que para establecer una línea de IRR se necesitan una tarjeta FXO en un extremo y una FXS en el otro, mientras que para la línea de HOT se necesita una FXS en cada multiplexor.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
Figura 12. Esquema de las redes creadas para la tercera prueba. Fuente: elaboración propia.
A continuación, y antes de proceder a describir las pruebas realizadas, se enumeran los pasos a seguir junto con los comandos que se deben introducir para la configuración de las tarjetas del Megaplex del ALG05 (el del ALG03 se configuraría de modo idéntico, pero modificando la posición en que se encuentran instaladas las tarjetas y sustituyendo la FXO por una FXS). Esta configuración inicial es la misma para las tres prácticas.
En primer lugar, como se muestra en la Figura 14, se asigna a cada ranura (CHANNEL - CH) el tipo de tarjeta que tiene instalada. En este caso la ML-IP viene asignada al CH 10, la FXO al CH 5, y la FXS al CH 6 (ver Figura 13).
Figura 13. Instalación de las tarjetas en el Megaplex para las pruebas prácticas. Fuente: elaboración propia.
Figura 14. Asignación de las tarjetas a sus respectivas ranuras. Fuente: elaboración propia.
Posteriormente, y como se observa en la Figura 15, se configuran las tarjetas FXO y FXS, determinando cuál de todos los canales de voz que poseen (16 canales para la FXO y 2 para la FXS, al tratarse de los modelos VC-16 y VC-2, respectivamente) se va a utilizar
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
(en este caso el canal 1 para ambas tarjetas); además de la posición de la tarjeta ML-IP (CH 10) para asociarla.
Figura 15. Configuración de las tarjetas FXO y FXS. Fuente: elaboración propia.
Seguidamente se ha configurado la tarjeta ML-IP asignándole la dirección IP correspondiente (IP Address), tal como se muestra en la Figura 16.
Figura 16. Asignación de la dirección IP a la tarjeta troncal. Fuente: elaboración propia.
Por otro lado, la configuración de los routers, la cual ha sido modificada para adaptarla al esquema de red de cada una de las pruebas, ha sido recogida en el Anexo D.
Primera prueba: empleo de routers para la creación de la red IP
Tras haber indicado la configuración del Megaplex común a las tres pruebas, en este apartado se detalla cómo se ha llevado a cabo la primera de ellas.
Para esta práctica se han instalado dos routers CISCO para enlazar las tarjetas ML-IP, como ya se ha visto representado en la Figura 10.
Cada router se ha conectado mediante un cable RJ-45 directo al puerto externo NET 1 de la tarjeta ML-IP de su Megaplex correspondiente (como puede comprobarse en la Figura 13), creando así dos redes LAN. Por su parte, los routers se han conectado entre sí mediante otro cable RJ-45 cruzado.
El siguiente paso es crear un bundle (BND). Un BND es similar a un puerto interno virtual, el cual define la carga útil (los TS) del procesador de paquetes que debe enrutarse al destino en la red IP que haya seleccionado el usuario. Además, permite a este especificar los parámetros de procesamiento asociados.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
A la hora de crear el BND es necesario especificar la dirección IP de destino (Destination IP), que al encontrarnos en el ALG05 se trata de la 11.0.0.2, ya que lo que se pretende es enlazar con el Megaplex del ALG03; y la dirección del siguiente salto (Next Hop IP), en este caso la 10.0.0.50, que es la que corresponde a la boca del router del ALG05. Además, se debe indicar de nuevo la posición de la tarjeta ML-IP (ver Figura 17).
Figura 17. Creación del BND. Fuente: elaboración propia.
A continuación, la Figura 18 muestra cómo crear una ruta estática en cada Megaplex, indicando la dirección IP de destino con su máscara (Destination IP, Destination IP Mask), que en este caso sería la dirección de la ML-IP del Megaplex del ALG03, y la dirección del siguiente salto (Next Hop).
Figura 18. Creación de una ruta estática. Fuente: elaboración propia.
Por último, tal y como se puede ver en la Figura 19, se comprueba que la ML-IP se ha configurado correctamente. Para ello hay que verificar que el canal 1 de las ranuras 5 y 6 (donde se instalaron las tarjetas FXO y FXS) aparece ocupado, como determinamos al configurar ambas tarjetas. También debe aparecer asociado a las tarjetas el BND creado anteriormente, y se debe concretar el servicio que van a proporcionar las tarjetas, en este caso voz (VOICE) para las líneas de IRR y HOT.
Figura 19. Asignación de los servicios a proporcionar por las tarjetas. Fuente: elaboración propia.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
Tras comprobar que las tarjetas ML-IP son capaces de intercambiar paquetes de datos entre ellas mediante un ping7, se han conectado dos teléfonos analógicos directamente a las tarjetas FXS (CH 1, como aparece en la Figura 13) de cada multiplexor. Finalmente, y al haber sido posible comunicarse sin problemas mediante dichos teléfonos, se ha concluido esta primera prueba con éxito.
Una vez probada la viabilidad de establecer el radioenlace IP a través del Megaplex se ha concluido que, al igual que en esta práctica se han logrado establecer líneas de voz entre las estaciones, del mismo modo es posible configurar la tarjeta ML-IP para proporcionar cualquier otro tipo de servicios (ADL, por ejemplo) instalando la tarjeta correspondiente.
Segunda prueba: utilización de las antenas Ubiquiti para establecer el radioenlace IP Para esta segunda práctica se han instalado las antenas PBM5 sobre las Estaciones Algeciras para facilitar que se establezca línea de visión directa entre ambas.
Cada antena va conectada a un dispositivo que le proporciona la alimentación llamado Power over Ethernet (PoE) mediante un cable RJ-45 de tipo directo. El PoE va asimismo conectado al puerto fastethernet del router mediante otro RJ-45 directo.
La configuración de las antenas se realiza a través del software especializado que viene instalado de fábrica en los dispositivos Ubiquiti, AirOS. Para acceder a AirOS se introduce en la barra de direcciones del navegador la dirección IP que la antena tenga asignada en ese momento.
A continuación, se modifican los parámetros de red de la antena, configurándola en modo Bridge8, y se le asigna una dirección IP y una puerta de enlace (Gateway IP), que se corresponde con la boca del router al que va conectada la otra antena (11.0.0.2) para poder acceder al Megaplex (ver Figura 20).
Figura 20. Asignación de direcciones de la antena. Fuente: elaboración propia.
7 Comando para realizar un test de comprobación de la comunicación.
8 Modo de configuración de un router que consiste en utilizarlo como “puente” para compartir la conexión y todas o parte de sus funciones con otro router, comportándose como un módem.
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
El esquema de instalación de esta práctica se ha establecido en base al modelo cliente- servidor9. Por ello, una de las antenas (la que actuará como “servidor”) debe configurarse como Punto de acceso WDS, mientras que la otra lo hará en modo Estación WDS (Station WDS), como es el caso de la antena del ALG05 y que se puede comprobar en la Figura 21.
Figura 21. Configuración del modo inalámbrico de la antena. Fuente: elaboración propia.
Para comprobar si se ha establecido el enlace entre ambas antenas, se debe acceder a la página principal de AirOS, mostrada en la Figura 22, donde aparecerán los parámetros característicos de la señal tales como la potencia, velocidad de transmisión y recepción, ruido de fondo, etc.
Figura 22. Parámetros principales de configuración de la antena. Fuente: elaboración propia.
Al haber modificado el direccionamiento respecto de la práctica anterior, deben volver a definirse tanto el BND como la ruta estática creada (Figura 23).
9 Modelo de diseño de software en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios (servidores), y los demandantes (clientes).
Capítulo 4. Alternativa a los radioenlaces actuales
Figura 23. Modificación de la configuración del Megaplex tras instalar la antena. Fuente: elaboración propia.
Del mismo modo que en la prueba anterior, ha sido posible establecer las líneas de HOT e IRR entre ambas estaciones. Aunque en un principio la calidad de la señal de voz era deficiente debido a la atenuación en el cableado, se ha resuelto asignando a los routers el máximo valor posible de ancho de banda (Bandwidth), por lo que esta segunda práctica se ha dado por concluida asimismo con éxito.
Tercera prueba: instalación de cifradores para securizar el radioenlace IP
Para llevar a cabo la última de las tres pruebas prácticas, se han instalado dos cifradores IP EP-430 para proteger las comunicaciones a través de la red de datos IP creada.
Estos cifradores van conectados mediante un cable RJ-45 directo desde su puerto LAN al puerto Ethernet del router; mientras que el puerto WAN va conectado mediante un RJ- 45 cruzado al PoE de la antena. El hecho de intercalar los routers entre el cifrador y el Megaplex se debe a que el multiplexor trabaja a 100 Mbps, mientras que el cifrador opera a 10 Mbps (subestándar 10Base-T para redes LAN), por lo que es necesario un dispositivo intermedio que haga la función de adaptador entre ambos.
Para llevar a cabo la configuración del Ep430 se debe asignar una dirección IP para el interfaz de LAN del cifrador (en este caso 14.0.0.2) y otra para la de WAN (11.0.0.1).
Además, se debe introducir una pasarela con la dirección IP del puerto Ethernet del otro router (13.0.0.1) para acceder al Megaplex.
Por otro lado, no es necesario modificar la configuración del Megaplex ni de la antena PBM5 con respecto de la práctica anterior, puesto que, aunque se hayan introducido nuevas redes, no se ha modificado el direccionamiento para estos dispositivos.
En esta última prueba finalmente no ha sido posible establecer las líneas de IRR y HOT entre los multiplexores. Al realizar las comprobaciones de accesibilidad (ping) desde el router del ALG05 para detectar en qué punto de la red se encuentra el fallo, el router no ha sido capaz de acceder más allá del puerto LAN del cifrador al que va directamente conectado (14.0.0.2). Esto podría explicarse teniendo en cuenta que la información que circula entre cifradores no va en claro, por lo que no es accesible para dispositivos externos. Sin embargo, se esperaba que el router sí pudiera comunicarse con el otro router y el Megaplex del ALG03, y no ha sido así, por lo que esta tercera y última prueba ha concluido sin obtener los resultados deseados.
