Sändförbud

Jag har i ett antal tidigare inlägg (bl.a. här, här och här) oroat mig för vår tilltro till civil teknik i militära applikationer. Civila radarstationer saknar primärradar och bygger på att de flygplan den söker efter har en transponder, vilket knappast lede fi eller ett flygplan i nöd med utslaget elsystem lär ha. Civil GPS saknar störskydd och kan t.o.m. "spoofas", d.v.s. via falsk signalering ge felaktig inmätning.

Ett exempel på GPS störkänslighet är det nya mobiltelefonnät som företaget Lightsquared planerade att bygga ut i USA. Deras sändfrekvens ligger obekvämt nära en av de bärfrekvenser som civil GPS använder sig av. Detta samtidigt som amerikanska flygtrafiken blir mer och mer GPS-beroende då man bl.a. är på väg att montera ner de gamla VOR-navigeringsfyrarna på alla mindre flygplatser.

Men nu är det slut för Lightsquared. Federal Communications Commission (FCC), den amerikanska motsvarigheten till PTS - Post och Telestyrelsen här i Sverige drar in Lightsquareds sändningstillstånd. Detta efter att tester visat på att 75% av alla GPS-mottagare störs ut av Lightsquareds signaler.

LightSquared proposed to build an open-access, wholesale wireless broadband network integrating satellite and terrestrial technology, but government testing showed that the network would harm performance of 75 percent of GPS devices. GPS makers and the airline industry (which is building a GPS-based navigation system) were among numerous groups objecting to the plan, raising pressure on the FCC to block it. LightSquared can still fight on, but the NTIA recommendation and subsequent FCC decision dramatically reduce its chances of final success.
...
"This proceeding has revealed challenges to maximizing the opportunities of mobile broadband for our economy," the FCC said in a statement. "In particular, it has revealed challenges to removing regulatory barriers on spectrum that restrict use of that spectrum for mobile broadband. This includes receivers that pick up signals from spectrum uses in neighboring bands. There are very substantial costs to our economy and to consumers of preventing the use of this and other spectrum for mobile broadband. Congress, the FCC, other federal agencies, and private sector stakeholders must work together in a concerted effort to reduce regulatory barriers and free up spectrum for mobile broadband. Part of this effort should address receiver performance to help ensure the most efficient use of all spectrum to drive our economy and best serve American consumers."

Är det rätt väg framåt? Borde inte det vara bättre att förbättra GPS-mottagarnas störkänslighet? Problemet är att det sitter GPS-mottagare i allt från en iPhone till en Airbus 380. Den civila världen har byggt sig fast i en teknik som kommer att bli oerhört svår att förbättra. I militära applikationer bör man nog tänka efter både en och två gånger.

Civilt så utvecklar man nu L5 bärsignalen som bl.a. ska förbättra störkänsligheten. Det lär dock ta ett tag innan den är fullt utbyggd och äldre mottagare kan givetvis inte ta emot denna signal. Sedan tidigare har man utvecklat L2C (c/a signalen skickas även på L2 i.s.f. bara på L1) samt L1C.

Det finns även en L3 frekvens som för tillfället enbart används för att detektera kärnvapenprov.

De enda som inte blir glada över förbättrad GPS-teknik är radioastronomer. L3 signalen blockerar vissa av deras mätningar. Man försöker nu att aktivt dämpa effekten av L3 signalen. Men det går tyvärr inte att göra alla nöjda. Med dagens komplexa kommunikation så bör nog de flesta mätstationer placeras i omloppsbana med antennerna riktade utåt. Annars dränks allt intressant i det omgivande bruset.

Alla är inte ledsna över att GPS-signalerna går att störa. Med rätt kontakter kan man skaffa en GPS-störare om man t.ex. hypotetiskt sett skulle vilja stjäla en bil med GPS-spårning i. Troligtvis inte helt lagligt att anskaffa här i Sverige, men jag blir inte helt förvånad om de redan finns tillgängliga på den svarta marknaden. Bara att fråga första bästa skurk som säljer varor på Sergels torg!

Förtroende bra, kontroll är bättre

Jag har i ett antal tidigare inlägg kommenterat faran med att vara beroende av civil teknik eller teknik kontrollerad av andra länder (t.ex. kryptonycklar för militär GPS). Ett särskilt exempel är GPS. Moderna stridsmetoder kräver precision i insatser och detta kräver noggrann inmätning av positionen på dig själv, målet, egna förband och inte minst vapnets färd mot målet. Utan GPS skulle detta vara mer eller mindre omöjligt. Man är då låst till precisionen hos frifallande vapen eller i bästa fall om man har kontroll på luftrummet så kan man fälla vapen med styrning av laser eller radio. Då är det upp till den som pekar ut målet att göra ett bra jobb och sedan får man hoppas på att tekniken fungerar (målsökare har trots allt en viss felfrekvens och en smart bomb som tappar styrningen kan hamna var som helst).

Men nu börjar det dyka upp massor av alternativa lösningar till det amerikanska GPS-nätet.

- GLONASS. Det ryska GPS-nätet har haft en långsam uppbyggnad då Sovjetunionens fall bromsade utvecklingen, men börjar nu få bra täckning.

- GALILEO. Det europeiska GPS-nätet har länge varit på tapeten. Nu har de första satelliterna skjutits upp med hjälp av en rysk bärraket. Frågan är dock vad som händer med GALILEO med tanke på den europeiska ekonomin?

- Även Indien har sitt program kallat GAGAN.

- Nu har Kinas GPS-nät kallat Beidou, kinesiska för stjärnbilden Stora Björnen(Karlavagnen)/Big Dipper blivit operativt.

China has been working on the system since 2000 to provide an alternative to the US government-run Global Positioning System (GPS).

The move should make China's military less dependent on foreign technology.

A launch earlier this month delivered the tenth of Beidou's satellites into orbit.

Beijing plans to send a further six satellites into space by 2012 to extend the system to most parts of Asia, and then expand the network to a total of 35 satellites offering global coverage by 2020.

Massor av alternativa lösningar!

En positiv människa kan tycka att detta är bra för konkurrensen och ökar tillgängligheten då GPS inte har lika bra täckning överallt. USA är knappast intresserad av att göra livet lätt för ryssar, kineser eller indier.

Men det finns givetvis misstankar om vad systemen kan användas för.

A 2004 study by Geoffrey Forden, a researcher at the Massachusetts Institute of Technology, US, suggested that Beidou could be used to target cruise missiles against Taiwan if a war broke out over the territory. Having its own system would protect China against the risk that the US could turn GPS off.

A 2011 report for the website defensepolicy.org suggested the network could also be used to guide drones to destroy foreign naval forces were China to come under attack.

Det visar att USA, Ryssland, Kina och Europa inte helt litar på varandra och inte vill vara beroende av någon annan. När man bygger upp täckningen över de egna länderna så kommer det nog att betraktas som fullt OK. Men vad händer om t.ex. Kina bygger upp täckning över USA? För kommersiell användning så är detta ju fullt OK, t.ex. att förbättra kinesiska flygbolags långrutter utan att behöva kommunicera med mer än ett system. Men det kan givetvis också användas för mindre önskvärda ändamål.

Köpa COTS och civil teknik kan vara bra ur ekonomisk synpunkt. Men liksom EU inte helt litar på USA så bör Sverige inte helt lita på andra länder. En viss misstänksamhet är bara sund när det gäller säkerhetspolitik.

Civil teknik i militära applikationer (uppdaterad)

Jag har i ett tidigare inlägg tagit upp problematiken med att förlita sig på vanlig civil GPS, då den lätt kan störas ut. Militär GPS är betydligt robustare, men kräver kryptonycklar från USA.

Ett hot som har börjat dyka upp är de nya 4G-näten för trådlös Internet. I USA har man haft stora farhågor att företaget Lightsquared 4G nät skulle störa ut GPS. Prov som genomfördes (där man via NOTAM gick ut och varnade civil trafik att GPS kunde påverkas) visade just på att GPS-signalen stördes.

Nu stoppar amerikanska Senaten finansieringen till utbyggnaden av Lightsquared nätverk fram tills dess att man kan visa på hur nätverket ska konstrueras för att undvika att störa GPS.

The amendment is expected to be offered for inclusion in the Financial Services and Government Affairs Appropriations Bill now before the Senate. That legislation mirrors a companion measure approved by the House of Representatives earlier this year, and comes amidst continually growing opposition to the conditional waiver granted by the FCC earlier this year for LightSquared to build 40,000 transmitters across the country for terrestrial deployment of its proposed broadband wireless network.

The agency suspended that waiver after industry tests revealed overwhelming evidence that LightSquared's network interfered with weaker GPS signals on adjacent frequencies, and it is now deliberating on its next move. The FCC's decision on whether to reinstate the waiver could come by the end of November. Roberts' amendment is the latest move by lawmakers to ensure the agency preserves the GPS signal.

Hotet har tagit skruv. Lightsquared kämpar nu för att hitta lösningar som gör att deras nät inte ska störa GPS.

I Sverige så är 4G under uppstart. Om det blir problem eller inte får vi se. Post och Telestyrelsen som ger tillstånd att använda frekvensband för olika syften brukar dock ha koll på detta, så risken är kanske inte så stor. GLONASS, GPS och GALILEO ligger på frekvensbanden 1164 - 1300 och 1559 - 1610 Mhz. Lightsquared använder frekvensbandet 1525-1559 MHz. Frågan är hur de frekvenser som kommer att användas för 4G stör? Auktionen på 4G frekvensnäten kring 1,8 GHz är avslutade. Tidigare så har 2,6 GHz och 900 Mhz tillåtits för 3/4G.

Den civila tekniken lockar med många finesser. Tyvärr också en hel del nackdelar. Störningen av GPS är bara en fara. Det kan även finnas problem att förlita sig på att systemen fungerar och finns tillgängliga då det verkligen behövs.

I Sverige har det på den senare tiden varit stora problem med tillgängligheten på 3G-nätverken. Förklaringen ska vara att senare generationens mobiltelefoner iPhone, Androidtelefoner m.m. har mjukvara som kräver hög kapacitet av näten. Mobiltelefonbolagen säljer gladeligen abonnemang med Megabit-kapacitet, men pratar tyst om att alla kan inte få denna kapacitet samtidigt.

Ryktet säger dessutom att vissa bolag stänger av kommunikationen för en del appar som sänker näten. Frågan är bara vilka appar? Vilka är beroende av dessa appar? Och då menar jag inte bara för att ha skoj när man sitter på tåget utan för mer seriösa användningsområden.

Privatpersoner blir mer och mer beroende av system som kräver ständig uppkoppling. GPS:er utan databaser som tankar ner sina kartor i realtid från Google är bara ett exempel. Frågan är när applikationerna blir systemsäkerhetskritiska? En karta som visar fel beroende på att delar av den inte kommit fram kan t.ex. resultera i att ett fartyg går på grund. Civila kommersiella flygplan använder dock för det mesta certifierade produkter och databaser som t.ex. Jeppesen. De kommer i ny utgåva var 28:e dag för att säkerställa att de dels alltid är aktuella, men även godkända för bruk i det allt tätare lufthavet. Tyvärr så kanske det är slut med gratis luftfartsinformation på nätet i en snar framtid.

Hur ser det ut för privatflyget? Tittar man på regelverken så gäller samma krav för godkänd elektronik i en liten Cessna 172 som för i en Boeing 747. För att installeras i ett flygplan skall elektronik vara godkänd för den aktuella flygplanstypen, klassen och användningsområdet. Under start och landning skall elektronik och mobiltelefoner som inte är en fast del av flygplanet vara avslagna. Men handen på hjärtat. Hur många är det inte där ute som använder sin iPad för att navigera i luften?

Det pratas mycket om att lägga upp alla sina applikationer och data på det digitala "molnet". Många opponerar sig baserat på fruktan för att säkerheten skall påverkas och information försvinna eller stjälas. Men den största risken är kanske att informationen inte finns tillgänglig när den behövs. Batterier ar slut och kommunikationen störs ut. Hur många av de nya mobiltelefonstationerna har backup för strömförsörjning när stormen Berit fäller elledningarna? Själv så har jag bunkrat upp med några extra vedklabbar till kaminen i lägenheten samt kollat att det finns gasol till mitt Trangiakök.

En smula bakåtsträvande och teknikfientlighet kan ibland vara av godo. Jag har t.ex. fortfarande en "analog" kalender och telefonbok. Men teknikfreaken i mig vill ha en sådan där iPad med Jeppesen och ett bra program för färdplanering. Å andra sidan så är jag rätt så nöjd när jag sitter där med en papperskarta och utskrivna platar för inflygningen en mörk kväll när batteriet i iPaden är slut.

Här finns mer information om frekvensernas användning i Sverige.



"As real pilots know, such warnings are just for the little people!"... :-)



Uppdaterad 11-11-26, 18:38
Jag fick information om den här Youtube-filmen som hanterar just problemet med civil GPS. Klart sevärd!