通信過程中電磁頻譜的安全管理研究

田培根

(中國人民解放軍火箭軍,吉林 通化 134099)

0 引言

當前,我國處于信息化技術時代,電磁頻譜管理工作建設發展要與時俱進。 電磁頻譜科學規范管理作為當代軍事信息化建設的核心領域,其主要起到了全面維護電磁空間安全、合理運用電磁頻譜資源的重要作用。 針對電磁頻譜安全管理問題,有關部門必須加強對我國電磁頻譜體系的科學構建工作,積極完善相關法律法規政策,督促管理人員嚴格按照規章制度規范操作,有效解決各類安全管理問題,確保能夠最大程度發揮出電磁頻率在各個行業領域中的價值作用。

1 電磁頻譜安全管理所面臨的挑戰

在現代軍事戰略儲備上,各種武器裝備基本融合應用了大量先進電子設備,而這些電子設備的安全運行使用均離不開電磁頻譜的安全管理工作。 電磁頻譜作為一種重要的公共傳輸媒介,其安全管理問題體現在應用過程容易受到外界干擾攻擊、頻譜資源有限等內容。

1.1 電磁頻譜使用面臨的安全威脅

現代電磁頻譜使用所面臨的安全威脅主要體現在3 個方面,分別是授權用戶違規操作帶來的安全威脅、網絡不法分子惡意攻擊帶來的安全威脅以及非授權用戶非法使用帶來的安全威脅。 市場上一些電磁頻譜的授權用戶為了牟取更多的不良利益,會選擇通過違法違規操作,私自更改電子設備技術參數,常見的有更改設備發射功率、天線等違規操作行為。 這些行為不僅會造成對市場合法用戶或者設備的干擾[1],一定程度上侵犯了合法用戶的切身利益,還會導致電磁頻譜干擾沖突的加劇。 這種電磁頻譜使用安全威脅問題,充分體現出市場上一些非法用戶的貪婪自私心理,需要有關執法部門加強對市場電磁頻譜使用的監督管理工作,杜絕該種行為的發生,從而避免影響到我國電磁頻譜使用的工作效率和公平性。 未經有關部門授權的用戶,通過任意設置使用無線電臺站,對市場無線電業務造成干擾,這種行為應嚴加打擊。 1998 年,我國發生了特大洪水災難,在重慶地區官兵進行防洪救災的關鍵時期,防汛通信專用網頻率受到了嚴重干擾,主要原因是非授權用戶非法操作使用電磁頻譜,一些無線電用戶自身專業能力與素質偏低,由于誤操作給電磁頻譜的安全管理帶來一定威脅。 在網絡信息技術時代,國家與國家之間的戰爭挑戰不僅僅體現在戰場的武器裝備使用上,一些基地組織會利用網絡工具頻繁攻擊國家的電磁頻譜,以獲取有用的數據信息,并干擾正常通信。

1.2 無線業務頻譜需求和有限頻譜資源之間的矛盾

伴隨著我國市場無線業務的不斷快速發展,人們對于電磁頻譜利用提出了更高的需求。 然而實際情況是,電磁頻譜作為一項有限的資源,總有被消耗殆盡的時候,這樣一來就會引發無線業務頻譜需求和有限頻譜資源之間的矛盾,這對安全有序使用電磁頻譜提出了嚴峻的挑戰。 無論是新興無線業務,還是傳統無線業務,它們對于頻譜的需求都在急劇增加。 傳統無線業務像電視廣播、通信等,在應用電磁頻譜過程中,通常采用的是固定獨占方式,該方式會造成電磁頻譜資源利用變得不平衡。 以蜂窩移動通信頻段為例,該頻段最為顯著的特征就是擁擠、頻譜資源供不應求[2]。在醫用、工業等開放頻譜頻段中,有著大量的無線業務,像人們所熟知的無線個人域網絡、無線局域網等,這些無線業務的增長應用會促使開放頻譜呈現出一種飽和狀態,并且還會造成業務之間頻繁發生沖突干擾,從而一定程度威脅到無線業務的安全穩定運行。 而在新興無線業務發展中,比如5G、物聯網以及新興軍事裝備等領域中,都會遇到大量電磁頻譜“缺口”問題。一些新興無線業務只能夠通過占用非授權頻段進行運行,這樣一來就會造成我國非授權的頻段業務種類變得越來越繁雜,導致新興無線業務之間容易出現嚴重的干擾沖突現象。 以軍事領域為例,無論是戰術互聯網,還是軍隊空間預警系統、寬帶數據鏈,它們都需要運用到各種先進的電子信息設備,而這些電子設備的運行需要依賴于安全穩定的電磁頻譜。 軍事裝備之間的信息傳輸從原來的文字數據、語音信息逐漸轉變為圖像視頻等多元信息,對于電磁頻帶使用提出了更高的要求。 由此可見,我國無線業務頻譜需求和有限頻譜資源之間的矛盾將會阻礙到國家安全與經濟的發展,需要及時采取有效控制解決措施。

2 電磁頻譜安全管理的發展需求

伴隨著我國軍隊信息化建設發展腳步的不斷加快,國防建設活動對于電磁頻譜的安全使用需求也會變得越來越大。 由此可見,電磁頻譜安全管理將會成為一項極為重要的工作內容。

2.1 科學保障電磁頻譜資源公平開發使用

有關部門要想保障用頻系統能夠穩定持續的運行,就必須提供充足的電磁頻譜資源,而電磁頻譜資源本身是有限的。 在全球范圍內,各個國家對于頻譜資源的開發使用必須科學有效遵循“先占先得”的基本原則,明確頻譜劃分和使用權利。 由于西方發達國家信息化技術一直處于領先地位,它們在起初就占據了頻譜開發使用的主導地位[3],并率先達成無線電規則,促使其成了可執行的國際法規。 針對電磁頻譜具有地域不可分割性與不可再生性的特征,我國政府必須加強對電磁頻譜資源開發使用的戰略規劃工作,及時采取有效的安全控制管理措施,切實維護好我國電磁頻譜的安全可靠性,充分發揮出其實際性價值作用。

2.2 科學保障合法電磁頻譜不受干擾和限制

即便用頻系統已經具備了能夠合法使用電磁頻譜的權利,但這不等同于其能夠安全正常地使用。 要想科學高效地使用好電磁頻譜,杜絕受到外界各種因素的干擾和限制,就必須注重創新研發應用關鍵技術。國家政府有關部門在電磁頻譜安全管理工作中,要積極加強對頻譜安全管理、頻譜服務、抗干擾、電磁兼容以及新頻段開發等技術的創新研究工作,促使能夠有效提升我國電磁頻譜的安全管理水平,切實維護好電磁頻譜可用性的安全。

2.3 確保電磁頻譜信息不被盜取利用

在使用電磁頻譜過程中,用頻系統可能會受到不法分子的攻擊破壞,導致重要的電磁頻譜信息被盜取利用。 因此,針對不法分子盜取利用電磁頻譜信息的現實安全問題,我國安全部門必須及時采取安全有力的防范控制措施,創新應用安全控制技術與方法,降低電磁頻譜信息被盜的風險。 有關部門需要構建出專業完善的電磁頻譜防泄露控制評價標準和安全防護體系,組建起高能力、高素質的電磁頻譜安全管理人才隊伍,持續加強人才隊伍的培訓教育工作,不斷提高其專業業務能力,并促使他們能夠嚴格按照規章制度規范操作。 此外,相關部門須制定出科學統一的境內外電磁頻譜安全使用秩序,有效規避我國電磁頻譜信息泄露風險,從而更好提升我國電磁頻譜信息的安全保密性。

3 電磁頻譜的安全管理實踐措施

3.1 完善電磁頻譜安全管理政策法規

當前,我國無線電管理最高行政法規是國務院和中央軍委聯合頒布的《中華人民共和國無線電管理條例》。 該條例的頒布實施主要起到了規范無線電管理工作的作用。 然而,其更多的是作為一項行政法規內容,不具備較高的法律效力,無法滿足新時期社會發展的安全管理要求。 由于其授權不夠充分,會容易造成各種違法違規問題不能夠得到有效徹底解決的情況,這樣一來就會給我國電磁頻譜安全管理工作帶來各種不必要的阻礙[4]。 因此,國家政府立法部門要加強對電磁頻譜安全管理政策法規的優化改善作業,科學高效制定出一部能夠具備更高法律效力、管控覆蓋面更為寬廣的電磁頻譜安全管理法律,促使電磁頻譜安全管理行政法規能夠上升到國家法律確認與規范的層次。 國家政府要積極組織召開關于電磁頻譜安全管理工作會議,邀請各行業專家進行商討交流,共同制定出完善的無線電管理法,實現我國電磁頻譜安全管理的有法可依,充分保障國防安全與國民經濟協調發展,避免國家社會利益受到損害。

3.2 強化電磁頻譜標準規范建設

為了順利實施電磁頻譜的安全管理工作,相關部門必須加強對電磁頻譜的標準規范建設。 當前,我國電磁頻譜安全管理標準規范內容主要涵蓋了通用基礎標準、頻率管理標準、臺站管理標準、電磁頻譜檢測和設備檢測標準、電磁兼容標準以及電磁頻譜管理設備標準。 相較于西方發達國家,我國在電磁頻譜標準規范建設工作過程中,各項管理標準內容還不夠完善,存在著一定的不足之處。 針對于此,國家政府要發揮出自身的市場主導作用,高度重視電磁頻譜標準規范建設工作,適當加大對電磁頻率規劃論證、頻率資源需求預測以及頻率規劃評估分析等內容的建設投資力度[5],科學明確電磁頻率規劃方面的技術規范標準。除此之外,伴隨著我國戰略利益空間的持續拓展,有關部門必須切實維護好國家電磁空間安全。 這也將會成為未來電磁頻譜安全管理的關鍵內容。 然而,我國電磁空間安全監管水平較為落后,嚴重缺少專業技術標準規范,從而無法實現對用頻設備電磁頻譜安全的科學有效評估。 因此,有關部門必須及時明確制定出關于電磁頻譜安全管理的標準規范,優化改善標準規范內容,重點加強電磁頻率規劃和頻譜安全規范標準建設工作。

3.3 科學規劃使用電磁頻譜資源

針對我國無線業務頻譜需求和有限頻譜資源之間的矛盾問題,國家政府有關部門必須做好科學規劃電磁頻譜資源工作,這是實現全面維護電磁頻譜安全的重要前提之一。 在科學規劃使用電磁頻譜資源過程中,首先要做好電磁頻譜的安全立法工作,科學有效地制定出一套門類齊全的電磁頻譜安全技術標準,促使電磁頻譜安全管理能夠做有法、有標可依;其次是要深入開展電磁頻譜規劃使用理論與技術研究應用工作,安排專業技術人員展開對無線業務與個行業領域用品需求的預測評估工作,準確總結分析出電磁頻譜供求矛盾和頻譜兼容共用方式,并定量評估出電磁頻譜資源規劃的風險效益,優化配置利用好電磁頻譜資源,最大程度提升我國電磁頻譜資源的利用率;最后要科學有序開展無線電設備的頻譜認證作業,避免出現各種電磁污染問題,影響到我國電磁頻譜的安全可靠使用。

3.4 加強裝備手段建設工作

當前,我國電磁頻譜安全管理裝備手段內容主要涵蓋了電磁頻譜管控系統、電磁頻譜資源規劃系統、電磁兼容分析系統以及電磁頻譜監測和探測系統等。 伴隨著國民經濟的不斷增長,科學技術的不斷創新,我國電磁頻譜管理裝備手段建設已走在全球所有國家的軍事發展前列。 特別是在無線電監測方面,我國的短波監測網和衛星監測站建設已經形成了較大的規模。 我國還需努力實現軍民融合電磁頻譜管理發展目標,強化電磁頻譜裝備手段建設的科學統一規劃工作。 軍民融合頻譜聯合監測網結構的建設主要采用了兩種不同方式,一種是短波監測和衛星監測的軍民融合監測網,一種則是超短波監測的軍民融合監測網。 我國軍隊可以結合實際情況和發展趨勢要求,合理運用短波監測車、衛星監測車等移動監測設備,同時在無線電監測中心與我國軍聯合電磁頻譜監測控制中心構建專線,這樣一來就能夠完成聯合監測網的互聯互通任務,大大提升電磁頻譜的安全監測管理水平。 除此之外,我國軍隊還需要加強電磁頻譜安全管理人才隊伍的建設培養工作,確保能夠構建出一只懂指揮、會管理的復合型電磁頻譜安全管理技術人才隊伍,他們能夠面對各種電磁頻譜安全管理問題,及時采取有效的解決控制措施,協調好軍隊的電磁頻譜安全管理工作。

4 結語

綜上所述,在社會發展新時期,電磁頻譜資源的開發利用管理工作尤為重要,國家政府除了要引導市場創新研究應用頻譜資源的使用技術,還必須加強電磁頻譜的安全管理工作,認真做好頻譜資源的規劃使用工作,合理協調各要素使用頻譜的需求,避免設備之間出現干擾或頻譜信息被不法分子盜取利用的現象。 國家政府要積極完善電磁頻譜安全管理政策法規,強化電磁頻譜標準規范建設,優化設計出軍民融合頻譜聯合監測網結構,全面提升電磁頻譜的安全控制管理水平。