周朋

【摘 要】隨著信息化戰(zhàn)爭的發(fā)展，數(shù)據(jù)鏈發(fā)揮的作用愈發(fā)顯著。從不同角度給出了戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的概念，介紹數(shù)據(jù)鏈的基本組成和工作流程，簡要分析美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈裝備發(fā)展情況，結(jié)合美軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢，簡單分析我軍數(shù)據(jù)鏈未來重點研究方向。

【關(guān)鍵詞】戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈；結(jié)構(gòu)組成；發(fā)展趨勢

Analysis and Inspiration of Development of US. Forces Tactical Data Links

ZHOU Peng

（The PLA Navy No.91404， Qinhuangdao Hebei 066001，China）

【Abstract】With the development of information warfare， data links play an increasingly significant role. The concept of data links is presented from different angles， the basic composition and working flow of data links is introduced， brief analysis of the development of US. tactical data links equipment， combined with the development trend of US. tactical data links， a brief analysis of the future research direction of our military data links.

【Key words】Tactical data links； Composition； Development trend

0 引言

自上世紀末開始，信息戰(zhàn)爭成為當前和未來戰(zhàn)場的主要形式，而數(shù)據(jù)鏈的建設和發(fā)展，是保障信息戰(zhàn)爭中戰(zhàn)場消息可靠、有效傳輸?shù)闹匾侄?，在一定程度上決定了戰(zhàn)場的成敗。數(shù)據(jù)鏈應用于戰(zhàn)場作戰(zhàn)領域，主要包括戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈寬帶數(shù)據(jù)鏈和專用數(shù)據(jù)鏈[1]。從廣義上來講，所有能夠傳輸信息、實現(xiàn)通信效果的裝備或系統(tǒng)都可以成為數(shù)據(jù)鏈，按照通信基礎理論和技術(shù)角度界定，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈是依據(jù)規(guī)定的消息格式和通信協(xié)議，利用各種先進的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、抗干擾技術(shù)、組網(wǎng)通信技術(shù)和信息融合技術(shù)，以面向比特的方式實時傳輸格式化數(shù)字信息的地/空、空/空、地/地間的戰(zhàn)術(shù)無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，最根本職能是保證信息高效、實時、可靠的傳遞到通信的目的對象，實現(xiàn)戰(zhàn)場信息的互聯(lián)互通。從作戰(zhàn)體系角度看，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈是數(shù)字化戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)平臺（傳感器平臺、指控系統(tǒng)平臺和武器系統(tǒng)平臺）、處理和傳輸戰(zhàn)術(shù)信息的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，是保障作戰(zhàn)體系中全部要素有效連接的紐帶和橋梁[2]。

2 數(shù)據(jù)鏈的基本組成和工作流程

從數(shù)據(jù)鏈的組成角度來看，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括三個基本要素：傳輸通道、通信協(xié)議和標準的格式化消息[3]，傳輸通道可以理解為設備端機、信道設備等，按照通信需求，設置設備的工作參數(shù)，達到信息的交互；通信協(xié)議是數(shù)據(jù)鏈內(nèi)部成員間信息傳輸、數(shù)據(jù)控制遵循的的約定和規(guī)則，包括頻率、波形鏈路、網(wǎng)絡協(xié)議等；標準的格式化消息是數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與作戰(zhàn)平臺信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容，保證傳感器信息、指揮員決策信息和其他信息按照標準的格式傳輸和分發(fā)，實現(xiàn)傳輸信息的共享和各作戰(zhàn)平臺的有機連接。

2.1 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)（Tactical Data System， TDS）的表現(xiàn)形式就是一臺計算機系統(tǒng)，將作戰(zhàn)平臺的信息按照規(guī)定的原則轉(zhuǎn)換成標準的格式化消息，再進行信息的傳輸和分發(fā)。其最關(guān)鍵的特點是采用面向比定義的、固定或可變長度的信息編碼技術(shù)形成標準統(tǒng)一格式的信息方式，保證信息格式的一致性，進而實現(xiàn)與網(wǎng)內(nèi)其他成員對信息具有相同的理解和解讀，達到信息共享的目的。

2.2 接口控制處理器

接口控制處理器（Interface Control Processor， ICP）的主要職責是對不同戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈進行接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)各類信在傳輸通道與作戰(zhàn)平臺間的轉(zhuǎn)換和傳遞。經(jīng)過多年的發(fā)展與完善，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)從最初的各軍兵種專用到能夠?qū)崿F(xiàn)標準統(tǒng)一的各軍兵種間信息有效交互的通用型信息傳輸系統(tǒng)，接口控制處理器的目的就是達成各單元對傳輸信息的一致理解和實時共享，以滿足聯(lián)合指揮作戰(zhàn)的要求。

2.3 傳輸通道

傳輸通道通常是由端機（Data Terminal Set， DTS）和無線信道構(gòu)成，是數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的核心和最基本單元，包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡控制器和密碼設備等。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)對信息傳輸?shù)囊筝^高，需要對數(shù)據(jù)進行整合、處理并過濾掉無用的信息，以達到信息實時傳輸?shù)男Ч⒏鲾?shù)據(jù)終端需要統(tǒng)一的時間基準和位置參考基本，所以傳輸通道既要保證信息的保密?？煽啃?，又要保證高速率的傳輸實時性。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)要求以不同的數(shù)據(jù)速率并結(jié)合不同信道特性來傳輸戰(zhàn)術(shù)信息，信道特性不同，系統(tǒng)性能也會受到影響，因此，傳輸通道應具備高效的調(diào)制技術(shù)和有效地差錯控制技術(shù)。

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的工作過程一般是[4]：首先由作戰(zhàn)單元的主任務計算機將本單元欲共享的戰(zhàn)術(shù)信息，通過戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)按照戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈消息標準轉(zhuǎn)換為標準的格式化消息，接口控制處理器對格式化消息進行處理和轉(zhuǎn)換，最后數(shù)據(jù)鏈端機根據(jù)組網(wǎng)通信協(xié)議處理后，再傳送給信道設備，按照設置好的工作參數(shù)將信息發(fā)送給制定目標。接收方（可以一個或多個）是一套相反的處理流程，首先由其信道設備接收到信號后，經(jīng)過端機按組網(wǎng)協(xié)議進行接收處理，再經(jīng)過接口控制處理器進行處理和轉(zhuǎn)換，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)對格式化消息進行分析和解讀，最后由主任務計算機將解讀的信息已人員可以理解的方式顯現(xiàn)出來，實現(xiàn)人機交互的過程，操作手或指揮員根據(jù)計算機界面顯示內(nèi)容，進行決策或部署。

3 美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈裝備發(fā)展情況

美軍與20世紀50年代開眼研究發(fā)展數(shù)據(jù)鏈，從最早的半自動地面防空系統(tǒng)，具備的一定的數(shù)據(jù)鏈功能和作用，到后開產(chǎn)生具備單一功能的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，如Link-4/4A、Link-11等，這些數(shù)據(jù)鏈在20世紀60年代就已經(jīng)在美國海軍部隊開始使用，可以實現(xiàn)艦艦之間、艦空之間、艦岸之間以及空岸之間的信息交互能力，20世紀70年代中期美軍開始研發(fā)Link-16數(shù)據(jù)鏈，其性能可以滿足各軍種數(shù)據(jù)鏈的互聯(lián)互通，大大增強了聯(lián)合作戰(zhàn)的能力；進入二十一世紀美軍對數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)進行了進一步的發(fā)展與完善，面向多種傳輸通道、多種通信體制、多個數(shù)據(jù)鏈互操作的方向發(fā)展。

Link-4數(shù)據(jù)鏈是用于向戰(zhàn)斗機傳輸無線電指令的非保密UHF頻段數(shù)據(jù)鏈，其數(shù)據(jù)傳輸速率為5Kbps，設計之初只能進行信息單項傳輸，后經(jīng)發(fā)展改進型的Link-4A數(shù)據(jù)鏈，可實現(xiàn)雙向傳輸。Link-4A數(shù)據(jù)鏈采用FSK調(diào)制方式，信道間隔為25KHz，在實戰(zhàn)環(huán)境下，Link-4A數(shù)據(jù)鏈控制站可對多個不同的數(shù)據(jù)鏈子網(wǎng)進行控制，或者使用多個頻率進行信息傳輸[5]。

Link-11數(shù)據(jù)鏈可以工作在HF和UHF兩個頻段，能夠?qū)崿F(xiàn)300n mile的超視距覆蓋和視距范圍內(nèi)的通信，在HF頻段時采用SSB調(diào)制方式，在UHF頻段時則采用FM調(diào)制技術(shù)，在“網(wǎng)絡主控站”的管理下整個網(wǎng)絡進行組網(wǎng)通信，通過主從方式采用標準報文格式、保密雙向的進行輪流詢問、應答的實時傳輸。Link-11數(shù)據(jù)鏈可為入網(wǎng)單元的軍用數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳送且交換軍用數(shù)據(jù)信息[6]。

Link-16數(shù)據(jù)鏈最大的進步是對戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈功能進行了顯著的改進，實現(xiàn)了個軍種數(shù)據(jù)鏈的互聯(lián)互通，采用基于快跳頻體制，其跳速為每秒76923跳。跳頻體制數(shù)據(jù)鏈信號在傳輸過程中具有低截獲率和低跟蹤率，達到了保密通信的目的，并具有很強的抗突發(fā)干擾和抗隨機干擾的能力，即使信號在傳輸過程中丟失50%的脈沖還可重新恢復報文[7]。Link-16數(shù)據(jù)鏈是一種采用時分多址接入方式的無線數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)絡，每個成員根據(jù)網(wǎng)絡管理規(guī)定，輪流占用一定的時隙廣播自身平臺所產(chǎn)生的信息，在不廣播時，則根據(jù)規(guī)定，接收其他成員的廣播信息。

Link-22數(shù)據(jù)鏈是在Link-11上的改進和提升，是一種具備抗干擾、保密可靠、靈活機動的中速率戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，工作頻段同樣是在HF和UHF波段，能夠通過中繼方式拓展通信距離，采用QPSK或8PSK的調(diào)制樣式，確保信息傳輸?shù)目煽啃裕褂肨DMA組網(wǎng)體制構(gòu)成分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，同時增強了網(wǎng)絡的魯棒性。Link-22主要用于海上艦隊同時可在其他各平臺之間實時傳遞控制信息。

4 我軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展方向幾點展望

4.1 建立兼容或統(tǒng)一的格式化信息標準

從美軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展歷程和趨勢可見，格式化信息鏈接了作戰(zhàn)單元和信息傳輸系統(tǒng)，美軍從Link-16開始制定了J系列標準，后續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈格式化消息均在J系列標準上更新完善，并可以兼容J系列標準。從美軍發(fā)展經(jīng)驗看，不斷健全格式化信息標準，建立適用于我軍的數(shù)據(jù)指令指揮方法，并在在實際作戰(zhàn)應用中不斷豐富和完善，檢驗并提高格式化信息對我軍作戰(zhàn)行動樣式的支持程度，明確各類信息內(nèi)涵、編制方法、交互規(guī)則和處理要求，不斷增強數(shù)據(jù)鏈信息標準的適用性、針對性和完備性，以提升利用數(shù)據(jù)鏈格式化指令指揮作戰(zhàn)的水平。

4.2 建立速率高、傳輸距離遠的信息傳輸系統(tǒng)

隨著未來戰(zhàn)場需要獲取和傳輸?shù)男畔⒘恐鸩皆龃螅覕?shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的職責使命和作用范圍不斷增強，對數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的技術(shù)要求也隨之增大。從美軍的數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)的發(fā)展來看，單網(wǎng)傳輸速率從最初的幾K量級，發(fā)展到Link-16已經(jīng)達到M量級，實現(xiàn)了信息傳輸高速化；信息傳輸距離由早期的視距傳輸，發(fā)展到通過艦載、空載/衛(wèi)星中繼擴展視距通信范圍，已經(jīng)達到具備全球覆蓋能力。為滿足我軍當前及未來作戰(zhàn)平臺多用戶、高速傳輸、作戰(zhàn)半徑不多擴大的需求，建立速率高、傳輸距離遠的信息傳輸系統(tǒng)，以及更加可靠的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡必將是未來的發(fā)展趨勢。

4.3 建立多兵種通用型數(shù)據(jù)鏈及可靠的抗干擾技術(shù)

隨著信息化作戰(zhàn)的發(fā)展，未來戰(zhàn)場形式必然是多軍兵種一體化聯(lián)合作戰(zhàn)，需要統(tǒng)一標準的通信傳輸系統(tǒng)，因此，不同軍兵種平臺上裝備的數(shù)據(jù)鏈要實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)、信息互通，才能達到聯(lián)合作戰(zhàn)的效果，目前的我軍數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)只是在各軍兵種之間單獨使用，尚未構(gòu)成數(shù)據(jù)聯(lián)合傳輸體系，發(fā)展多兵種通用型數(shù)據(jù)鏈必定是主要的發(fā)展方向，也是未來戰(zhàn)爭制勝的關(guān)鍵；數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)如此主要的戰(zhàn)術(shù)地位決定其必然是受攻擊的主要對象，因此在發(fā)展通用型數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的同時要研究可靠的抗干擾技術(shù)，大力發(fā)展抗干擾技術(shù)和手段，以適應數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)和未來聯(lián)合作戰(zhàn)的發(fā)展速度。

5 結(jié)論

論文從美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的組成和工作流程出發(fā)，簡要分析了美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈裝備的發(fā)展流程，根據(jù)美軍數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展趨勢，暢談我軍數(shù)據(jù)鏈未來重點研究方向，希望對我軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展具有一定的指導意義。

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