综合电子信息技术 外军宽带数据链发展综述 金连友 (海军指挥自动化站,北京100841) 摘 要:现代战争中大量信息在不同平台间传送,需要开发宽带数据链。首先对外军装备和在研的通用宽带数据 链进行了介绍,并重点分析了以协同作战能力(CEC)、监视控制数据链网络(SCDLN)、战术瞄准网络技术(1-I1NT)等为代 表的网络化宽带数据链,最后提出了未来宽带数据链向综合化、网络化、高速化、互联互通发展的基本趋势,对国内数 据链的发展与应用具有一定的借鉴意义。 关键词:宽带数据链;通用数据链;网络化数据链 中图分类号:TN926.4 文献标识码:A 文章编号:1003—3114(2008)03—32—3 Overview of Foreign Military Wideband Data Link JIN Lian.you (Navy Command Automation Workstation,Beijing 100841,China) Abstract:In modem warfare,a great deal of information needs to be transmitted among different platforms,which raises a requierment for wideband data link.In this paper,some common wideband data links equipped or being developed in foreign military is introduced first.Then some networked wideband data links,such as cooperative engagement capability(CEC),surveillance and contorl data link network(SCDLN), nad tacticM targeting network technology(11[.NT),are analyzed as emphasis、In the end,a development trend of future wideband data link toward integration,networking,high—rate,interconnection and interworking is summarized,which has some reference value for the development nad application of our domestic data link. Key words: deband data link;common data link;networked data link 0引言 外军对其非常重视,尤其是美国三军,在遵守统一规 范的前提下,积极研制既与通用数据链兼容又各具 在现代高科技作战中,传感器系统、指挥控制系 特点的宽带数据链。 统和武器系统的铰链关系日益紧密,陆、海、空三军 1.1.1通用数据链(CDL) 的作战、舰船、飞机等作战单元之间需要传送大 CDL是美国防部在20世纪90年代初指定的传 量的传感信息和交战指令,使各级指战员共享战场 送图像和信号情报的标准数据链。用于ISR传感 态势,实现快速精确的联合作战行动。为了在分布 器、传感器平台和地(海)面终端之间的通信,是网络 于陆、海、空、天和水下的各种作战平台之间迅速、准 中心战传感器栅格的连接纽带。 确地传送大量信息,就需要开发宽带数据链。 CDL是一个全双工、保密、抗干扰、点到点的数 宽带数据链以高速传输为主要特征,一般工作在 据链,工作于X/Ku频段,其上行链路速率为 较高的微波频段,在传感器、情报处理、指挥控制、火力 200 kbps,下行链路速率有10.71 Mbps、137 Mbps和 单元等实体间传送情报、监视、侦察、指控等战场信息, 234 Mbps ̄种,目前只有10.71 Mbps下行链路是保密 是战场态势感知、协同作战中重要的信息传递纽带,是 的。CDL包括用于视距和超视距传输的一系列可互 信息化战场上多战斗单元协同作战的重要保障。 操作的数据链路,通过指定数据链路的波形和选择 1外军数据链发展现状 硬件配置,可以实现CDL数据链路系列的互操作。 1.1.2战术通用数据链(TCDL) 1.1通用宽带数据链 TCDL是一系列遵循通用数据链路标准的数据 鉴于宽带数据链在高技术战争中的重要作用, 链。它在有人和无人驾驶的飞机之间及其与地(海) 收稿日期:2007一ll一2o 面之间提供安全、可互操作的宽带数据传输。 作者i跨介:金连友(1973一),男,工程师,硕士学位,通信专业。主要 TCDL工作在Ku频段,其上行链路频率范围 研究方向:指挥自动化。 15.15~15.35 GHz,传输速率200 kbps;下行链路频率 32 Radio Communications Technology vO1.34 NO.3 2008 维普资讯 http://www.cqvip.com 综合电子信息技术 范围14.4~14.83 GHz,目前其传输速率是1.544~ 10.71 Mbps,还可扩展到45 Mbps、137 Mbps和 化的CDL。在改进的“联合星”(J.STARS)和新的E. 10飞机上都将装备该数据链,其地面站将作为“全 球信息栅格”的网关。 1.2网络化宽带数据链 274 Mbps。TCDL具有保密功能,范围可达200 km。 1.1.3海军通用数据链路(CDL-N) 海军通用数据链路(CDL.N)即通用高带宽数据 链一舰载终端(CHBDL.ST),提供舰船与机载传感器 平台之间的宽带、全双工数据链路。 CDL.N工作在X/Ku频段,上行链路传输速率 200 kbps,下行链路传输速率10.71~274 Mbps。它采 随着网络中心战概念的实施,以往的数据链已 无法满足多用户节点间进行高效、大容量网络数据 传输的需求。为此,各国纷纷开展了对新型宽带网 络化数据链的研究。 1.2.1协同作战能力(CEC)网络 美国海军的“协同作战能力”(CEC,Cooperative Engagement Capability)系统是网络中心战的一部分。 该系统由数据分发系统(DDS)和协同作战处理器 (CEP)组成,主要有复合跟踪与识别、捕获提示与协 同作战三大功能。CEC通过高速数据链分发系统, 将航母战斗群中各舰艇上的目标探测系统、指挥控 制系统、武器系统和舰载预警机联成网络,实现火控 用异步传输模式(ATM),使用2套舰载天线或1套 相控阵天线,可同时提供在x波段和Ku波段上的 双模操作。 1.1.4“鹰链”(Hawklink) Hawklink是TCDL派生出来的一条全双工空.舰 宽带数据链,工作在Ku频段,下行链路速率10.71~ 45 Mbps,传输距离为200 km。它被设计成可配套使 用的通用数据链,因而可与其他通用数据链之间实 现互通。它具有网络功能,可配置于MH.60R直升 机及其所属水面主舰。 1.1.5海军P-3C战术通用数据链 海军P-3C战术通用数据链用以分发P.3C平台 的航迹数据和接点数据,可提供网络功能。它可为 海上侦察提供与海军通用数据链的机载接口, 为联合特遣指挥官提供ISR数据的关键下行链 路。该数据链采用Ku波段,以数据流的方式实时 级精度的复合跟踪,形成统一、精确的战场态势;综 合协调使用多平台的武器系统,实现对威胁目标火 力打击的协同控制。 CEC网络结构可变,工作在c波段,传输速率 2~5 Mbps,采用了加密、抗干扰措施,具有无节点性 和导航能力,它和战术数据链(TDL)将互为补充。 系统从1998年开始装备于已部署的航母战斗群,今 后将用于构筑无缝的战区防空反导体系。 1.2.2监视控制数据链网络(SCDLN) 监视控制数据链(SCDL)是联合监视与目标攻 传输加密的光电图像、合成和逆向孔径雷达数据、话 音和视频记录数据。 1.1.6多平台通用数据链(MP-CDL) MP.CDL是美空军正在开发的一种新型多平台 击雷达系统(J.STARS,简称“联合星”)最重要的保 密、抗干扰、动态可变的双向监视和控制数据链,专 用于在美国E.8 J.STARS飞机与陆军机动地面站 (GSM)之间,下行传输机载AN/APY.3雷达的MTI和 SAR图像数据,上行发送地面站对雷达的需求指令。 抗干扰通用数据链路,目的是在网络化环境下提供 经济可承受且作战有效的视距、宽带、空一空与空一 地的数据链路。M ̄CDL将安装在“全球鹰”无人机 和其他平台上,其首选机型为多任务指挥与控制、情 报、侦察飞机(简称MMA)。 SCDL主要包括机载数据终端和地面数据终端 两部分。SCDL工作在Ku波段,采用TDMA方式,采 取了加密、高速跳频、纠错和数据冗余等保密、抗干 扰措施。它以最高1.9 Mbvs的速率将机载传感器 MP-CDL可工作在X、Ku、Ka频段,传输速率为 10~274 Mbps,具有很强的抗干扰能力。M ̄CDL具 获取的数据传送给GSM,将GSM对雷达服务的要求 上传到空中平台。 SCDL还能在恶劣环境中提供一个大范围的自 有“网络广播”和“点对点”2种工作模式。采用“网 络广播”模式工作时能够将数据同时发送给32个用 户(最多50个),采用“点对点”模式时可用更强的信 号将数据传送给地面、海上或空中的一个特定用户。 M ̄CDL支持与CDL地面或机载终端间点对点的互 操作。 动信息通信网络,即SCDLN,可实现一架“联合星”飞 机与视距内最多15个地面站组网,完成网内任意节 点间的数据传输。机载空中站作为中继站,可提供 SCDLN网内各地面站问的数据转发。 1.2.3集成数据链(IDL)网络 以色列集成数据链(IDL)EL/K一1850,是为 MP.CDL将在机载与地面ISR平台之间提供网 络中心数据链路,成为军方装备的第一个完全网络 2008年第34卷第3期 无线电通信技术 33 维普资讯 http://www.cqvip.com 综合电子信息技术 地一地、地一空、舰一空、空一空多种应用而设计的 宽带集成数据链网络。该系统可为地面站控制无人 2宽带数据链发展趋势 2.1综合化 机和任务设备提供传输信道。 IDL网络可由多种数据终端构成。该数据链可 工作在UHF、L、S、C、X、Ku频段,上行传输速率可达 2 Mbps,下行传输有多种模式,速率有 2/8/10/71 MbpsJL种。其传输距离为视距360 km, 通过中继可达超视距。 从美军发展数据链的进程看,首先是从各军种 自行研制各自的数据链路起步,随着战争理念的变 化,在联合作战的军事需求牵引下,逐步向着支持三 军联合作战和盟军协同作战的综合化方向发展,不 断提升数据分发能力。 2.2网络化 1.2.4网络数据链(NDL) 波音公司正在研制的网络数据链(NDL)作为 为保证信息的快速、可靠传输,美军不断更新数 据链的技术规范,增强点对多点和多点到多点的网 络传输性能,使其能够在中心节点和多个用户节点 之问进行高效、全双工、短时延网络数据传输,发展 成一种能够满足网络中心战需要的宽带数据链。 一“联合战术无线电系统一集群1”(JTRS Cluster 1)的 部分,可提供ISR所需的高数据速率,工作频率在 2 GHz以上,主要用于地面环境,将各种地面平台尤 其是“未来作战系统”联成网络。 I.2.5编队内飞行数据链(IFDL) 编队内飞行数据链(IFDL)是诺思罗普・格鲁曼 公司专门为F/A一22“猛禽”战斗机开发的,供其在 如今,先进的宽带数据链系统已经将海、陆、空、 天连成一体,它们并不是单一的点式指挥系统,而是 能连接成一个战区或全国的信息传输网。如协同作 战能力(CEC)网络的研制成功被认为是舰队防空战 飞行中传输态势信息、自动(不必采用无线电呼叫) 共享目标与系统数据,具有较低的被截获概率。该 数据链能够使所有编队内的F.22随时相互共享瞄 准数据和系统数据。 1.2.6定向网络波形(DNW)技术 的重大,对网络中心战的能力做出了重大贡献。 目前美各军种正在进行联合研究,拟将CEC系统引 入“爱国者”导弹系统、军级防空导弹系统、E一3预 警机、战区高空陆基雷达系统等,以形成一种真正无 定向网络波形(DNW)技术是波音公司于2004 年公布的战区移动定向通信技术。它采用时分多址 技术,工作频率15 GHz,每条链路数据速率 200 Mbps,通信距离250海里,可同时与另外6个节 缝连接的战区防空反导体系。而美军“联合星”系统 借助于强大的监视控制数据链网络(SCDLN),在波 黑和科索沃战争、伊拉克战争的实战应用中,具有精 确的探测能力和实时情报信息分发能力,为前线指 挥员的决策和作战方案的制定发挥了重要的作用, 受到了军方的高度评价。战术瞄准网络技术 (1TrNT)等新型网络化数据链的研制均表明了宽带 数据链向网络化发展的基本趋势。 2.3高速化 点通信。DNW使用IPv6和移动自组织网络或网状 网络,可使战区中的士兵从同一信息源接收所需的 各类信息。 1.2.7战术瞄准网络技术(1TrNT) “战术瞄准网络技术”(1-I'NT)是由洛克韦尔・柯 现代战争作战区域广阔,作战节奏转换极快,作 战信息需求海量,对自动化指挥系统的数据传输速 率、通信容量等提出了更高的要求。因此,宽带数据 链的技术发展趋势是在兼容现有装备的基础上,积 极开发新的频率资源,拓展数据链带宽,提高数据传 林斯公司负责研制的一种基于因特网协议、高速、动 态、Ad hoc的数据链网络,可实现空军对时问敏感目 标和移动目标的快速瞄准和精确打击。1r】[’NT的核 心技术可以支持基于网络中心战版本的互联网 协议。通过连接战术飞机和地面节点,可以将全球 信息栅格的能力拓展到移动平台上。 1-I'NT是下一代数据链的代表,最多可以包含 200个成员,可以看作大型网络。最近的测试表明, 其网络容量高达10 Mbps,信息延迟为1.7 ins,网络 管理协议更新速率和新用户进人移动自组网的时间 输速率,改进网络结构,增大系统信息容量,不断提 升数据分发能力。美军宽带数据链的上行链路传输 速率将提高到45 Mbps,下行链路提高到1 O96 Mbps, 以满足未来多平台协同作战的大容量传输需求。 2.4互联互通 未来宽带数据链在提高数据链路能力的同时, 均为3 S,作用距离121海里,每个用户的通信容量 为2.25 Mbps。 还将考虑与其他数据链路及已有老系统的兼容性, (下转第61页) 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工程实践及应用技术 信是困难的,因为很难获得一个相对于赤道的“视 化,和其他通信手段相比容量较低,但事实已经证明 角”。在赤道上,大多数通信卫星具有与地球相对位 置不变的轨道。通信系统的天线必须用相对水平面 很低的角度才能“看到”这些赤道附近的卫星。因此 为了达到这样低的角度,天线通常必须放在最高的 可用区。在战术环境下,“最高可用区”是没有遮盖 的,很容易受到敌方的攻击。在较高纬度上,HF通 它仍是一种超视距、可靠的通信方式。它可以作为 短波单边带或超短波无线电、微波视距通信链路、对 流层散射、卫星和有线电话等多种通信手段的一种 替代或补充手段。对于低的数据速率,流星突发和 其他手段相比具有经济的优点,在其他通信手段失 败的情况下,它仍然可以工作。美国、英国、意大利、 俄罗斯等国,北欧及北约司令部很早就采用了流星 信依赖于电离层作传播媒介,电离层常常会因极光 的活动性和极盖吸收事件引起通信中断。流星突发 突发通信系统,并进行了许多次在军事应用方面的 通信就不一样,它工作频率比HF高,受的影响要小 试验研究。许多发展中国家也购置了不少美制流星 得多。 突发通信设备装备。在一些特殊的场合也有很 4.3电子站环境下 多应用,如美国海岸巡逻用以随时向指挥部报 流星突发通信系统的“足迹”较小,它具有低的 告远在900 km以外的舰船位置;日本海上保安厅近 截获率(LPI)和抗干扰特性,使得它能在多种战术环 年也将流星突发通信用于收集海上浮标的数据。在 境下使用。在高强度的战斗中,能不能抗干扰对通 可能出现的现代战争中,流星突发通信无疑是一种 信的质量是非常关键的。一个敌方的干扰机要想对 最终的通信保障,它是一种不可缺少的应急和辅助 流星突发通信系统产生75%的效果,那么它必须处 的远距离通信手段。 在距流星突发通信站lO0 km的范围内。但这在战 术上是不可取的,这样的干扰机需要发射一个功率 参考文献 固定的宽带信号,很容易使它自己成为飞机和炮兵 【1 J FIEDLER DAVID M,ESSMAN LYNN G,VAN DANIEL K. 的靶子。流星突发通信系统很容易受到来自空中的 Ostrand Meteor-burst Communications[C] ∥Army Communicator,Spring/Summer,1995:19—26. 干扰,这也是它的劣势,但是,要想在空中去干扰掉 1 2 J OE1TⅡNG JOHN D.An Analysis of Meteor Burst 流星突发通信系统,对方势必也必须放弃对VHF无 Communication for Military Applications[J].IEEE Trans.on 线电频谱的低端的使用。 Commun,1980,9:19—26. 5结束语 【3 J MUI SHOU Y.A Comparison of Fixed and Variable—Rate Signing for Meteor Burst Communications[J].IEEE Trans.on 尽管流星突发通信的传输速率随日和季节变 Communications,1994,42(2/3/4):26—32. (上接第34页) 充分发挥其高速数据传输的作用。 实现多数据链共同存在、协同作战。多链路协同作 战是指多个数据链通过共享指挥与控制处理器,构 3结束语 成完整的联合数据链体系,为作战指挥系统提供统 由于宽带数据链具有高速传输的优势,能够保 一、完整的战术信息。美空军最近提出的“空中互联 证侦察、监视、情报信息的实时传送,支持快速指挥 网”,其思想就是将各种使用不同数据链路的空中平 决策,是未来信息化战场上战斗力的重要保障。目 台联接起来。 前国外已开发了多种型号的宽带数据链产品,在近 从美军发展数据链的进程看,不仅考虑与各指 几年的局部战争中发挥出重要作用,充分说明宽带 挥控制系统和武器系统的链接,而且还考虑与战术/ 数据链在信息化战场上的重要性。 战略通信网的互通,发展可直接接入全球信息栅格 (GIG)的数据链网络,实现以网络为中心的数据链 参考文献 之间以及数据链与GIG之间的互联,使数据链从一 [1]谭华有.宽带数据链述评[J],国防信息化,2004(1): 个闭环的回路发展成为一个网络节点。装备有宽带 21—23. 数据链的平台可以直接连接到GIG的多个节点,作 [2] 于金华.国外战场数据链发展综述[J].无线电通信技 网络路由器使用,并在多个网络节点之间传送数据, 术,2001,27(5):62—63. 2008年第34卷第3期 无线电通信J-<术 61
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