大家都知道,美軍發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)。但是,你也許不知道,今天的移動通信網(wǎng)絡(luò)的前身正是美軍的MSE (Mobile Subscriber Equipment,美軍移動用戶設(shè)備系統(tǒng))。
80年代,美軍開始尋找新的技術(shù)來升級軍事通信網(wǎng)絡(luò),希望新的軍事通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供更廣范圍的覆蓋、更好的糾錯能力和更高的數(shù)據(jù)容量,并且能夠提供自動路由和交換功能。
1985年,美軍選擇了通用動力(前身為GTE)為主要合作商。通過大量的研究,終于開發(fā)出了MSE系統(tǒng)。MSE,即Mobile Subscriber Equipment,就是今天手機(jī)終端的前身。
沙漠風(fēng)暴行動中的MSE移動通信車
通信技術(shù)很多都是從軍用發(fā)展到民用的,軍事通信通常領(lǐng)先于民用通信。比如,前段時間媒體報道稱,美軍正在利用移動自組織網(wǎng)增強(qiáng)通信能力。美軍的移動自組織網(wǎng)技術(shù)正由研究和開發(fā)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)和部署,并且通過美陸軍負(fù)責(zé)指揮、控制和戰(zhàn)術(shù)通信的項(xiàng)目執(zhí)行辦公室,利用“聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)”項(xiàng)目開發(fā)出一系列具有互操作性的軟件定義無線電技術(shù),協(xié)助裝備較弱的用戶實(shí)現(xiàn)移動自組織網(wǎng)能力。不管是自組織網(wǎng)絡(luò)還是軟件定義無線電,這些都是未來民用移動通信技術(shù)的發(fā)展方向。
今天,我們就來聊一聊美軍的通信能力。
美軍現(xiàn)役通信系統(tǒng)分戰(zhàn)略通信系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)兩種。
一、戰(zhàn)略通信系統(tǒng)
美軍戰(zhàn)略通信的主要職責(zé)是保障美軍最高指揮當(dāng)局(總統(tǒng)和國防部長)與參聯(lián)會、各軍種部、九大聯(lián)合司令部、情報機(jī)關(guān)、核戰(zhàn)略部隊(duì)、各大軍事基地和各戰(zhàn)區(qū)部隊(duì)之間通信聯(lián)絡(luò)的暢通,以確保最高指揮當(dāng)局對全球美軍的指揮和控制。目前,美國總統(tǒng)通過戰(zhàn)略通信系統(tǒng)逐級向第一線作戰(zhàn)部隊(duì)下達(dá)命令,最快只需3分鐘–6分鐘;在緊急情況下,總統(tǒng)可越級向戰(zhàn)略核部隊(duì)下達(dá)命令,最快只需1分鐘–3分鐘時間。
美軍的戰(zhàn)略通信系統(tǒng)主要由國防通信系統(tǒng)、國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)、最低限度應(yīng)急通信網(wǎng)等組成。
1、國防通信系統(tǒng)由國防通信局管理,主要采用有線通信、無線電通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等多種手段,線路總長6729萬多公里,覆蓋五大洲80多個國家和100個地區(qū)的3000多個軍事指揮所和工作站。新一代國防通信系統(tǒng)的一個重要組成部分是國防數(shù)據(jù)網(wǎng),該網(wǎng)把部署在全球各地美軍各軍兵種的數(shù)據(jù)網(wǎng)聯(lián)成了一體,使得美軍各軍兵種部隊(duì)之間可以輕易完成話音、圖像、傳真和數(shù)據(jù)通信以及發(fā)電子郵件等通信業(yè)務(wù)。
2、國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCSⅢ) 是美國戰(zhàn)略遠(yuǎn)程通信的支柱,該系統(tǒng)由位于赤道上空地球同步軌道上的14顆衛(wèi)星組成,主要工作在超高頻波段(后4顆衛(wèi)星上增設(shè)了特高頻通信),可為東太平洋、西大西洋、東大西洋、印度洋和西太平洋等五個區(qū)域的美國陸、海、空三軍提供加密且可靠的全球通信服務(wù)。
3、最低限度應(yīng)急通信網(wǎng)(MEECN)則專供美國總統(tǒng)在核戰(zhàn)條件下與陸、海、空三軍核部隊(duì)的通信與指揮。該系統(tǒng)由空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)、海軍陸基甚低頻電臺廣播網(wǎng)、海軍“塔卡木”機(jī)載甚低頻對潛通信系統(tǒng)、海軍極低頻對潛通信系統(tǒng)和陸軍“地波應(yīng)急網(wǎng)”等若干專用通信系統(tǒng)組成,其中:
——空軍衛(wèi)星通信系統(tǒng)是空軍和國防部指揮空軍戰(zhàn)略部隊(duì)傳遞緊急文件的主要通信手段,其地面終端為AN/ARC–171(V)特高頻衛(wèi)星通信機(jī),目前美國空軍的戰(zhàn)略轟炸機(jī)和加油機(jī)都安裝了此類終端。
——海軍陸基甚低頻電臺廣播網(wǎng)在其本土、日、英、澳、巴拿馬等地架設(shè)了11個500KW以上的大功率甚低頻電臺,每個電臺的天線陣有7–26個鐵塔,塔高最高達(dá)383米,該網(wǎng)可在危機(jī)時刻向地處全球各大洋的美軍核潛艇傳達(dá)緊急命令。
——海軍“塔卡木”機(jī)載甚低頻對潛通信系統(tǒng)是美國海軍對潛通信最主要的抗毀手段,目前該系統(tǒng)使用E-6B飛機(jī),其甚低頻天線采用一長一短的雙拖曳天線(7925米/1220米),最大輸出功率可達(dá)250KW,能有效地保障最高指揮當(dāng)局與戰(zhàn)略核潛艇部隊(duì)之間的通信聯(lián)絡(luò)。
——海軍極低頻對潛通信系統(tǒng),無線電波對海水的穿透能力與其波長有正相關(guān)性,30–300Hz的極低頻波長(1000–10000km)極長,其對海水的穿透能力可達(dá)100 米以上。因此,依靠該系統(tǒng),美國海軍能與潛航在80米以下數(shù)千公里之外的戰(zhàn)略核潛艇建立通信聯(lián)絡(luò)。
——陸軍“地波應(yīng)急網(wǎng)” 在全國建有400座高299米的鐵塔,其頻率范圍為150K–175KHz,該網(wǎng)的抗毀性能很強(qiáng),即使其中的200個中繼節(jié)點(diǎn)被摧毀也不會影響該網(wǎng)的整體效能。因此,陸軍“地波應(yīng)急網(wǎng)”能有效地保障美軍最高指揮當(dāng)局在遭受核襲擊后仍然可以向戰(zhàn)略核部隊(duì)下達(dá)核報復(fù)的作戰(zhàn)指令。
二、戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)
戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)一般是指集團(tuán)軍以下的各級通信系統(tǒng),其主要作用是為作戰(zhàn)部隊(duì)提供保障戰(zhàn)役或戰(zhàn)斗順利進(jìn)行所必須的通信聯(lián)絡(luò)。
戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)主要由基本通信工具、平臺通信系統(tǒng)和野戰(zhàn)地域通信網(wǎng)構(gòu)成,其中基本通信工具主要有無線電臺、數(shù)據(jù)鏈、通信衛(wèi)星、電話、傳真等基礎(chǔ)設(shè)施;平臺通信系統(tǒng)主要指飛機(jī)、坦克、水面艦船和潛艇等作戰(zhàn)平臺以及指揮所的通信設(shè)施;野戰(zhàn)地域通信網(wǎng)是指在一定的作戰(zhàn)地域內(nèi)開設(shè)若干個干線節(jié)點(diǎn)或通信中心,通過電纜、光纜、微波中繼線路、衛(wèi)星通信線路和機(jī)載中繼線路以及數(shù)據(jù)鏈路等方式互連,形成一個柵格狀可移動的公用干線網(wǎng),而各級指揮所、各種作戰(zhàn)平臺以及其它移動用戶要想傳輸或獲取話音、視頻和數(shù)據(jù)等戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)信息,都必須通過其入口節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)。
美軍現(xiàn)役戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)主要有:
1、“獵鷹”(Falcon)戰(zhàn)術(shù)無線電臺
其型號主要有“獵鷹II”和“獵鷹Ⅲ”系列產(chǎn)品,其中:
“獵鷹II”AN/PRC-150(C)背負(fù)式/車載式高頻無線電臺,頻率覆蓋范圍1.6–60MHz,傳輸速度為9.6千字節(jié)/秒,可兼?zhèn)涞貙Φ睾偷貙胀ㄐ牛転樘幵谄h(yuǎn)地區(qū)和被崎嶇地形包圍的美軍提供遠(yuǎn)程超視距保密的語音和數(shù)據(jù)等態(tài)勢感知信息。
“獵鷹Ⅲ”AN/PRC-152(C)手持式多頻段無線電臺,一種具有可編程加密和波形升級能力的軟件無線電系統(tǒng),可為美軍提供絕密級的語音和數(shù)據(jù)通信,其中包括特高頻(UHF)地對地視距通信、近距離空中支援和戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信服務(wù)。
“獵鷹”III AN/PRC-117G寬帶便攜式無線電臺,這也是一種軟件定義可升級的無線電臺,具有較強(qiáng)的寬帶聯(lián)網(wǎng)能力,可用于美軍網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字戰(zhàn)場的構(gòu)建。該電臺工作在VHF/UHF頻段,可為美軍提供保密的移動語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
此外,“獵鷹”系列產(chǎn)品中還有其它多種型號,如“獵鷹Ⅱ”RF-5800M多頻帶無線電臺、RF-5800V超高頻無線電臺和“獵鷹Ⅲ”RF-7800W大容量視距無線電臺、RF-7800V甚高頻戰(zhàn)網(wǎng)無線電臺等等。
2、單信道地面與機(jī)載無線電系統(tǒng)(SINCGARS即“辛嘎斯”電臺)
該系統(tǒng)是一種甚高頻/調(diào)頻系列無線電臺,型號有背負(fù)式、車載式和機(jī)載式,采用了微處理機(jī)、擴(kuò)頻、跳頻、反電子干擾和模塊化結(jié)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù),能夠以16 kbps速度發(fā)送加密的語音、模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),主要為美軍旅、營及其低層次單位作戰(zhàn)提供視距通信服務(wù),十分適宜于執(zhí)行戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的坦克、步戰(zhàn)車、直升機(jī)、火炮或者排、班、組等小部隊(duì)使用,是美軍戰(zhàn)場指揮員在前沿20公里的范圍內(nèi)指揮部隊(duì)和空中支援的主要手段,僅陸軍使用的數(shù)量就超過了25萬部。
3、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)
目前,美軍正在逐步對現(xiàn)役通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化項(xiàng)目改造,以適應(yīng)未來數(shù)字化戰(zhàn)場的需要,聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)就是其中的一個重要項(xiàng)目。它是美軍唯一一種可適用于所有軍兵種要求的通用新型系列(數(shù)字)戰(zhàn)術(shù)電臺,其作用主要用于逐步取代美軍各軍兵種現(xiàn)役的20多個系列約125種以上型號的75萬部電臺。
聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)工作頻率范圍(2MHz–3GHz)極寬,基本覆蓋了高頻/甚高頻/特高頻波段,型號有手持式、背負(fù)式、車載式、機(jī)載式、艦載式和固定式等,其主要特點(diǎn)為多頻段多模式多信道、可網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),這使得JTRS各種型號的電臺在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境下不僅能做到相互之間兼容互通,而且還可通過其跨頻段跨時空的橫向和縱向網(wǎng)絡(luò)為分布在廣闊戰(zhàn)區(qū)內(nèi)不同地域的美國陸、海、空和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提供遠(yuǎn)程超視距且安全可靠的語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻通信,因而聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)未來有望成為美軍在數(shù)字化戰(zhàn)場中的主要通信手段。
4、通用數(shù)據(jù)鏈Link16
美軍現(xiàn)役數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)主要有通用數(shù)據(jù)鏈Link4、Link11、Link16和Link22以及一些專用數(shù)據(jù)鏈如用于情報、監(jiān)視與偵查等數(shù)據(jù)傳輸?shù)腎SR數(shù)據(jù)鏈、彈藥數(shù)據(jù)鏈和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈等等,其中Link16占據(jù)主導(dǎo)地位,該數(shù)據(jù)鏈工作在特高頻波段,是美軍三軍通用的具有加密、擴(kuò)頻、跳頻抗干擾能力的一種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈,可以為美軍提供近實(shí)時的數(shù)據(jù)通信、導(dǎo)航和敵我識別等多種服務(wù),其第一代終端設(shè)備JTIDS(聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng))共有17種型號,最大通信距離達(dá)800千米(使用衛(wèi)星可全球通信);其第二代終端設(shè)備MIDS(多功能信息分發(fā)系統(tǒng))不僅具備了更強(qiáng)的抗干擾數(shù)字化語音與數(shù)據(jù)保密通信功能,而且還可以通過自動中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)超視距通信。
Link16廣泛配備給美軍的艦艇(如海軍的航母、巡洋艦、驅(qū)逐艦和兩棲攻擊艦等)、預(yù)警機(jī)(如空軍的E-3A“哨兵”預(yù)警機(jī)、海軍的E-2C“鷹眼”預(yù)警機(jī)等)、戰(zhàn)斗機(jī)(如空軍的F-15、F-16,海軍的F/A-18A和F-14艦載戰(zhàn)斗機(jī)等)、轟炸機(jī)(B-1、B-2和B-52戰(zhàn)略轟炸機(jī))、偵察機(jī)和指揮控制飛機(jī)(如空軍的RC-135戰(zhàn)略電子偵察機(jī)、E-8聯(lián)合監(jiān)視與目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)飛機(jī)、EC-130機(jī)載戰(zhàn)場指揮控制中心,海軍的P-3偵察巡邏機(jī)等等)以及陸軍的地面指揮控制中心、“愛國者”導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等等。
Link-16數(shù)據(jù)鏈在美軍戰(zhàn)術(shù)體系中的作用十分重要,它可以把衛(wèi)星、偵察機(jī)和預(yù)警機(jī)等各種探測系統(tǒng)獲得的戰(zhàn)術(shù)信息匯集起來,分發(fā)到戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的美軍各軍兵種部隊(duì),使各級指揮員都能夠同步近實(shí)時地感知戰(zhàn)場態(tài)勢,為美軍在大規(guī)模三軍協(xié)同聯(lián)合作戰(zhàn)中快速實(shí)施指揮決策、戰(zhàn)術(shù)機(jī)動和戰(zhàn)術(shù)控制等創(chuàng)造了必要條件。
5、戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)
在現(xiàn)代戰(zhàn)場上,美軍的高速機(jī)動性往往突破了其地面戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)的保障范圍,此時衛(wèi)星就成了美軍最重要的通信手段,因?yàn)樾l(wèi)星覆蓋面廣,三顆地球同步衛(wèi)星就可以覆蓋全球,幾乎不存在通信盲點(diǎn)。美軍的戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星體系十分龐大,種類繁多,其中有:
——國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCSⅢ)是一個由14顆衛(wèi)星組成、以超高頻(SHF)通信為主的寬帶系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅可以為國家最高指揮當(dāng)局擔(dān)負(fù)戰(zhàn)略通信任務(wù),而且還可以為美國陸、海、空三軍戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)包括陸基固定和移動用戶以及一些大型軍艦和飛機(jī)提供大容量、高傳輸速率、保密和抗干擾的寬帶通信服務(wù)。
——特高頻后繼星衛(wèi)星通信系統(tǒng)(UFO)是一種工作頻段為特高頻和極高頻的窄帶系統(tǒng),由11顆衛(wèi)星組成,運(yùn)行在地球同步靜止軌道上,每顆衛(wèi)星可提供39個信道,該系統(tǒng)是美國海軍最重要的戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng),,主要為艦艦、艦岸和艦與飛機(jī)之間提供話音、數(shù)據(jù)鏈路。此外,該系統(tǒng)還可為美國空軍、陸航飛機(jī)和無人機(jī)等提供通信服務(wù)。
——軍事星系統(tǒng)(Milstar)目前在軌5顆,這是一種波束覆蓋全球的極高頻對地靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng),能夠?yàn)槊儡娐?lián)合部隊(duì)提供一個受保護(hù)的全球通信網(wǎng)路,其最大特點(diǎn)是地面終端發(fā)送和接收的信息(語音、資料、圖像或視頻等)可直接通過其它衛(wèi)星中繼,而不必經(jīng)過地面站的中轉(zhuǎn),因此,在地面站被摧毀的情況下,仍可保持系統(tǒng)的有效性。該系統(tǒng)支持的車載式接收機(jī)能夠完全適應(yīng)陸軍師團(tuán)級的作戰(zhàn)要求;便攜式接收機(jī)可適用于班組等小股部隊(duì);而機(jī)載和艦載接收機(jī)則可保障空軍和海軍的戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)通信需求。
——全球廣播系統(tǒng)(GBS)是由搭載在“特高頻后繼星”上的容量極大的Ka波段組成的一種單向高速寬波束廣播通信系統(tǒng),世界各戰(zhàn)區(qū)的美軍戰(zhàn)術(shù)用戶隨時都可通過該系統(tǒng)的便攜式終端得到各類大量信息。
目前,美軍的衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)正處在更新?lián)Q代階段,即美軍正在以“寬帶全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)(WGS)”取代“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCSⅢ)”,以“移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)”接替“特高頻后繼星系統(tǒng)(UFO)”,以“先進(jìn)極高頻系統(tǒng)(AEHF)”替換“軍事星系統(tǒng)(Milstr)”等,這些新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)的帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率和信道數(shù)量將呈指數(shù)級增長,而保密性、抗干擾性、低截獲率和波束覆蓋范圍等其它性能指標(biāo)也將得到全面提升,如一顆“寬帶全球衛(wèi)星通信”衛(wèi)星的信息傳輸能力是一顆“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”衛(wèi)星的10倍;一顆“先進(jìn)極高頻”衛(wèi)星的容量是一顆“軍事星”衛(wèi)星的12倍;一顆“移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)”衛(wèi)星比一顆“特高頻后繼星”衛(wèi)星的信息傳輸能力提高10倍,容量提高15倍等。
6、機(jī)載通信系統(tǒng)
美軍機(jī)載通信系統(tǒng)通常包括無線電通信電臺、衛(wèi)星通信終端設(shè)備以及Link16數(shù)據(jù)鏈(即聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)“JTIDS”)等。其中:
ARC–210型甚高頻/特高頻電臺,其頻率范圍為30–512兆赫,主要用于調(diào)幅(AM)/調(diào)頻(FM)視距通信,可為用戶提供高性能抗干擾保密的雙向多模式語音和數(shù)據(jù)通信以及圖象傳輸?shù)韧ㄐ艠I(yè)務(wù),其ARC–210(V)衛(wèi)星通信接收機(jī)還可為用戶提供(超視距)衛(wèi)星通信服務(wù)。目前已有30,000多套安裝在B–52、F/A–18E/F等海陸空10多種戰(zhàn)機(jī)上,包括直升機(jī)和無人機(jī),是美軍一種標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)載無線電臺。
ARC-231型甚高頻/特高頻電臺,一種軟件可編程無線電系統(tǒng),目前已有5000多部裝備在美陸航飛機(jī)和部分空軍飛機(jī)上。該電臺可為美軍提供多波段、多模式優(yōu)質(zhì)語音和數(shù)據(jù)視距通信以及(超視距)衛(wèi)星通信服務(wù)。
戰(zhàn)斗軌道II(Combat Track II)機(jī)載衛(wèi)星通信系統(tǒng),該系統(tǒng)目前已有500多套安裝在美空軍運(yùn)輸機(jī)和轟炸機(jī)上,如C-130、C-17、B-52和B-1飛機(jī)等,主要為機(jī)組人員提供指揮和控制信息以及飛機(jī)與空中作戰(zhàn)中心之間的超視距保密通信。
美軍現(xiàn)役機(jī)載無線電通信電臺和衛(wèi)星終端還有SRT-470(高頻)、ARC-310(高頻)、ARC-190(高頻)、ARC-171(超高頻)、ARC-164(甚高頻)、ARC-222、SINCGARS“辛嘎斯”和KY-58保密話音通信系統(tǒng)以及ARC-171(V)特高頻衛(wèi)星通信機(jī)、ASC-19衛(wèi)星終端等。
而Link16數(shù)據(jù)鏈則可安裝在美軍大部分戰(zhàn)機(jī)上,其功能除了視距通信外,還可通過衛(wèi)星中繼實(shí)現(xiàn)全球通信。
未來,ARC-210型等電臺和聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)“JTIDS”
將被“聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)”(JTRS)和“多功能信息分發(fā)系統(tǒng)”(MIDS)取代,這兩種系統(tǒng)將成為美軍主流機(jī)載通信設(shè)備以適應(yīng)美軍從“平臺中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的轉(zhuǎn)型。
7、艦載通信系統(tǒng)
美軍艦載通信系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和無線電臺等。其中:
(1)、艦載數(shù)據(jù)鏈
美國海軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈實(shí)質(zhì)上是一種艦載自動化通信系統(tǒng),其主要型號有4A號鏈、11號鏈、14號鏈和16號鏈等等,主要用于解決艦船與艦載機(jī)之間、艦與艦之間、艦與岸之間以及機(jī)與機(jī)之間的通信問題,包括數(shù)據(jù)、數(shù)字語音、圖形、圖像、文本等各種格式信息的傳輸。
4A號鏈工作在特高頻(UHF)頻段,標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為600–5000bps,主要用于在水面艦艇與艦載機(jī)之間建立信息共享的鏈接關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)航母或E-2預(yù)警機(jī)對艦載作戰(zhàn)飛機(jī)的指揮、控制和引導(dǎo)。
11號鏈工作頻段為高頻(HF)和特高頻(UHF),主要用來鏈接海上艦艇、空中艦載機(jī)和陸基節(jié)點(diǎn),使參戰(zhàn)的美海軍各戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)彼此之間能夠交換戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)鏈主要使用高頻,因而可進(jìn)行超視距通信,其標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為1200bps;使用特高頻時,標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為2400bps,可在視距范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種作戰(zhàn)平臺的互連。
16號鏈工作頻段為特高頻(UHF),它把數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用范圍從海軍單一軍種擴(kuò)展為陸海空三軍通用,而且可與4A號鏈或11號鏈互操作。該數(shù)據(jù)鏈可以用來鏈接海軍的艦艇、艦載機(jī)和空軍的預(yù)警機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)以及陸軍的防御系統(tǒng)等,現(xiàn)已成為美軍用于指揮、控制和情報的主要戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。
(2)、艦載衛(wèi)星通信系統(tǒng)
美軍艦隊(duì)超視距通信主要依靠衛(wèi)星通信系統(tǒng),如“特高頻后繼星衛(wèi)星通信系統(tǒng)”(UFO)、超高頻“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”(DSCSⅢ)和極高頻“軍事星”(Milstar)衛(wèi)星通信系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)通常安裝在美國海軍11艘“尼米茲”級航空母艦、22艘“提康德羅加”級導(dǎo)彈巡洋艦、60艘“阿利·伯克”級導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、30艘“佩里”級導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦、8艘“黃蜂”級兩棲攻擊艦等大中小型艦船上,可充分保障美軍艦隊(duì)對數(shù)據(jù)、語音、圖像、文本等大量戰(zhàn)術(shù)信息的實(shí)時需求。其中:
“特高頻后繼星衛(wèi)星通信系統(tǒng)”(UFO)是一種窄帶系統(tǒng),因此可重點(diǎn)支持需要語音或低數(shù)據(jù)速率通信的用戶包括移動用戶和小型終端用戶,非常適合海軍艦艇使用。目前美軍特高頻頻段用戶終端約有7500套,其中大部分是海軍用戶,其艦載終端主要有AN/SRR-1(特高頻UHF)和AN/WSC-3(特高頻UHF),可為美國海軍大中小型艦艇提供可靠的窄帶通信能力。
超高頻“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”(DSCSⅢ)是一種寬帶系統(tǒng),最大特點(diǎn)是容量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高和抗干擾能力較強(qiáng)。該系統(tǒng)用戶里包括了美國海軍的大型艦艇和岸基固定或移動終端站,其艦載標(biāo)準(zhǔn)終端為AN/WSC-6(超高頻SHF),通常安裝在航空母艦和帶拖曳陣監(jiān)視系統(tǒng)的艦艇上等。通過“國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)”,美國海軍已經(jīng)在太平洋、大西洋和印度洋上建立起了一套能在若干個艦艇和各種岸基終端站之間進(jìn)行可靠鏈接的通信系統(tǒng)。
極高頻“軍事星”衛(wèi)星通信系統(tǒng)(Milstar),其主要特點(diǎn)是采用了星際間鏈路,通信范圍因此而覆蓋了世界各大洋且整體抗毀性強(qiáng),能在核戰(zhàn)條件下,為美國海軍艦隊(duì)尤其是戰(zhàn)略核潛艇部隊(duì)提供可靠的通信保障;其次該系統(tǒng)抗天線尺寸小,可采用自適應(yīng)天線調(diào)零技術(shù),大大地提高了其抗干擾能力。而且,該天線是一種高增益萬向銳方向性射束天線,能發(fā)射輪廓分明的點(diǎn)波束,因此,該系統(tǒng)可以用來保障美軍海上特遣部隊(duì)在特殊地域作戰(zhàn)的通信。
“軍事星”是美軍一種三軍通用的衛(wèi)星通信系統(tǒng),其海軍用戶終端為AN/USC-38(極高頻EHF),現(xiàn)在已有數(shù)百套安裝在美國海軍各型水面艦艇、潛艇和岸基終端站上。此外,“軍事星”還保留了4條特高頻信道,可以和美國海軍現(xiàn)有的特高頻用戶兼容,此舉大大地拓展了“軍事星”在海軍的應(yīng)用范圍。
目前,美軍下一代“先進(jìn)極高頻”(AEHF)衛(wèi)星的海軍多波段終端(NMT)已經(jīng)研發(fā)成功,它可以將美軍現(xiàn)役衛(wèi)星系統(tǒng)、即將服役的衛(wèi)星星座以及未來通信衛(wèi)星系統(tǒng)鏈接起來,使得美軍的艦船可以使用同一種天線就能與不同的衛(wèi)星之間進(jìn)行通信,確保了信息的無縫鏈接、全球覆蓋,大大地提升了美國海軍在世界各大洋展開戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)行動的能力。
(3)、艦載無線電臺(HF/VHF/UHF)
當(dāng)通信衛(wèi)星受到嚴(yán)重干擾時,艦載高頻無線電臺(HF 2–30MHz)就可接替衛(wèi)星成為美軍艦隊(duì)超視距通信最重要的手段,為此,美軍近幾年來加大了對高頻通信技術(shù)的開發(fā),提出了高頻改進(jìn)規(guī)劃、建立高頻無線電多媒體通信系統(tǒng)等。目前,美國海軍大部分水面艦艇上都安裝了哈里斯公司提供的艦載高頻寬帶無線電通信系統(tǒng),可滿足海軍多種平臺對遠(yuǎn)程通信的需求。
此外,
甚高頻/特高頻無線電臺(VHF/UHF 30MHz–3GHz)在支持美國海軍艦對艦、艦對岸和艦對空視距通信方面也可起到重要作用,其中30–80MHz電臺可用于兩棲作戰(zhàn)的艦對岸通信,225–400MHz電臺則主要用于戰(zhàn)術(shù)視距通信等等。
8、潛艇通信系統(tǒng)
美國海軍對潛艇的通信主要依賴其陸基、機(jī)載、衛(wèi)星和艦(潛)對潛通信系統(tǒng),其中:
(1)、陸基對潛通信系統(tǒng),主要有海軍陸基甚低頻電臺廣播網(wǎng)和海軍陸基極低頻對潛通信系統(tǒng),它們發(fā)射的無線電波長分別為甚長波和極長波,對海水的穿透能力分別可達(dá)數(shù)十米和上百米,作用距離可達(dá)幾千公里到上萬公里。通過在核潛艇上安裝甚低頻和極低頻接收機(jī)——如“海狼”級攻擊型核潛艇就安裝了WRR-7低頻、甚低頻接收機(jī)以及極低頻通信設(shè)備,它們都能在深海接受外界發(fā)射的甚低頻和極低頻信號,從而完成岸對潛通信。
(2)、機(jī)載對潛通信系統(tǒng),即“塔卡木”機(jī)載甚低頻對潛通信系統(tǒng),這是一種把甚低頻對潛通信系統(tǒng)搬到E-6B飛機(jī)上,從空中實(shí)現(xiàn)對潛艇單向通信的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在地面對潛通信設(shè)備被摧毀的情況下,仍可支持美國海軍對潛艇部隊(duì)的指揮。
(3)、衛(wèi)星對潛通信系統(tǒng),即在核潛艇上安裝衛(wèi)星通信終端,其天線安裝在潛艇的潛望鏡上,當(dāng)需要通信的時候,潛艇可上浮到潛望鏡深度并升起天線至水面,與通信衛(wèi)星進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)等信息的雙向傳輸,如“俄亥俄”級戰(zhàn)略核潛艇、“洛杉磯”級和“海狼”級攻擊型核潛艇就裝備了AN/WSC-3衛(wèi)星終端,可與“特高頻后繼星衛(wèi)星通信系統(tǒng)”進(jìn)行通信;“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇則安裝了新型潛艇高數(shù)據(jù)率(Sub HDR)多波段衛(wèi)星通信(SATCOM)系統(tǒng),可同時工作在超高頻和極高頻波段,能與“國防衛(wèi)星通信”、“軍事星”和“全球廣播系統(tǒng)”衛(wèi)星鏈接,進(jìn)行保密的寬帶多媒體、話音和數(shù)據(jù)的雙向通信等。
(4)、艦對潛、岸-潛雙向通信系統(tǒng),一般情況下,為了隱蔽,潛艇只收不發(fā),屬于一種單向通信,但必要時,使用艦載、岸基和潛艇的HF/VHF/UHF即高頻、甚高頻和特高頻電臺即可實(shí)現(xiàn)艦對潛和岸對潛的遠(yuǎn)程或視距雙向通信。
此外,在對潛通信系統(tǒng)中,美軍還可利用通信浮標(biāo)進(jìn)行潛對岸、潛對艦、潛對飛機(jī)和潛對潛甚至潛對衛(wèi)星的雙向通信,如“洛杉磯”級攻擊型核潛艇就安裝了AN/BRT–1/2、AN/CRC–1、AN/BRT–6等多種無線電通信浮標(biāo);而“俄亥俄”級戰(zhàn)略核潛艇配備的AN/BQS-5拖曳浮標(biāo)和AS-2629A/BRR浮力電纜天線系統(tǒng)可接收中頻、高頻和極低頻信號。因此,潛艇可在不必因上浮而暴露位置的情況下,就能通過各種不同類型的通信浮標(biāo)向艦、岸、飛機(jī)、潛艇甚至衛(wèi)星發(fā)射和接受信息。
9、三軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信(TRI-TAC)系統(tǒng)
主要供軍以上單位使用,用于美陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)之間以及盟國部隊(duì)之間協(xié)同通信。該系統(tǒng)主要由交換設(shè)備、傳輸設(shè)備、用戶終端和接口設(shè)備以及控制設(shè)備等組成,其中的交換設(shè)備AN/TTC–39 移動式數(shù)字信息交換機(jī),能與國防通信系統(tǒng)等美軍戰(zhàn)略通信系統(tǒng)互通,使戰(zhàn)區(qū)內(nèi)美軍可同時與戰(zhàn)區(qū)內(nèi)外進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò);傳輸設(shè)備主要有AN/TRC–170 數(shù)字式對流層散射設(shè)備,最大傳輸距離為240公里;而其用戶終端中的傳真設(shè)備 AN/UXC–7 型輕便數(shù)字傳真機(jī),可與北約設(shè)備通信。
10、移動用戶設(shè)備(MSE)
一種移動、全數(shù)字、保密、自動交換的軍、師級戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)。在軍一級,該系統(tǒng)直接與三軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信(TRI-TAC)系統(tǒng)互連,其覆蓋范圍為150×250平方公里的軍作戰(zhàn)區(qū)域,可為8100個用戶(其中有線用戶6200個,移動用戶1900個)提供通信服務(wù)。移動用戶設(shè)備(MSE)系統(tǒng)由干線節(jié)點(diǎn)(42個節(jié)點(diǎn)中心)、入口節(jié)點(diǎn)(9個大型有線用戶入口節(jié)點(diǎn)、224個小型有線用戶入口節(jié)點(diǎn)和92個無線電入口單元車)和終端(電臺、電話機(jī)、電傳打字機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)據(jù)終端和打印機(jī))等要素組成,每個節(jié)點(diǎn)中心由交換機(jī)車、無線電接力機(jī)車、無線電入口單元車等數(shù)臺車輛組成,節(jié)點(diǎn)之間用無線電接力機(jī)互連形成柵格狀網(wǎng)絡(luò);軍、師級指揮所通過9個大型入口節(jié)點(diǎn)入網(wǎng),旅、營級指揮所通過224個小型入口節(jié)點(diǎn)入網(wǎng),而移動用戶(電臺)則通過92個無線電入口單元車(被稱為中心臺)入網(wǎng),而且,移動用戶(電臺)之間也可不必經(jīng)過中心臺而直接進(jìn)行通信。
11、戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)
簡而言之,戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)是按互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議互聯(lián)的一組戰(zhàn)術(shù)(數(shù)字)無線電臺、路由器、計(jì)算機(jī)硬件和軟件的集合。美國陸軍旅及旅以下戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)主要由三部分組成,即A、改進(jìn)型“辛嘎斯”電臺(SINCGARS- SIP),這是一種具有聲音加密和數(shù)據(jù)傳輸特性的甚高頻(30~88兆赫茲)無線電臺,可通過外部配裝的互聯(lián)網(wǎng)控制器來接入(無線)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng),通常配備到班一級;B、增強(qiáng)型定位報告系統(tǒng)(EPLRS),一種特高頻(420–450兆赫茲)寬帶數(shù)據(jù)無線電臺,通常配備到連一級,可為部隊(duì)提供自動實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)(如目標(biāo)的識別、位置等信息)通信;C、21世紀(jì)部隊(duì)旅和旅以下作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(FBCB2)由一組計(jì)算機(jī)硬件、系統(tǒng)與應(yīng)用軟件以及安裝工具組成,其計(jì)算機(jī)彩色屏幕能將敵我雙方坦克、步戰(zhàn)車以及部隊(duì)位置等實(shí)時戰(zhàn)場態(tài)勢以圖像形式顯示出來。戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的基本工作方式:班一級搜集到的戰(zhàn)術(shù)信息被“辛嘎斯”電臺發(fā)往連級的EPLRS電臺,然后被自動轉(zhuǎn)發(fā)到FBCB2系統(tǒng),通過FBCB2系統(tǒng)綜合分析處理后獲得當(dāng)前戰(zhàn)場態(tài)勢圖再分發(fā)給各級使用FBCB2終端、EPLRS電臺/“辛嘎斯”電臺的部隊(duì),而且,F(xiàn)BCB2系統(tǒng)還可利用衛(wèi)星或其它手段獲得輸入信息或向各部隊(duì)分發(fā)處理后的信息,使參戰(zhàn)人員能夠隨時得到更新了的戰(zhàn)場態(tài)勢圖。此外,戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)也可通過移動用戶設(shè)備(MSE)與軍/師級戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)相連。未來新一代美軍戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)將使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)擔(dān)負(fù)網(wǎng)內(nèi)各層信息連通的任務(wù)。
12、戰(zhàn)術(shù)級作戰(zhàn)人員信息網(wǎng)(WIN-T)
目前正逐步用于替換美軍現(xiàn)役的“三軍聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)(TRI-TAC)”和“移動用戶設(shè)備(MSE)”,WIN-T是未來美國陸軍一種移動、高速、大容量的寬頻主干網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò),可支持陸軍全頻譜作戰(zhàn),其地域覆蓋范圍上至戰(zhàn)區(qū)級單位下至連級單位。該網(wǎng)絡(luò)也是以節(jié)點(diǎn)(包括機(jī)載通信節(jié)點(diǎn))為中心的系統(tǒng),主要節(jié)點(diǎn)有廣域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(WN)和用戶節(jié)點(diǎn)(SN),其中廣域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接是依靠地面寬帶無線電中繼系統(tǒng)或衛(wèi)星通信或?qū)α鲗由⑸渫ㄐ呕驘o人機(jī)通信或光纖電纜等方式實(shí)現(xiàn)的,這些相互連接的廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就形成了WIN-T網(wǎng)絡(luò)的主干;而用戶節(jié)點(diǎn)則為戰(zhàn)術(shù)用戶接入該網(wǎng)絡(luò)提供了入口。
未來戰(zhàn)術(shù)級作戰(zhàn)人員信息網(wǎng)(WIN-T)將廣泛使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)和機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)(ACN),以解決互通、帶寬、速度、入口等問題,最終實(shí)現(xiàn)美軍各軍兵種部隊(duì)對戰(zhàn)場實(shí)時態(tài)勢的全面感知。
13、全球信息柵格(GIG)
美軍傳統(tǒng)的地基、海基、空基和天基信息系統(tǒng)大部分都是一些專用系統(tǒng),彼此之間難以兼容互通,顯然,美軍這種信息不能及時共享的狀況大大地制約了三軍聯(lián)合作戰(zhàn)效能的提升。因此,美軍提出了“全球信息柵格(GIG)”計(jì)劃,試圖通過整合現(xiàn)有各種信息資源,建立起一個供美國陸、海、空三軍通用的全球通信網(wǎng)絡(luò),并以此為中介,把美軍散布在全球范圍內(nèi)的傳感器網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和武器平臺網(wǎng)聯(lián)為一體,最終形成一個全時、全維、全頻譜和全球性的用于信息化作戰(zhàn)的立體互聯(lián)網(wǎng),為美軍實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互操作奠定基礎(chǔ)。
全球信息柵格(GIG)可以使高度分散的美軍作戰(zhàn)單元在多維空間同時進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn),其主要構(gòu)成有傳感器柵格、通信網(wǎng)絡(luò)柵格、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)柵格和武器平臺柵格等,幾乎涉及到了美軍所有的作戰(zhàn)資源,其中:
——傳感器柵格由互聯(lián)的地基、海基、空基和天基偵察設(shè)備組成,主要有偵察衛(wèi)星、偵察飛機(jī)、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、雷達(dá)、聲納等等,利用傳感器柵格,美軍可以實(shí)時掌握戰(zhàn)場信息,及時地發(fā)現(xiàn)各個方向、各個區(qū)域的各種威脅,為美軍把握最佳戰(zhàn)機(jī)創(chuàng)造了先決條件。我們可用一句話來概括傳感器柵格的作用:發(fā)現(xiàn)信息以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場單向透明。
——通信網(wǎng)絡(luò)柵格由互聯(lián)的各種通信衛(wèi)星、通信飛機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸鏈路、微波中繼站、地面光纜、無線電臺、作戰(zhàn)地域網(wǎng)等通信基礎(chǔ)設(shè)施組成,利用通信網(wǎng)絡(luò)柵格,美軍可以做到“在恰當(dāng)?shù)臅r間、恰當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn),將恰當(dāng)?shù)男畔⒁郧‘?dāng)?shù)男问浇唤o恰當(dāng)?shù)慕邮照摺保瑥亩_保美軍的絕對信息優(yōu)勢。簡言之,通信網(wǎng)絡(luò)柵格的作用就是傳輸信息以實(shí)現(xiàn)全球信息的無縫鏈接和信息共享。
——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)柵格由各種計(jì)算機(jī)、存儲器、網(wǎng)格軟件平臺、數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)等計(jì)算信息設(shè)施組成。海量的信息往往使參戰(zhàn)人員無所適從,難以決策,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)柵格的作用就是對搜集到的信息進(jìn)行篩選、分析、處理,區(qū)分輕、重、緩、急,并綜合成實(shí)時或近實(shí)時的戰(zhàn)場態(tài)勢圖。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)柵格,美軍還可計(jì)算出最佳路線,選擇最恰當(dāng)?shù)淖鲬?zhàn)目標(biāo),采取最有效的作戰(zhàn)方法和手段,動用最合適的力量,最大限度地打擊敵人、減少己方損失。因此,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)柵格的作用,用一句話概括,即處理信息以獲取決策優(yōu)勢。
——武器平臺柵格由各種信息化的武器平臺如飛機(jī)、坦克、導(dǎo)彈、火炮、軍艦等組成,其主要作用就是運(yùn)用信息,即武器平臺根據(jù)輸入的信息對敵目標(biāo)實(shí)施(超視距)精確打擊。
全球信息柵格(GIG)建設(shè)的重點(diǎn)是通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),其中包括基于光纖技術(shù)的地面段建設(shè),如GIG帶寬擴(kuò)展(GIG–BE)計(jì)劃;基于可編程、模塊化的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)的無線電段建設(shè);以及基于(激光技術(shù)的)寬帶通信衛(wèi)星的空基段建設(shè)。
目前,全球信息柵格(GIG)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了與美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的對接,這使得美國導(dǎo)彈防御系統(tǒng)不僅大大地強(qiáng)化了自身一體化的建設(shè),而且還通過與美軍其它武器系統(tǒng)或信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通而大幅地提升了其整體作戰(zhàn)效能。
PS本文參考自對講機(jī)世界
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