美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈現(xiàn)狀與最新發(fā)展

1、美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈現(xiàn)狀與最新發(fā)展1、 美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的建設(shè)始于20世紀50年代，首先是裝備于地面防空系統(tǒng)和海軍艦艇，之后才逐步應(yīng)用到飛機上。到目前為止，已有多種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈問世，大致可分為三類：態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈，用于各軍兵種多種平臺之間交換不同類型的最新信息、滿足多樣化任務(wù)需求，一般工作在低頻，波長較，數(shù)據(jù)率較低，主要是傳輸格式化報文信息，包括Link4A、Link11、Link16和Link22等；情報、監(jiān)視和偵察（ISR）數(shù)據(jù)鏈，用于傳輸各種圖像情報和信號情報信息，一般工作在高頻，波長較短，數(shù)據(jù)率較高，能實現(xiàn)視頻和高分辨率圖像的高速傳輸，包括通用數(shù)據(jù)鏈（CDL）和戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈

2、（TCDL）等；專門為完成某一特定作戰(zhàn)任務(wù)（如防空導(dǎo)彈）而設(shè)計的功能與信息交換形式較為單一的專用數(shù)據(jù)鏈，包括JSTARS專用的監(jiān)視與控制數(shù)據(jù)鏈（SCDL）和增強型位置定位和報告系統(tǒng)（EPLRS）等。（1） 態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈通用數(shù)據(jù)鏈:Link系列為主實際上，美軍將數(shù)據(jù)鏈稱作TADIL，Link是北約的叫法。目前應(yīng)用的Link系列數(shù)據(jù)鏈主要有Link4/11/16等，正在研制Link22。Link11與Link16(尤其是linkl6)目前仍占據(jù)數(shù)據(jù)鏈的主導(dǎo)地位。在2010年以前，美國空軍、海軍及海軍陸戰(zhàn)隊的所有作戰(zhàn)飛機都將加裝Link16，在“聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)”(JTRS)系列產(chǎn)品中也將裝有L

3、ink16及Link11/22，因此Link16用戶將會激增。Link4是50年代末研制的非保密數(shù)據(jù)鏈，主要用于海軍對艦載飛機的指揮引導(dǎo)，后來經(jīng)過2次改進，主要產(chǎn)品是Link4A/4B/4C。目前裝備Link4的平臺主要有E-2C，E-3預(yù)警機，F(xiàn)-14、F/A-18戰(zhàn)斗機，EA-6B、ES-3電子戰(zhàn)飛機等。Link4A數(shù)據(jù)鏈Link4A數(shù)據(jù)鏈是一種自動、高速、由計算機控制的通信系統(tǒng)，采用TADIL(戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈)C型數(shù)據(jù)格式，通常把戰(zhàn)術(shù)支援飛機與飛機控制單元連接起來進行飛機控制和目標信息方面的傳輸，標準傳輸速率為6005000bps。Link4A系統(tǒng)一般由控制站/受控站終端系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)組成。

4、典型的終端系統(tǒng)由特高頻無線電臺、調(diào)制解調(diào)器、通信保密設(shè)備、數(shù)據(jù)處理器和用戶接口設(shè)備組成。其中，控制站終端和受控站終端都采用半雙工方式進行工作，但控制站終端必須具有全雙工通信能力，半雙工信道則完成對聯(lián)機性能的監(jiān)視功能。目前，美國海軍、空軍和海軍陸戰(zhàn)隊都裝備了Link4A數(shù)據(jù)鏈，一般是供艦載飛機使用。Link11數(shù)據(jù)鏈Link11是70年代投入使用的，用于艦船之間、艦船與飛機之間、艦隊與海軍陸戰(zhàn)隊之間、艦隊與陸地之間的雙向情報交換，主要產(chǎn)品是Link11A/B(TADIL-A/B)。裝備Link11的有美國海軍航母、巡洋艦、驅(qū)逐艦、兩棲戰(zhàn)艦，E-2C、E-3預(yù)警機，S-3A、P-3C反潛飛機等。

5、美國軍用標準MILSTD1882031說明了11號鏈的詳細情況。Link11數(shù)據(jù)鏈是一種自動、高速、計算機對計算機的通信系統(tǒng)，采用TADILA型數(shù)據(jù)格式，在具有Link11功能的各單元，如海上艦艇、飛機和岸上節(jié)點之間進行敵情報告等戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)的交換。此外，它還可用于協(xié)調(diào)作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)各個平臺的作戰(zhàn)行動。Link11采用輪詢技術(shù)，通常由計算機、通信保密設(shè)備、數(shù)據(jù)終端、高頻或特高頻無線電臺組成。Link11主要采用高頻傳播，標準傳輸速率為1200bps。但在視距范圍內(nèi)可使用特高頻頻段實現(xiàn)各種作戰(zhàn)平臺的互連，標準傳輸速率為2400bps。Link11系統(tǒng)主要裝備于那些能處理并顯示作戰(zhàn)態(tài)勢及目標信息的平臺。目

6、前，美國及其盟國都裝備有該數(shù)據(jù)鏈。Link16數(shù)據(jù)鏈 Link16于80年代問世，通信容量、抗干擾力和抗毀性大大提高，應(yīng)用范圍從單一軍種擴展為三軍通用。Link16是美國和北約部隊廣泛采用的一種具有擴頻、跳頻抗干擾能力的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，也是美軍用于指揮、控制和情報的主要戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，具有通信、導(dǎo)航和敵我識別能力，可提供重要的聯(lián)合互通能力和態(tài)勢感知信息，主要裝備美海軍戰(zhàn)艦、空軍戰(zhàn)斗機、預(yù)警機以及陸軍防御系統(tǒng)等。此數(shù)據(jù)鏈是使用最普遍的態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈。它是一種先進的通信、導(dǎo)航與識別系統(tǒng)，采用戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈（TADIL）J型數(shù)據(jù)格式，是美軍根據(jù)未來作戰(zhàn)的需要并充分發(fā)揮聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)（JTIDS）的能力

7、而研制的，具有快速、機動、無線、多用戶等特點，現(xiàn)已成為美國國防部最常用的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈之一。16號鏈支持戰(zhàn)斗群各分隊之間的綜合通信、導(dǎo)航和敵我識別，用于聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分配系統(tǒng)。戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)鏈J一般用于把參戰(zhàn)的部隊互連起來。例如，把海上部隊、飛機和岸節(jié)點互連起來。它用于交換聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)，使用具有抗干擾能力的特高頻無線電設(shè)備。 Link16終端包括聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)終端和多功能信息分發(fā)系統(tǒng)(MIDS)兩代產(chǎn)品。MIDS雖是新型終端，但與JTRS以及“軟件通信體系結(jié)構(gòu)”(SCA)不兼容，因此，美國JTRS計劃已增加新的波形，如2007年開始生產(chǎn)并交付與JTRS兼容的MIDS終端。其中，

8、機載Link16系統(tǒng)通常由任務(wù)計算機、JTIDS終端或其后繼者多功能信息分發(fā)系統(tǒng)（MIDS）終端和天線組成。JTIDS/MIDS是Link16所獨有的設(shè)施，它除了可以給Link16系統(tǒng)提供信息加密、自動入網(wǎng)以及把加密信息高速分發(fā)給需要該信息的用戶的功能之外，還可以將需要中繼的信息自動、高速地轉(zhuǎn)發(fā)出去。 Link16數(shù)據(jù)鏈是在Link11數(shù)據(jù)鏈的基礎(chǔ)上研發(fā)的，可以與Link11或Link4A互操作，標準傳輸速率為28.8Kbps238Kbps。Link16的核心是時分多址(TDMA)技術(shù)。TDMA技術(shù)能實現(xiàn)數(shù)百個用戶共享并同時使用一個無線電網(wǎng)絡(luò)，而且不會相互干擾。該網(wǎng)絡(luò)的每個成員都分配有一個持續(xù)

9、數(shù)分之一秒的時隙。例如，當戰(zhàn)斗機上的終端自動、定期發(fā)送飛機狀態(tài)信息時，信息被加密并被分割為數(shù)個數(shù)據(jù)片段，然后這些片段被混合插入所分配的時隙，并以短脈沖群的方式進行發(fā)送。接收終端接收到這些數(shù)據(jù)片段后對其重新組合、解碼，就可以獲取完整、準確的信息。目前，Link16已裝備在美國、北約和日本等國的多種平臺上。 Link22數(shù)據(jù)鏈 Link22是北約國家共同開發(fā)，用以取代Link11的下一代數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，也稱北約改進型Link11。它是一種保密、抗干擾的超視距戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)，主要應(yīng)用于海上艦隊，可在陸地、水上、水下、空中或太空各平臺之間，進行電子戰(zhàn)數(shù)據(jù)交換以及指揮控制指令與情報信息傳遞。為了在信息格式上與

10、Link16兼容，Link22采用了由Link16衍生的信息標準以及Link16的結(jié)構(gòu)和協(xié)議。Link22與Link16一樣也是采用TDMA技術(shù)，在高頻和超高頻頻段采用跳頻模式以提高抗干擾能力，通過情報自動化網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)提供更好、更優(yōu)異的性能。按計劃Link22將在2015年前取代Link11。 （2）ISR數(shù)據(jù)鏈 CDL是一種全雙工、抗干擾的微波通信系統(tǒng)，是一系列可以互操作的、可供各種特殊應(yīng)用平臺選擇使用的數(shù)據(jù)鏈，目前主要用于偵察機、無人機等空中平臺。通過CDL，平臺可將光電、紅外、合成孔徑雷達等傳感器所獲取的圖像、視頻和信號等信息視距或經(jīng)由中繼超視距傳輸?shù)降孛婵刂普净蚺炌?。CDL是20世紀

11、90年代美國國防部為了滿足ISR平臺實時傳輸高保真圖像信息的需求，實現(xiàn)各種ISR平臺的互操作，從而進一步地綜合利用各種ISR資源而發(fā)展起來的。CDL的最大特點是寬頻帶和通用性，標準數(shù)據(jù)率可達10.71274Mbps，并正在向548Mbps邁進。 但是，CDL適用的是U2、全球鷹等大型戰(zhàn)略裝備，不適用于小型戰(zhàn)術(shù)平臺。隨著主要部件可回收、體積較小的無人機在美軍的廣泛應(yīng)用，美國國防部又開發(fā)了成本更低、體積更小的TCDL。TCDL終端是美國海軍構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境下先進ISR網(wǎng)絡(luò)的重要裝備，能與CDL互通，相互間可以實現(xiàn)近實時地連接與互操作。 由于CDL終端之間存在互操作問題，美國空軍實施了多平臺通用數(shù)據(jù)

12、鏈路（MP-CDL）計劃。MP-CDL具有許多先進通信能力，包括自動自我修復(fù)網(wǎng)絡(luò)組成、IP路徑選擇、自適應(yīng)傳輸功率、自動信號獲取和抗干擾等。MP-CDL機載終端能夠同時進行視頻電信會議、高清晰度視頻、通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳送話音到公共交換電話網(wǎng)以及訪問互聯(lián)網(wǎng)和收發(fā)電子郵件等任務(wù)。MP-CDL作為一種網(wǎng)絡(luò)中心數(shù)據(jù)鏈路具有向地面作戰(zhàn)人員提供實時運動視頻的能力。二、美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展趨勢（1）機載有源相控陣雷達成為一種新型寬帶數(shù)據(jù)鏈 美軍在利用有源相控陣（AESA）技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，他們期望利用隱身戰(zhàn)斗機的隱身特性深入敵方縱深監(jiān)視敵人的活動，在回避敵方探測的同時，利用AESA對正在出現(xiàn)的以及快速運動

13、的敏感目標，做出快速反應(yīng)，然后將搜索到的情報和目標數(shù)據(jù)在戰(zhàn)場范圍內(nèi)快速（以秒計）傳輸，和其他作戰(zhàn)平臺共享所獲取的信息。 探測雷達變成通信雷達，成為提供信息的網(wǎng)絡(luò)平臺，是對戰(zhàn)場信息采集、存儲和分配所進行的一場革命。再加上AESA雷達的電子干擾功能和定向能武器功能，AESA不僅真正成為戰(zhàn)場上的多面手，而且還將使得隱身戰(zhàn)斗機成為未來戰(zhàn)爭中的一個網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，使得飛機平臺之間以及飛機平臺和地面指揮員之間的通信發(fā)生革命性的變化。 目前，美軍正在進行雷達通信數(shù)據(jù)鏈研究的包括以諾斯羅普格魯門公司為首的L-3通信公司和洛克希德馬丁公司小組以及以雷聲公司為首的L-3通信公司和波音公司小組。根據(jù)最新報道，諾斯羅普

14、格魯門小組已經(jīng)于2007年6月份成功地進行了AESA雷達通信數(shù)據(jù)鏈的首次飛行。試驗證明，AESA雷達無需進行大量的硬件更改，只需通過軟件來控制波形等參數(shù)的改變，合成孔徑雷達圖像和視頻數(shù)據(jù)流通過諾斯羅普格魯門公司的試驗飛機BAC1-11的AESA雷達就能夠以高達274Mbps的數(shù)據(jù)率傳送到L-3通信公司的地面站，實現(xiàn)遠距離、大容量、高速度的雙向數(shù)據(jù)通信，而且不影響雷達的正常工作。而這樣的任務(wù)用Link16機載數(shù)據(jù)鏈，是不可能完成的。 有了雷達通信數(shù)據(jù)鏈，當遠程的情報、監(jiān)視和偵察飛機，如JSTARS（聯(lián)合監(jiān)視目標攻擊雷達系統(tǒng)），受電波傳播的視線以及地形、地物屏蔽作用的限制，難以發(fā)現(xiàn)山區(qū)或谷底等地區(qū)

15、敵情時，F(xiàn)-22和F-15等戰(zhàn)斗機的AESA雷達就可以把這些區(qū)域的敵情圖像發(fā)送給附近的友機、后面跟進的攻擊機群、地面指揮中心和整個戰(zhàn)區(qū)網(wǎng)絡(luò)。這樣，不僅延伸了其他作戰(zhàn)平臺的作戰(zhàn)距離和作戰(zhàn)指揮人員的視野，也使得對所關(guān)注地區(qū)在復(fù)雜氣象條件下的無間斷監(jiān)視成為可能。（2）數(shù)據(jù)鏈終端向聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)轉(zhuǎn)移戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)經(jīng)過50多年的發(fā)展，由于技術(shù)原因和作戰(zhàn)應(yīng)用對象的不同，新的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈不斷涌現(xiàn)，舊的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈在一段時間內(nèi)保留使用，于是就形成了目前的數(shù)據(jù)鏈裝備體系有多種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈并存的局面。然而，由于不同的數(shù)據(jù)鏈采取的是不同的報文標準，彼此之間多數(shù)無法互聯(lián)互通。為了整合這些原來由各軍種獨立開發(fā)的互不兼容的

16、煙囪式系統(tǒng)，美軍開始發(fā)展聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)（JTRS），用一個通用的軟件可編程的無線電臺系列來取代美軍目前30個不同系列125種以上不同型號的電臺。目前正在發(fā)展的機載JTRS終端主要包括MIDSJTRS和AMFJTRS。 AMFJTRS AMFJTRS是可提供2MHz2GHz信號的2通道無線電臺，設(shè)備相對較小，適用的波形包括寬帶網(wǎng)絡(luò)波形（WNW）、士兵無線電波形（SRW）、Link16和移動用戶目標系統(tǒng)（MUOS）WX通信波形。其中，WNW是AMFJTRS的關(guān)鍵能力。WNW是美國國防部為滿足軍種間互操作特別為JTRS項目開發(fā)的。WNW通過采用基于因特網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)概念和新型移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為AMF

17、JTRS提供了與因特網(wǎng)類似的能力，包括文本和話音信息的實時發(fā)送和接收，以及聲頻/視頻流的實況傳輸、地圖共享和網(wǎng)絡(luò)會議管理等多種能力。視頻流的應(yīng)用使得非傳統(tǒng)ISR飛機就可以提供ISR能力。而基于IP的語音也使得多種飛機可以作為通信中繼，克服了視距范圍限制。WNW波形可以實現(xiàn)JTRS與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的安全、自組織連接，并將最終實現(xiàn)與全球信息柵格（GIG）的連接，使先進網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和信息連接到全球所有作戰(zhàn)人員。 AMFJTRS電臺適用的平臺包括一些小型平臺，如捕食者無人機和黑鷹直升機。同時，AMFJTRS也計劃用于C-130、KC-135和KC-10A等大型飛機。AMFJTRS初始設(shè)計評審2005年已通過

18、，關(guān)鍵設(shè)計評審計劃于2007財年的第四季度進行，小規(guī)模初始制造計劃于2010財年開始。 MIDSJTRS MIDSJTRS作為下一代的MIDS產(chǎn)品，是在MIDS小容量終端基礎(chǔ)上發(fā)展起來的4通道的無線電臺。其研制目的是為了將MIDS與JTRS及軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）相兼容。目前的MIDS小容量終端只能支持傳統(tǒng)的Link16和Tacan。而MIDSJTRS除了有一個專用通道用來支持Link16和Tacan以外，還有3個2Mhz2Ghz的可編程通道用來支持多種符合SCA的波形。該電臺可以同時操作WNW、Link16和新型戰(zhàn)術(shù)瞄準網(wǎng)絡(luò)（TTNT）波形。TTNT是一個嵌入到MIDSJTRS的高速、寬

19、帶、基于IP的新型波形，可將空中平臺與陸基全球信息柵格節(jié)點連接在一起，并通過采用多層網(wǎng)絡(luò)管理和自動帶寬調(diào)節(jié)，可確保將重要的信息實時發(fā)送給最需要它的節(jié)點，支持時敏任務(wù)。TTNT經(jīng)常被認為是下一代的Link16，但是兩者之間區(qū)別甚大。與Link16相比，TTNT使用機器對機器的接口技術(shù)，能夠在各用戶之間以2Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)，相當于每秒傳輸8張靜止圖片，而Link16在實際傳輸過程中傳輸單張靜止圖片就需要2040秒的時間；TTNT不是一個時隙網(wǎng)絡(luò)，無需中心網(wǎng)絡(luò)控制，可以在飛機進入和離開某區(qū)域時自動地進行網(wǎng)絡(luò)的自我創(chuàng)建和維護，裝備TTNT的飛機在飛入作戰(zhàn)區(qū)域后可以在5秒之內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)，而Link16需要兩天的時間。此外，TTNT還具有網(wǎng)絡(luò)語音傳輸功能及低可探測性和低可截獲特性，不會對現(xiàn)有Link16產(chǎn)生干擾。MIDSJTRS于2005年8月完成預(yù)先設(shè)計評審，于2006年5月完成關(guān)鍵設(shè)計評審。小規(guī)模初始制造于2007財年開始。據(jù)JTRS聯(lián)合計劃辦公室（JPEO）介紹，計劃安裝MIDSJTRS電臺的飛機包括F/A-18E/F、MH-60R/S、B-1、F-15E、A-10和E-8C等。（3）各種新型網(wǎng)絡(luò)化機載數(shù)據(jù)鏈促進