未来战争的格局与通信系统息息相关

搜狐军事 2014-04-08

通信卫星通信数据链

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一、未来战争样式和未来通信系统

  (一)未来战争样式

  未来战争是信息化战争,主要的作战样式有立体化战争、全方位战争、多维战争、一体化战争、速度战、快速机动战、精确打击战、无人战、电子战、网络战等。所需的武器体系由指挥控制系统和通信系统(C4I),情报、监视、侦察系统(ISR),精确制导武器/精确制导无人机武器系统(PGM)构成。

  随着信息通信技术、尖端计算机技术、精确制导技术、打击技术、太空技术、网络技术、 技术、无人技术等军事科学技术的发展,战争遂行概念发生了明显的变化。具体来讲,正在由阵地战、机动战、信息战发展为基于效果作战、电子战、网络战;全面战发展为局部战、反恐作战、非对称战;平面战发展为多维战争、一体化联合作战;基于步枪/平台的战争发展为无人战争。可以说,未来战争是基于未来通信系统、通信技术、新概念的网络中心战。

  (二)未来通信系统

  1、军队指挥自动化的作用

  军队指挥自动化系统由传感器系统、指挥控制系统、打击系统构成。传感器系统由侦察卫星、卫星终端、低空探测雷达、无人机、反炮兵雷达、热成像观测设备、位置报告系统、地面监视雷达等组成。指挥控制系统由陆军战术指挥信息系统、联合指挥控制系统、军事情报管理系统等组成。打击系统由战斗机、直升机、多管火箭炮、K-9、自行火炮、装甲车、坦克、个人战斗系统等组成。军队指挥自动化系统以其突出的情报获取能力、信息传递能力、分析判断能力、决策支持能力和精确打击能力,在未来高技术战争中的地位和作用会日益突出。可以说,军队指挥自动化系统是未来作战的神经中枢,是兵力的倍增器。

  2、未来通信系统结构

  未来通信系统由太空通信系统、空中通信系统、地面通信系统构成。

  太空通信系统由韩军卫星通信系统、抗干扰/低探测通信系统、自主适应性网络、卫星间激光数据链系统等组成。空中通信系统由空中中继无人机系统、M-UAV/H-UAV、LINK-16/JTDLS/MPI-CDL、自主型通用网络、自主适应性网络等组成。地面通信系统由战术信息通信系统(TICN)、监视侦察传感器网络、无所不在 (ubiquitous)网络等组成。总体来讲,未来通信系统是多层、多维、无所不在的通信系统。

  二、地面通信系统发展方向

  (一)地面通信系统发展经过

  1、1998年以前为“树”(TREE)型通信系统结构。这个阶段地面通信系统以模拟语音通信、无线电收发报机通信为主。各部队通常使用自己独立的通信网,网络采用“烟囱”(STOVEPIPE)式架构,技术体制不统一,不能进行有效的互联互通。通信网通信质量差,可靠性和生存性较低。另外,设置通信网需要时间长,影响到部队的机动作战。军需支援部队对通信系统的保障也不到位,难以满足实际作战需求。

  2、截止到目前,韩军在地面通信系统建设时引入了通信基础设施概念。这个阶段通信系统采用了网络化结构,具备线路交换功能。地面通信系统可与移动无线通信网结合使用,无线干线的数据传输能力为1~3MPBS。通信网具有机动、快速、灵活的特点,可进行快速设置,生存性有明显提升。

  3、2014年之后为支持网络中心战的通信系统,即战术信息通信系统(TICN)。这个阶段通信系统是基于IP的多媒体通信网络,可实现从传感器到打击系统间的无缝链接。无线干线的数据传输能力为数10MPBS,运用基于SDR的网络无线电收发报机。地面通信系统与利用WIBRO技术的移动通信网结合使用,OTM功能会有明显提升。

  (二)TICN系统构成

  TICN系统由大容量无线传输系统、小容量无线传输系统、网络管理系统/交换链接系统、战斗无线系统、战术移动通信系统等组成。

  1、大容量无线传输系统是为节点间/部队间提供大容量的干线传输网络。大容量无线传输系统具备数10MPBS的数据传输能力,作用距离达数十公里以上,可实现RFU/BBU分开组网,具有反电子战功能,系统硬件和软件可基于SCA标准进行重新组合,能够适应AFC、APC、VDR、DIVERSITY等环境。

  2、小容量无线传输系统是为部队间提供小容量干线传输网络。小容量无线传输系统具备数10MPBS的数据传输能力,作用距离达数公里以上,可进行动态带宽分配,能够有效控制各种数据链,具备反电子战功能,可以有效防止相邻基站间的电波干扰。

  3、网络管理系统/交换链接系统负责管理部队通信站有线网/无线网、战术移动通信网、战斗无线网等用户,设定最佳通信路径,制订系统使用管理、网络管理、频率管理计划。网络管理系统/交换链接系统采用分散网络管理/控制技术、有线/无线网络管理技术、无线设备频率管理技术等,具备战术环境下的路由器功能、有线/无线用户的流量交换功能、考虑战术环境特性的QOS功能、地址/用户编号功能、与其它系统的联动功能等。

  4、战斗无线系统用于战术互联网的骨干网,使用多波段、多功能无线电收发报机。具有基于SDR网络自组织功能,波形间的Cross-Banding功能、Ad-HOC组网功能、相邻信道干扰遏制功能、跳频功能等。

  5、战术移动通信系统为战术移动终端提供语音、数据及多媒体服务。战术移动通信系统传输容量数MPBS,传输距离数十公里,搭载在车辆上使用,具备基站OTM能力支援功能、机动间切换支援功能、无线电收发报机与VOIP通信支援功能、基站重叠覆盖时的干扰最小化功能等。

  三、空中通信系统发展方向

  (一)数据链

  数据链由影像/情报数据链CDL(Common DataLink)和战术指挥控制数据链TDL(Tactical DataLink)构成。

  1、战术指挥控制数据链(TDL)

  战术指挥控制数据链(TDL)是为了交换武器系统、指挥控制系统间的战术资料、实现战术状况共享、实施合同作战的通信系统。战术指挥控制数据链由各军战术数据链、联合战术数据链组成。

  注:战术资料(Tactical DATA)指掌握战场情况、做出准确判断、实施独立作战及合同作战所需的资料,包括目标位置、敌我识别情报、武装情报、燃料情报、目标分配情报、交战情报、指令情报、影像情报等)。

  2、影像/情报数据链(CDL)

  影像/情报数据链(CDL)是为了收集影像、信号等情报而使用的具备互操作性、宽带(非对称)、反电子战、LOS数据通信系统。影像/情报数据链(CDL)未来发展目标为Fl:200kbps~45Mbps, RL: 10.71Mbps~45Mbps,137M,274M 。

  四、太空通信系统发展方向

  (一)美军卫星通信

  美军计划通过卫星构建起网络中心战环境(NCOE),以推动网络中心战的实战化。全球信息栅格(GIG)是美军全力打造的军事通信系统,是未来网络中心战的基础,通过全球信息栅格(GIG),将可以大大拓展通信作用距离,并能够实现从地面节点到卫星节点的转换。从驻韩美军使用卫星通信的情况来看,大部分节点运用战术数据链和高速卫星数据链,指挥控制通信则完全依赖卫星通信。

  注:WIN-T(美陆军)开发战略。

  INCREMENT 1(2004年至2025年)为ATH网络。INCREMENT 1分两个步骤,第一个步骤是建设大队级ATH通信数据链;第二个步骤是建设旅级/大队级ATH通信网。

  INCREMENT 2(2010年至2020年)为初期OTM网络。初期OTM网络是为了旅级机动作战而建设的中队级OTM网络。

  INCREMENT 3 (2014年至2025年)为完全OTM网络。完全OTM网络是为了机动/火力/飞行旅作战而建设的中队级OTM网络。

  INCREMENT 4 (2014年至2025年)为抗干扰SOTM网络。抗干扰SOTM网络是为了拥有抗干扰能力而建设的卫星通信OTM网络。

  (二)韩军卫星通信

  1、韩军卫星通信(ANASIS)使用情况

  韩军卫星通信系统具备战略/战术指挥通信、宽带/远程通信、战场影像情报实时传递、快速组网等能力。韩军卫星通信系统的终端有固定式终端、车载式终端、便携式终端、水面舰艇终端、潜艇终端等,系统可与相互交换系统、战略C3I系统、SPIDER系统、战术C4I系统、K-NTDS系统、MCRC系统、情报收集系统实现互联互通。韩军卫星通信系统还为派往索马里海域的部队(水面舰艇终端)及阿富汗的部队(车载式终端)提供可靠的通信支援。

  2、韩军卫星通信发展方向

  韩军计划通过分阶段发展战略,将韩军卫星通信系统建成具备网络中心战能力的、可保障机动性的、高速大容量通信系统。韩军卫星通信系统将基于ALL IP概念,建设成全军综合宽带网络。另外,考虑到周边威胁,韩军卫星通信系统还将注重发展电子战防护能力。

  第一阶段(2006年,无穷花5号卫星):韩军卫星通信网由陆海空综合网、战略网、战术网构成。

  第二阶段:具备网络/宽带支援能力、高速大容量传输能力。卫星通信系统的机动性、生存性、可靠性得到明显增强,数字转发器实现国产化。

  第三阶段:实现基于IP的通信和卫星间数据链通信。

  第四阶段:采取抗干扰技术,最大限度地确保卫星通信安全,卫星天线使用自适应抗干扰调零天线(Nulling Antenna)。

  第五阶段:在移动通信、大容量通信上取得突破,卫星天线使用超大型天线。

  3、韩军卫星通信未来技术需求

  (1)系统生存性(抗干扰)技术

  卫星通信不受地形、地貌等自然条件的影响,覆盖面广,具备灵活性、网络性、机动性和快速性等特点。不过,不足之处是容易被探测和干扰。为了提高韩军卫星通信系统的生存性和安全性,有必要加强带宽扩展波形技术、抗干扰波形技术、卫星信号处理技术、卫星天线结构设计技术、调零天线效果图分析技术的研发。

  (2)多波段天线技术/RF技术

  为了能够轻松接入韩军卫星通信系统(X波段、KA波段),战时或在海外也能在商用k波段进行通信,有必要加强多波段天线设计技术、多波段宽带RF收发报机设计技术、大功率发送时的主动/被动相互调制信号压制技术的研发。

  (3)SWAP SOTM 技术

  SWAP SOTM 技术指可支持多平台的移动式卫星终端(STOM)设计技术。具体来讲,包括陆海空作战时使用的车载式、机载式、舰艇用卫星终端设计技术,小型、轻型、低电力设计技术,SOTM天线技术,SOTM RF技术。

  (4)MF-TDMA波形技术

  主要特征:

  SCPC/PAMA:各个carrier事先分配在特定终端上;在用户没有传输数据的情况下,也占有信道资源。

  TDMA:终端将1 carrier按时间分割后共享;与SCPC相比,更适应按需分配多路寻址(DAMA)方式;以按需分配多路寻址(DAMA)方式来使用时,资源的使用效率增加。

  MF-TDMA:运用多个TDMA carrier;按优先次序/服务类型分配带宽;通过频率重叠,节约带宽;将资源的使用效率最大化;适应型调制解调器/coding技术。

  五、结论

  未来军事通信追求的是多层、多维的信息实时传递。为了加快推进国防战术通信系统的建设,韩军将在广泛利用民用尖端技术的基础上,充分考虑军队的特殊性,积极进行新概念的通信技术研发。总体来讲,韩军通信系统应朝着适应性、灵活性、生存性、安全性、可扩展性、兼容性、无线化、小型化、轻型化、新环境、低电力、行动中的指挥和控制(C2OTM)、动态的战场通信的方向发展。

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