2014年美國海軍通信裝備與技術發展綜述*

王 巍

(中國電子科技集團公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033)

2014年美國海軍通信裝備與技術發展綜述*

王 巍

(中國電子科技集團公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033)

2014年，美國海軍在軍事通信與數據鏈領域圍繞戰場網絡系統、先進戰術數據鏈系統、機載通信系統、衛星通信系統以及新型通信技術等熱點領域展開了大量研究和裝備部署工作。跟蹤外軍通信裝備的發展動態，研究外軍通信裝備和技術發展趨勢對促進我國海軍通信和通信電子戰能力建設具有重要借鑒意義。概述了2014年美國海軍通信裝備與技術的發展情況，并分析了海軍信息網絡、數據鏈和軟件無線電的未來發展趨勢。

海軍 通信 技術 發展 趨勢

0 引 言

隨著信息網絡的快速發展和海戰場電磁環境的不斷變化，海軍對大容量通信的需求不斷增加，對海軍通信的實時性、抗干擾性、可靠性、準確性和保密性等方面要求也越來越高；近年來通信技術本身的飛速發展，也為海軍新的通信系統和通信技術的發展提供了條件。未來提高信息傳輸系統的數字化、智能化與綜合化，發展全頻域、時域、空域的無縫隙通信，將成為美國海軍通信系統發展的必然趨勢。

1 美國海軍通信發展情況概述

2014年，美國海軍在軍事通信與數據鏈領域圍繞戰場網絡系統、先進戰術數據鏈系統以及新型通信技術等熱點領域展開了大量研究和裝備部署工作，不僅提出了更加依賴通信網絡的未來一體化空戰構想，還主要表現在推進信息網絡企業化轉型、大力升級機載通信、擴展數據鏈能力、發展衛星通信、發展新型通信技術等方面，逐步發展海軍通信裝備和技術。

1.1 提出未來一體化空戰構想，更加依賴通信網絡

美海軍對于未來的下一代空中戰爭，提出了一些創新性構想[1]。為了壓制未來的A2/AD威脅，美海軍正在開發新的空中作戰方式，這種方式將更多依賴通信網絡。

美海軍提出的新計劃的核心就是海軍綜合火力控制—奪取空中優勢(NIFC-CA)。根據NIFC-CA概念，攻擊飛機可以與“阿利·伯克”級(DDG-51)驅逐艦以及潛艇通過數據鏈連接起來形成一個整體協同作戰。利用共享數據，NIFC-CA網絡內每一個組成單元的效率都能提升且獲得更加完整的態勢感知。

在NIFC-CA概念中，航母航空聯隊的F-35C隱身作戰飛機深入敵方空域核心地帶收集ISR數據，并將其傳給E-2D。E-2D將F-35C發回的數據再轉發給航空聯隊的F/A-18E/F攻擊機。NIFC-CA將會利用寬帶數據連接(例如TTNT能力)把飛機和潛艇連接起來，這些寬帶數據連接將會與帶寬較窄的鏈路，如Link 16一起工作。

數據鏈是NIFC-CA的重要組成部分。美海軍官員透露，E-2D將會與EA-18G共享特定數據，將由TTNT網絡或Link 16數據鏈改進型提供連接支持。

1.2 繼續推進信息網絡企業化轉型

美海軍對未來信息網絡的構想是：海軍將擁有兩大一體化的網絡，艦員和陸戰隊員可以實現從艦載網絡到陸基網絡的無縫轉換，反之亦然。這兩大一體化的網絡就是兩大信息網絡轉型項目：統一的海上網絡與企業服務(CANES)和下一代企業網絡(NGEN)。

(1)統一的海上網絡與企業服務(CANES)進展如火如荼

在繼2013年11月首個安裝了統一的海上網絡與企業服務(CANES)的艦船阿利·伯克級導彈驅逐艦麥坎貝爾號(DDG 85)揚帆起航后，2014年2月，尼米茲級航母約翰·斯坦尼斯號(CVN 74)成為了首個安裝CANES的航母。截止到2014年4月，諾格公司已經交付了21部CANES系統，21部用于導彈驅逐艦，3部用于核動力航母，還有1部用于大甲板兩棲艦。在目前的有限部署合同下，該公司還將向海軍再交付9部CANES系統[2]。

現階段，CANES項目的狀態是有限部署階段與測試階段并行發展。2014年1月，在五角大樓發布的2013財年作戰測試和評估主管辦公室發布的2013財年報告中，CANES項目首次列入其中。CANES項目沒有實現完全測試，因此報告簡短。從2012年9月12日到10月10日，指揮官作戰測試和評估部隊(COTF)在實驗室環境中對CANES進行了作戰評估。下一個主要測試包括，將于2014年6月對彈道導彈防御驅逐艦Milius號上的單元級系統進行初始作戰測試和評估。

預計2015財年將對CANES做出全部署決定。2014年3月，在美國海軍公布的初步預算請求簡介中，CANES作為關鍵項目位列其中。簡介對關鍵項目的采購數量進行了計劃，其中CANES項目花費保持穩定，從13財年的3.23億美元增長到14財年的3.52億美元，15財年的預算為3.89億美元。15財年投資主要用于采購33套設備的全部署合同，以及在25艘水面艦船上預安裝設計和安裝的相關花費[3]。

2014年8月，美國空間與海上作戰系統司令部選定了BAE系統技術解決方案與服務公司、通用動力C4系統公司、諾格公司等5家公司授予CANES合同，在未來8年為美國海軍艦船安裝系統，總合同金額25.3億美元[4]。

(2) 下一代企業網絡(NGEN)項目迎頭緊追

2014年4月，美國海軍加緊提速完成海軍內聯網升級到NGEN的進程，海軍已與惠普和PEO-EIS 共同開展工作，將升級時間從12個月減少至9個月[5]。

NGEN項目多年來一直面臨多次推遲，原定于2011年底發布的最終信息征詢書(RFR)推遲到2012年5月發布。該項目合同價值高達35億美元，2013年6月授予了惠普公司。當競爭對手提出獎勵抗議時，NGEN項目面臨進一步推遲，但最終惠普占了上風，為期三個月的抗議被否決，并在2013年11月恢復合同工作。

2014年6月，惠普公司獲得美國海軍授予的一份金額為1.38億美元的擴展合同，繼續為海軍陸戰隊內部網(NMCI)提供為期3個月的信息技術服務。據該合同的內容，在海軍從NMCI轉移下一代網絡(NGEN)的過程中，惠普公司提供信息技術服務維護[6]。

1.3 大力升級機載通信

海軍機載通信是海軍通信網絡的重要組成部分。隨著飛機高速化、大型化和高性能的飛速發展，通信信息量激增，使軍用飛機對通信設備依賴性越來越大，因而對機載通信設備的升級改進和對新型機載通信設備的研發受到很大重視。

2014年9月，羅克韋爾·柯林斯公司向美海軍交付第一批現代Type I密碼機載無線電設備。這批AN/ARC-210 Gen5無線電將取代現有的ARC-210無線電設備。其特點是軟件定義的多波形體系結構，嵌入了可編程下一代加密器，并將頻率擴展至941MHz。它還具有聯合精密進場著陸系統(JPALS)的UHF通信數據鏈、衛星通信集成波形(IW)和作戰網無線電通信能力。據稱，改進的無線電設備采用國家安全局(NSA)認證的戰術安全語音(TSV)2，可以安裝在E-6B、E-2D、F-16飛機，以及海軍一號總統專用直升機和MH-60R直升機上[7]。

另據雜志報道，美國海軍希望對機載通信進行現代化升級，可考慮合作的公司有泰利斯公司、BAE公司和波音公司等。泰利斯公司可為海軍提供先進的商用技術，并在實現戰場應用的同時保持與目前在役系統后向兼容性。BAE公司希望海軍關注其采用擴展數據率波形和先進極高頻衛星技術的JALN-M，期望未來2～3年可以形成未來的需求建議(RFP)。波音公司目前正在和海軍一起進行TTNT在F/A-18E/F和EA-18G上的集成，利用高速、低延時的TTNT，EA-18G、E-2D和F/A-18E/F將能建立一種多平臺、多傳感器、目標融合的視圖，支持在空-面和空-空應用中快速命中大量目標。

1.4 重點發展衛星通信

為確保在世界范圍內的任何位置都可獲得最佳信息，提供安全、遠程、大容量以及類似于因特網功能的通信能力，滿足“網絡中心戰”的需要，美國海軍重點發展專用的戰術移動通信衛星——移動用戶目標通信系統(MUOS)。MUOS將在2017財年形成全面作戰能力[8]。

2014年，美國海軍重點發展MUOS衛星通信：2014年1月，接收了3個MUOS地面站，分別位于夏威夷、弗吉尼亞州和澳大利亞。據稱，地面站的交付，使MUOS衛星波形能夠在AN/PRC-155單兵背負式雙通道電臺中順利進行，這樣，僅僅需要撥通一個10位數的電話號碼，就可使軍方和政要人員與全球各地指揮官進行安全、可靠的通信[9]。

2014年2月，據報道，美海軍發布信息征詢書，準備為MUOS開發新的無線(OTA)終端，用以支持2014年3月或4月再圣地亞哥進行新型終端演示驗證測試，新型OTA終端將具有以下功能：聯接MUOS衛星1和2的基本MUOS OTA終端功能、與MUOS地面站聯通、登錄MUOS地面站、單機對網絡(P2N)數據通信能力、點對點(P2P)話音通信能力、P2P數據通信能力和手持/背負式小型電臺(HMS)的互操作能力[10]。

2014年4月，美海軍授予哈里斯公司一份1.33億美元的艦載衛星通信終端合同，這項合同旨在為海軍官兵們提供高速的寬帶語音和數據通信服務。作為8年合同的一部分，哈里斯公司將為海軍提供多達120個全新的高數據率終端。加上之前的商業寬帶衛星計劃(CBSP)單元級別轉換(ULV)合同、部件級別轉換(FLV)合同，哈里斯公司總共獲得了海軍高達2.5億美元的軍事合同[11]。

1.5 通過數據鏈擴展通信能力

數據鏈并沒有隨著網絡化的不斷發展而退出歷史舞臺，而是以自己獨特的方式努力實現與網絡化通信系統的互補。

2014年，美國海軍在數據鏈通信終端和通信電臺方面的多項合同證明，美國海軍正在不斷通過數據鏈終端擴展通信能力，美國海軍數據鏈發展依然非常穩健。例如，2014年1月，據報道，位于馬里蘭州帕特森河海軍航空站的海軍航空系統司令部官員授予L3公司一份1760萬美元的修訂合同，采購鷹鏈戰術通用數據鏈(TCDL)和涉海戰斗艦的海面終端設備以及Vortex小型TCDL艦載單元，為“火力偵察兵”艦載無人機提供保障。該終端可通過軟件進行重構，并支持標準CDL波形[12]。

2014年9月，美海軍航天與戰斗系統司令部(SPAWAR)授予ViaSat公司一份價值5400萬美元的開發合同，為多功能信息分發系統-聯合戰術無線電(MIDS-JTRS)終端開發和驗證戰術瞄準網絡技術(TTNT)能力[13]。

另外，為應對越來越多的數據鏈被敵方干擾或與友軍產生干擾的問題，2014年6月，美海軍發布了一份“小額創新研究(SBIR)”招標書，尋求支持寬帶無線電和激光通信的保密數據鏈，希望利用快速發展的寬帶射頻(2GHz～15GHz)和激光通信技術，開發一種數字數據鏈，提供抗干擾和低截獲/探測概率(LPI/LPD)通信。

1.6 發展新型通信技術

面對通信網絡中海量的數據流，海軍開始推動對海量數據處理技術等新型通信技術的研究，例如云計算、大數據技術等。2014年1月，美國海軍部首席信息官特里·哈爾沃森稱，美國海軍部關注的重點轉為前沿技術，他提出的三項重點技術之一就是云和移動云技術。

信息網絡企業化的推進推動了對新通信技術的研究。2014年8月，美海軍官員透露，CANES項目辦公室和海軍研究辦公室正在試驗利用云計算減少艦上硬件，云計算的優勢在于將硬件與依賴其實現的服務和作戰能力分開，美海軍官員透露，云計算將在2018財年裝備[14]。

2014年8月，美國海軍研究辦公室發布一份白皮書，尋求利用大數據增強作戰能力的方法。美國海軍希望通過整合IT系統數據和作戰系統傳感器獲得實時結果。海軍研究辦公室倡議在以下四個方面開展研究：(1)建立海軍數據科學通用的基礎體系架構，用于不同機構間數據表征和共享；(2) 引入數據源并建立索引，通過海軍的云環境利用大量的數據集合；(3)進行海軍作戰分析，開發先進的分析工具支持作戰，特別是反潛作戰和防空反導作戰；(4)利用云計算的安全性和完整性，增強海軍防御能力。美國海軍研究辦公室預計五年內將對此授予2850萬美元的合同[15]。

2 美國海軍通信裝備未來發展趨勢分析

根據美國海軍部2015財年預算[16]，從研發的角度看(注：項目預算僅包括投資費用)，近三個財年美國海軍及海軍陸戰隊C4I項目的預算，如表1所示。從表中可以看出，2015財年，NGEN/CoSC和CANES項目相比前兩個財年，預算呈逐年遞增趨勢，美國海軍對信息網絡企業化轉型的重視程度可見一斑。

從2014財年起，多功能信息分發系統聯合戰術無線電系統(MIDS JTRS)的預算經費劃撥到戰術數據鏈中，海軍2015財年為MIDS JTRS申請的經費為6719.6萬美元，除了用于支持MIDS-LVT終端的加密升級、頻率重測和增強吞吐能力，還支持將TTNT和TTNT波形集成到MIDS JTRS終端中。

通過對2015財年美國海軍和海軍陸戰隊C4I項目預算的分析，結合前文對美國海軍通信近期發展動態的總結，可以發現，美國海軍通信裝備未來發展主要體現在以下幾個方面：

2.1 信息網絡整合推動新型通信技術發展

2015財年，美海軍繼續斥巨資于NGEN和CANES項目。美海軍斥巨資于兩大項目的最終目標是實現艦載網絡和陸基網絡的無縫整合。未來實現兩大信息網絡無縫整合后，面對網絡中海量的數據流，以及不同密級的數據共享等技術問題，勢必會推動對新通信技術的研究，例如海量數據處理技術(例如云計算、大數據技術等)和跨密級共享技術等。

云計算和大數據研究都是希望找到一種能夠管理、挖掘海量數據的方法，從目的來講二者之間存在著密切關聯。美海軍目前已開始云計算和大數據在海軍通信網絡中的應用研究。

跨密級共享技術通過各種技術手段來實現不同密級數據之間的共存、共享，同時還確保其相互之間一定程度的物理、邏輯隔離度，例如，無色核、黑核技術等。由于軍事領域內的數據會牽扯到不同的密級，因此，這類技術也必定會成為短期內通信領域的重點發展技術之一。

表1 2015財年海軍/海軍陸戰隊主要C4I項目預算(百萬美元)

2.2 數據鏈將發揮更大作用

美海軍為應對未來的A2/AD威脅提出的NIFC-CA概念中，數據鏈是實現一體化空戰構想的重要一環。在該構想中，航母打擊群中的每一個單元，包括空中、水面或者水下的，都通過一系列現有的和計劃中的數據鏈聯網，可見數據鏈在該構想中發揮的重大作用。而且，利用加載在MIDS JTRS電臺內的TTNT波形，可以接收和分發數據，從而使單個作戰單元形成一個一體化的作戰體系。未來，數據鏈在實現一體化空戰中將發揮重要作用。

不過，數據鏈聯網也易于受到攻擊，例如F-35C作為遠程滲透ISR平臺，需要一種保密且低截獲概率的數據鏈，才能把信息回傳給作戰編隊。這些數據鏈需要在收到電子攻擊或賽博攻擊的情況下持續作戰，因此對數據鏈的抗干擾性能提出了很高要求。

2.3 軟件無線電發展勢頭依然強勁

軟件無線電是下一代最值得關注的技術之一，軍方可以利用軟件無線電在平臺加載不斷發展的新波形以實現性能提升，而且，隨著軟件定義電臺和認知電臺的發展，其他射頻功能，如電子攻擊、信號情報、IED干擾對抗以及頻率捷變等都可以通過軟件無線電實現?，F在，美國海軍正在研制適應海軍作戰平臺的軟件定義MIDS電臺，這種電臺不僅可加載Link 16波形，還可以傳送新的JTRS波形；美海軍已經通過大批量生產審查的NMT終端，經過驗證可與軟件通信體系結構(SCA)實現一致性，這樣就可使NMT終端能夠像JTRS計劃中的軟件定義無線電系統那樣接收新的波形；海軍今年接收了第一批AN/ARC-210 Gen5無線電臺，特點就是軟件定義的多波形體系結構，嵌入了可編程下一代加密器?；谲浖o線電的電臺供貨量逐年遞增，各軍種仍致力于其他軟件無線電項目的開發，未來數年，軟件無線電的發展勢頭依然很強勁。

3 結 語

2014年，美國海軍繼續在海、陸、空、天各個領域全面撒網，促進各種通信新技術的研究、推進各種通信手段的研發和替換，執行各種新型設備的采購。美國海軍這些發展通信技術和裝備的舉措，對發展海上通信能力有重要的啟示。跟蹤外軍通信裝備的發展動態，研究外軍通信裝備和技術的發展趨勢對促進我國海軍通信和通信電子戰能力建設都具有重要借鑒意義。同時，實時了解、分析國外通信裝備的特點與發展趨勢，也是海軍發展新型通信和通信電子戰裝備所必做的功課。

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WANG Wei(1984-)，female，engineer，majoring in the intelligence research of navy communication equipment and technology.

US Navy Communications Equipment and Technical Development in 2014

WANG Wei

(No.36 Institute of CETC，Jiaxing Zhejiang 314033，China)

In 2014, the US Navy launched a lot of research and equipment deployment around hot topics in the field of military communications and data links，such as battlefield network system, advanced tactical data link systems, airborne communication systems, satellite communication systems and new communication technologies. Tracking the developments status and studying the developments trend of communications equipment and technology in foreign military could provide some significant reference for promoting the construction of PLA naval communications and electronic warfare capacity. This paper gives an overview of the US Navy communication equipments and technical developments in 2014 and discussions of the future development trend of navy information network, data link and software radio.

navy; communication; technology; development; trend

ARMAN R. Harris

$133 Million CBSP ULV Contract from US Navy [EB/OL]. (2014-04-25) [2014-05-26]. http://www.satellitetoday.com/regional/2014/04/25/harris-received-133-million-cbsp-ulv-contract-from-us-navy/.

10.3969/j.issn.1002-0802.2015.03.001

2014-09-14；

2015-01-20 Received date:2014-09-14；Revised date：2015-01-20

E967.3

A

1002-0802(2015)03-0247-05

王 巍(1984—)，女，工程師，主要研究方向為海軍通信裝備和技術情報研究。