從美軍數(shù)據(jù)鏈演進(jìn)看數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢

劉邦魁　鄧成

摘??要：本文通過介紹美軍數(shù)據(jù)鏈演進(jìn)過程，從歷史問題入手，解析出數(shù)據(jù)鏈發(fā)展的趨勢，即數(shù)據(jù)鏈正在向著綜合化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、高抗化和智能化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：美軍;數(shù)據(jù)鏈;趨勢

0?引言

現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的戰(zhàn)斗力來自于信息，其代表有美軍的全球信息柵格?[1]。如果把全球信息柵格比作“骨骼”，那么它的“神經(jīng)中樞”就是數(shù)據(jù)鏈。數(shù)據(jù)鏈將美軍分布于全球各地的武器平臺(tái)連為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了它們之間的高效協(xié)同和資源共享。

通常所說的數(shù)據(jù)鏈就是指戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。從技術(shù)上看，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈依托戰(zhàn)術(shù)無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，以規(guī)定的通信協(xié)議和消息格式承載格式化數(shù)據(jù)的傳輸;從效果上來看，數(shù)據(jù)鏈將傳感器、指控和武器等作戰(zhàn)要素縱橫貫通，形成信息優(yōu)勢和決策優(yōu)勢，作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃迅速、自動(dòng)轉(zhuǎn)化為了戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)?[2]。

1?美軍數(shù)據(jù)鏈演進(jìn)歷史

1.1演進(jìn)關(guān)系

20世紀(jì)50年代，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)紫缺谎b備于美軍地面防空系統(tǒng)和海軍艦艇，之后逐步擴(kuò)展至空中作戰(zhàn)平臺(tái)。從最早的Link-4到2003年的Link-22，美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈已衍生出7代產(chǎn)品[3]：50年代的Link-4用于戰(zhàn)斗機(jī)間導(dǎo)航和協(xié)同指令的傳輸，60年代的Link-11在預(yù)警機(jī)（如E-2C、E-3）、反潛機(jī)（如P-3C）和核潛艇（如“鱘魚”、“洛杉磯”）上廣泛應(yīng)用，同期的Link-11B常被安置于美陸軍地面雷達(dá)站，空軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)空中指揮中心，用于向各單位分發(fā)空中目標(biāo)軌跡。70年代的Link-4A常應(yīng)用于艦載機(jī)（如E-2C、F-14、F/A-18、EA-6B）和空軍E-3飛機(jī)，用于傳遞各種管控信息。1984年的抗干擾空空鏈Link-4C裝備于F-14。80年代，綜合了Link-4A/4C/11號(hào)鏈的通用數(shù)據(jù)鏈Link-16誕生，被廣泛應(yīng)用于艦船、潛艇、艦載機(jī)（如E-2C、F-14D、F/A-18、EA-6B）、空軍飛機(jī)（E-3、E-8、EC-130E、F-15A/B/C/D/E、F-16）、陸軍防空系統(tǒng)、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的飛機(jī)和防空平臺(tái)。2008年的Link-22大量裝備于海軍航母、驅(qū)逐艦和各型艦載機(jī)。

除了主流的通用Link系列，美軍還擁有裝備于F-22和F-35上、兼容Link-16的TTNT數(shù)據(jù)鏈、分別裝備于F-22和F-35上的高抗性IFDL和MADL鏈、陸軍的有限帶寬VMF可變消息格式鏈、海軍Link-16的衛(wèi)星中繼S-TADIL?J鏈、空軍用于擴(kuò)展JTIDS距離范圍的JRE衛(wèi)星鏈。

1.2存在的問題

1.2.1??互通問題

為特定軍兵種開發(fā)的Link-4?/4A/4C和?Link-11互操作性差。為北約聯(lián)合作戰(zhàn)開發(fā)的Link-16?系統(tǒng)也受限于通信頻段，與舊設(shè)備互通困難[3]。自Link-16后，美軍注意到兼容性問題，拓展升級(jí)的Link-22，定制的VMF、S-TADIL?J、JRE、TTNT、IFDL和MADL鏈，都向下兼容Link-16，無互通問題。

1.2.2??抗擊破壞問題

早期星狀網(wǎng)的Link-4和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的Link-11容易遭受整體性破壞，此后引入分布式網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的Link-16則不存在中心被摧毀的可能：一旦時(shí)間基準(zhǔn)和導(dǎo)航控制器遭受破壞，另一端機(jī)會(huì)自動(dòng)接替被毀端機(jī)開始工作。升級(jí)的Link-22更是加入了超網(wǎng)和頻率分集技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)抗毀能力進(jìn)一步加強(qiáng)。

1.2.3??消息標(biāo)準(zhǔn)化問題

美軍早期的?Link-4?/4A?和?Link-11?/11B?均獨(dú)立演進(jìn)，消息種類較少，多鏈互操作存在不少問題。此后，美軍以Link-16?為藍(lán)本制定了J系列標(biāo)準(zhǔn)。后來的Link-22、S?TADIL?J、VMF、TTNT等都繼續(xù)沿用J系列標(biāo)準(zhǔn)，消息實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一。

1.2.4??傳輸速率問題

20世紀(jì)50、60年代，美軍數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)傳輸速率僅有幾KB/秒，至90年代初的Link-16，數(shù)據(jù)傳輸速率已達(dá)百KB/秒，當(dāng)前，單網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈傳輸速率已達(dá)MB/秒。延時(shí)方面，為滿足跨平臺(tái)武器控制環(huán)路的低延時(shí)要求，美軍同時(shí)采用小幀和快速建立通道的方式以應(yīng)對(duì)。

1.2.5??安全問題

最初的Link-4?/4A/4C均未加密，僅Link-4C?具有一定的抗干擾能力。60年代的Link-11?/11B?已采用加密。80年代末的Link-16已加入信息加密、傳輸加密和發(fā)射功率控制，抗干擾方面更加入了跳頻、直序擴(kuò)頻等7項(xiàng)技術(shù)。此后的Link-22、TNNT均沿用了Link-16的技術(shù)。2000?年后，隱形戰(zhàn)機(jī)F-22和F-35在Link-16原技術(shù)上還增添了高頻段窄波束抗截獲技術(shù)。

1.2.6??傳輸距離問題

使用UHF頻段的Link-4A通信距離最大只有370.4km，加入HF頻段后的Link-11超視距通信距離可達(dá)555.6??km，而Link-16和Link-22中還加入了中繼。偏重于空軍的Link-16加入了空載、衛(wèi)星中繼，Link-22加入的則是艦載中繼。此后，衛(wèi)星中繼受到青睞，發(fā)展出了衛(wèi)星專用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈S-TADIL?J和JRE，美軍全球作戰(zhàn)無障礙。???????

1.2.7??互操作問題

“煙囪式”發(fā)展的美軍數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)存在多鏈路協(xié)同作戰(zhàn)的問題。為此，美軍研發(fā)了防空系統(tǒng)集成器（ADSI）、艦載指揮控制處理器（C2P）、多戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈處理器（MTP）、數(shù)據(jù)鏈處理器/機(jī)載數(shù)據(jù)鏈處理器（DLP/?ADLP）、通用鏈路集成處理（CLIP）以及數(shù)據(jù)鏈公共操作構(gòu)件等一系列的集成應(yīng)用產(chǎn)品[4]。

1.3?需求演進(jìn)趨勢

在統(tǒng)型上，數(shù)據(jù)鏈向綜合化、統(tǒng)一化、靈活擴(kuò)展方向發(fā)展。在時(shí)間上，數(shù)據(jù)鏈傳輸速率越來越快，向高速化方向發(fā)展。在空間上，數(shù)據(jù)鏈傳輸距離越來越遠(yuǎn)，向全球化、網(wǎng)絡(luò)化、精確化方向發(fā)展。在生命力上，數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)抗毀能力越來越強(qiáng)、鏈路安全性越來越高，向高抗化方向發(fā)展。在智能化上，數(shù)據(jù)鏈由人工決策向機(jī)器輔助決策方向發(fā)展。

在標(biāo)準(zhǔn)化上，除單鏈鏈內(nèi)消息實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化外，多鏈集成應(yīng)用產(chǎn)品也通過轉(zhuǎn)換、屏蔽語義差異實(shí)現(xiàn)與任務(wù)平臺(tái)的接口統(tǒng)一。在高速化上，除擴(kuò)展至寬帶、指揮、協(xié)同等更廣泛的武器平臺(tái)外，數(shù)據(jù)鏈通信媒介還拓寬至VHF、UHF、L、S、C、Ku、K、Ka?等更多波段。在智能化上，戰(zhàn)場態(tài)勢、威脅估計(jì)及數(shù)據(jù)分析操作納入數(shù)據(jù)鏈信息系統(tǒng)以輔助決策。在高抗化上，抗干擾、低截獲技術(shù)也已普遍采用，快速跳頻、多頻段、混合擴(kuò)頻、強(qiáng)自適應(yīng)設(shè)備也在不斷發(fā)展，戰(zhàn)場頻譜管理也在加強(qiáng)。在集成化上，開放、通用的架構(gòu)，統(tǒng)一的多元數(shù)據(jù)處理模型，靈活、可靠的多鏈集成系統(tǒng)都得到了重視。

2?結(jié)束語

本文通過對(duì)數(shù)據(jù)鏈本質(zhì)的剖析，以美軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展為藍(lán)本，找出了數(shù)據(jù)鏈以問題為導(dǎo)向的演進(jìn)路線和發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[3] 任德鋒，陶孝鋒，朱厲洪，荊元利.美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展研究.空間電子技術(shù)，2015（3）：51-54.

[4] 田萬勇.美軍數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用研究.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2013，26（5）：133-138.