張寶宇 郝 威 陳 迪
(海軍工程大學電子工程學院 武漢 430033)
在我海軍艦艇編隊不斷走向遠洋的過程中,有一個重要問題必須解決,就是如何保障這些遠離本土大陸的海軍部隊與岸上指揮所之間進行安全、可靠、不間斷的通信。由于艦艇編隊的特殊作戰環境,使得通信具有保障距離遠、覆蓋范圍大、涉及頻譜范圍大、通信環境惡劣[1~2]等特點。這些特點給海軍遠程通信保障提出了更高的要求,目前,用于海軍遠程通信[3]的主要手段有衛星通信、短波通信、長波通信等。為了在整個軍事行動中對艦艇編隊進行有效地指揮、靈活控制部隊行動、操作及保障武器裝備,實現遠程醫療及生活服務,需要構建全面而合理的通信保障系統。因此,基于現有通信技術手段,建立艦艇編隊遠程通信保障系統,以適應未來海戰場環境需求是亟待解決的重要軍事課題。
海軍遠程通信保障系統主要用于對遠離本土的艦艇編隊進行信息資源的保障,使得艦艇編隊在各種復雜的環境中不斷得到準確、及時、可靠的數據,使得裝備、戰術和指揮員發揮最大的效能和潛力。
如圖1所示,海軍遠程通信保障系統在功能上涉及到裝備保障、作戰信息支援、指揮員的決策、醫療衛生服務等各個方面。遠程通信特點決定了該系統要有很強的互通互聯[5]能力,高效的傳輸速度,可靠的抗干擾能力和通信保密安全能力等。只有這樣,岸上綜合保障系統才能對艦艇編隊在軍事行動中進行有效地指揮、控制部隊行動和武器裝備的運用。

圖1 艦艇編隊遠程通信保障示意圖
艦艇編隊的海上遠程通信系統應以指揮艦的綜合信息傳輸網為核心,以其內部的通信保障系統為基礎,依托艦內的艦載軍事綜合信息系統[6]、視頻監視會議系統、指揮電話系統、衛星通信系統、岸基接入系統所提供的話音、文電、數據、視頻圖像等業務傳輸能力,通過本艦通信綜合管理系統和內部通信系統實現與岸基遠程通信網的接入,完成遠程通信保障的信息傳輸。

圖2 遠程通信系統結構示意圖
現有技術條件下的遠程通信保障系統要從發送、傳輸、接收三個方面進行構建。其總體結構圖如圖2所示,從功能上講,岸基綜合信息網為保障對象,艦艇編隊為被保障對象,通信的傳輸手段為保障工具。艦艇編隊通信網絡和岸基遠程通信網是發送和接收處理數據的中心,從技術要求上講,艦艇編隊通信網絡系統[7]應更具有對接收數據的處理和信息分配能力,岸基遠程通信網應具有保障信息全面、發送數據可靠穩定、抗干擾的能力,通信保障系統的數據傳輸主要依托衛星、短波和長波通信,選擇何種通信方式以及如何優化分配和綜合利用信息是整個系統的關鍵。
艦艇編隊綜合信息傳輸網[8]如圖3所示,主要由指揮控制中心、遠程視頻會議系統、編隊監控中心、自動電話系統、裝備遠程維修保障系統及生活醫療保障系統組成。艦載綜合信息系統的綜合信息傳輸網以及下屬各計算機終端和服務器,構建了整個艦艇編隊的遠程通信中心。指揮控制中心可接收來自岸基指揮部的指令,實現對整個部隊的操控。終端可通過視頻監視系統對相關監視點進行監視。同時,裝備遠程保障也可借助視頻監視的功能,實現對武器裝備的視頻監視,岸上的專家、廠家等技術服務人員可對裝備的故障排除、作戰使用進行有力的指導。視頻監視系統的視頻點采集的圖像采用IP格式在視頻監視網上傳輸,因此視頻監視系統終端可依托與岸基軍事綜合信息網的接入手段,直接將該編隊上的圖像信息發給岸基監控中心。依托艦艇編隊內部各艦之間的近距離電話系統可方便艦艦通信,利用自動電話系統的指揮電話終端,可使用外部通信網絡與岸基節點通信功能,實現海上節點與岸基指揮的語音通信。

圖3 艦艇編隊通信網絡

圖4 岸基遠程綜合信息網絡
岸基遠程綜合信息網絡設計框架如圖4所示是以岸基指控中心為核心的局域網,該局域網可通過路由器接入岸基海軍電報網、岸基軍用電話網及岸基綜合信息網,依托通信臺站、衛星基站等無線通信鏈路[9]實現與海上艦艇編隊的信息交互。岸基指控中心的指揮管理中心、專家技術中心、情報中心、緊急呼叫中心是為艦艇編隊提供遠程保障的重要組成,這里將需要大量的指揮決策人員、技術保障專家、情報數據分析員、后勤保障等人員的共同參與[12]。
遠程通信系統構建是否合理,關鍵在于能否保障這些遠離本土大陸的艦艇編隊與岸上指揮所之間進行安全、可靠、不間斷的通信[5]。目前,用于海軍遠程通信的主要手段有衛星通信、短波通信、長波通信。
1)衛星通信容量大,效率高,覆蓋范圍廣,是非對稱戰爭以及和平時期較為常用的遠程通信保障手段,但隨著一些國家太空武器和高能激光武器的發展,目標暴露的衛星在戰時很容易遭到敵方的摧毀,戰時可靠性不高。
2)短波通信設備簡單、成本低廉、破壞后易恢復、可用較小的發射功率直接進行遠距離天波通信,目前被廣泛用于廣播、軍事、氣象、商業、外交以及政府各部門等,用以傳遞語音、文字、圖像和數據等信息,由于其抗毀能力強,在一些特殊時候,尤其是戰爭時期,短波通信有可能成為遠程通信的唯一通信手段。
3)甚長波、超長波作為遠程對水下通信的手段,也可用于海上遠程通信,依托目前已建成的大功率長波[6]發信臺站,超長波通信和甚長波通信已基本能滿足遠程指揮的需求,特別是對潛指揮通信。
對于整個遠程通信網絡,需要多種通信手段并用,同時也要以艦艇編隊的執行的不同使命任務、不同的時機和地理、不同的戰術和戰法等因素來選取相應的通信手段。
本文從海軍遠程通信的需求出發,以現有技術條件下的通信技術手段為基礎,提出了海上遠程通信保障系統的設計目標及其總體構想,該系統在功能上可實現對海軍艦艇編隊的有效通信,在實現上具有很強的靈活性和可行性,對全面可靠的海上遠程通信保障具有重要的軍事意義。
[1]張冬辰.軍事通信[M].第2版.北京:國防工業出版社,2008:1-20.
[2]李艷萍.海上艦船裝備遠程維修支援保障系統研究[J].艦船電子工程,2009(7):36-39.
[3]肖永偉,張有志.利用商用衛星實現海軍全球通信的分析[J].電信快報,2011(2):10-12.
[4]李冰,繆敬軍.衛星地面站的現狀與發展[J].科技信息,2009(11):49-50.
[5]謝明.現代艦艇的高性能作戰系統[J].航海,1999(1):28-29.
[6]王立松.衛星測控通信抗干擾技術研究[D].長沙:國防科技大學,2010.
[7]董奎義,楊根源,王子明.軍事衛星支援下艦艇編隊防空作戰模型研究[J].現代防御技術,2011(3):26-30.
[8]楊會成.遠程通信技術在無人職守倉儲管理系統中的應用[J].儀表技術與傳感器,2003(11):22-23.
[9]Rear Admiral Charles L.Munns,U.S.Navy.A Global Navy Needs A Global Network[J].Proceedings,2003(1):15-16.
[10]武俊,王生.軍事通信中的密鑰管理方案[J].計算機與數字工程,2010(6).
[11]傅子奇,歐慶于,馬常樓.基于模糊數和熵權的通信安全設備方案造型方法[J].計算機與數字工程,2010(5).
[12]Dave Gibson.Strategic and Tactical Naval Communications[J].Naval Forces,2003(5):24-26.