美軍戰術數據鏈發展分析及啟示

周朋

【摘 要】隨著信息化戰爭的發展，數據鏈發揮的作用愈發顯著。從不同角度給出了戰術數據鏈的概念，介紹數據鏈的基本組成和工作流程，簡要分析美軍戰術數據鏈裝備發展情況，結合美軍數據鏈發展趨勢，簡單分析我軍數據鏈未來重點研究方向。

【關鍵詞】戰術數據鏈；結構組成；發展趨勢

Analysis and Inspiration of Development of US. Forces Tactical Data Links

ZHOU Peng

（The PLA Navy No.91404， Qinhuangdao Hebei 066001，China）

【Abstract】With the development of information warfare， data links play an increasingly significant role. The concept of data links is presented from different angles， the basic composition and working flow of data links is introduced， brief analysis of the development of US. tactical data links equipment， combined with the development trend of US. tactical data links， a brief analysis of the future research direction of our military data links.

【Key words】Tactical data links； Composition； Development trend

0 引言

自上世紀末開始，信息戰爭成為當前和未來戰場的主要形式，而數據鏈的建設和發展，是保障信息戰爭中戰場消息可靠、有效傳輸的重要手段，在一定程度上決定了戰場的成敗。數據鏈應用于戰場作戰領域，主要包括戰術數據鏈寬帶數據鏈和專用數據鏈[1]。從廣義上來講，所有能夠傳輸信息、實現通信效果的裝備或系統都可以成為數據鏈，按照通信基礎理論和技術角度界定，戰術數據鏈是依據規定的消息格式和通信協議，利用各種先進的調制解調技術、抗干擾技術、組網通信技術和信息融合技術，以面向比特的方式實時傳輸格式化數字信息的地/空、空/空、地/地間的戰術無線數據通信系統，最根本職能是保證信息高效、實時、可靠的傳遞到通信的目的對象，實現戰場信息的互聯互通。從作戰體系角度看，戰術數據鏈是數字化戰場上的作戰平臺（傳感器平臺、指控系統平臺和武器系統平臺）、處理和傳輸戰術信息的數據通信系統，是保障作戰體系中全部要素有效連接的紐帶和橋梁[2]。

2 數據鏈的基本組成和工作流程

從數據鏈的組成角度來看，戰術數據鏈系統包括三個基本要素：傳輸通道、通信協議和標準的格式化消息[3]，傳輸通道可以理解為設備端機、信道設備等，按照通信需求，設置設備的工作參數，達到信息的交互；通信協議是數據鏈內部成員間信息傳輸、數據控制遵循的的約定和規則，包括頻率、波形鏈路、網絡協議等；標準的格式化消息是數據鏈系統與作戰平臺信息傳輸的數據內容，保證傳感器信息、指揮員決策信息和其他信息按照標準的格式傳輸和分發，實現傳輸信息的共享和各作戰平臺的有機連接。

2.1 戰術數據系統

戰術數據系統（Tactical Data System， TDS）的表現形式就是一臺計算機系統，將作戰平臺的信息按照規定的原則轉換成標準的格式化消息，再進行信息的傳輸和分發。其最關鍵的特點是采用面向比定義的、固定或可變長度的信息編碼技術形成標準統一格式的信息方式，保證信息格式的一致性，進而實現與網內其他成員對信息具有相同的理解和解讀，達到信息共享的目的。

2.2 接口控制處理器

接口控制處理器（Interface Control Processor， ICP）的主要職責是對不同戰術數據鏈進行接口和協議轉換，實現各類信在傳輸通道與作戰平臺間的轉換和傳遞。經過多年的發展與完善，數據鏈系統從最初的各軍兵種專用到能夠實現標準統一的各軍兵種間信息有效交互的通用型信息傳輸系統，接口控制處理器的目的就是達成各單元對傳輸信息的一致理解和實時共享，以滿足聯合指揮作戰的要求。

2.3 傳輸通道

傳輸通道通常是由端機（Data Terminal Set， DTS）和無線信道構成，是數據鏈系統的核心和最基本單元，包括調制解調器、網絡控制器和密碼設備等。數據鏈系統對信息傳輸的要求較高，需要對數據進行整合、處理并過濾掉無用的信息，以達到信息實時傳輸的效果，并各數據終端需要統一的時間基準和位置參考基本，所以傳輸通道既要保證信息的保密?？煽啃?，又要保證高速率的傳輸實時性。數據鏈系統要求以不同的數據速率并結合不同信道特性來傳輸戰術信息，信道特性不同，系統性能也會受到影響，因此，傳輸通道應具備高效的調制技術和有效地差錯控制技術。

戰術數據鏈的工作過程一般是[4]：首先由作戰單元的主任務計算機將本單元欲共享的戰術信息，通過戰術數據系統按照戰術數據鏈消息標準轉換為標準的格式化消息，接口控制處理器對格式化消息進行處理和轉換，最后數據鏈端機根據組網通信協議處理后，再傳送給信道設備，按照設置好的工作參數將信息發送給制定目標。接收方（可以一個或多個）是一套相反的處理流程，首先由其信道設備接收到信號后，經過端機按組網協議進行接收處理，再經過接口控制處理器進行處理和轉換，戰術數據系統對格式化消息進行分析和解讀，最后由主任務計算機將解讀的信息已人員可以理解的方式顯現出來，實現人機交互的過程，操作手或指揮員根據計算機界面顯示內容，進行決策或部署。

3 美軍戰術數據鏈裝備發展情況

美軍與20世紀50年代開眼研究發展數據鏈，從最早的半自動地面防空系統，具備的一定的數據鏈功能和作用，到后開產生具備單一功能的數據鏈系統，如Link-4/4A、Link-11等，這些數據鏈在20世紀60年代就已經在美國海軍部隊開始使用，可以實現艦艦之間、艦空之間、艦岸之間以及空岸之間的信息交互能力，20世紀70年代中期美軍開始研發Link-16數據鏈，其性能可以滿足各軍種數據鏈的互聯互通，大大增強了聯合作戰的能力；進入二十一世紀美軍對數據鏈系統進行了進一步的發展與完善，面向多種傳輸通道、多種通信體制、多個數據鏈互操作的方向發展。

Link-4數據鏈是用于向戰斗機傳輸無線電指令的非保密UHF頻段數據鏈，其數據傳輸速率為5Kbps，設計之初只能進行信息單項傳輸，后經發展改進型的Link-4A數據鏈，可實現雙向傳輸。Link-4A數據鏈采用FSK調制方式，信道間隔為25KHz，在實戰環境下，Link-4A數據鏈控制站可對多個不同的數據鏈子網進行控制，或者使用多個頻率進行信息傳輸[5]。

Link-11數據鏈可以工作在HF和UHF兩個頻段，能夠實現300n mile的超視距覆蓋和視距范圍內的通信，在HF頻段時采用SSB調制方式，在UHF頻段時則采用FM調制技術，在“網絡主控站”的管理下整個網絡進行組網通信，通過主從方式采用標準報文格式、保密雙向的進行輪流詢問、應答的實時傳輸。Link-11數據鏈可為入網單元的軍用數據系統傳送且交換軍用數據信息[6]。

Link-16數據鏈最大的進步是對戰術數據鏈功能進行了顯著的改進，實現了個軍種數據鏈的互聯互通，采用基于快跳頻體制，其跳速為每秒76923跳。跳頻體制數據鏈信號在傳輸過程中具有低截獲率和低跟蹤率，達到了保密通信的目的，并具有很強的抗突發干擾和抗隨機干擾的能力，即使信號在傳輸過程中丟失50%的脈沖還可重新恢復報文[7]。Link-16數據鏈是一種采用時分多址接入方式的無線數據廣播網絡，每個成員根據網絡管理規定，輪流占用一定的時隙廣播自身平臺所產生的信息，在不廣播時，則根據規定，接收其他成員的廣播信息。

Link-22數據鏈是在Link-11上的改進和提升，是一種具備抗干擾、保密可靠、靈活機動的中速率戰術數據鏈，工作頻段同樣是在HF和UHF波段，能夠通過中繼方式拓展通信距離，采用QPSK或8PSK的調制樣式，確保信息傳輸的可靠性，使用TDMA組網體制構成分布式網絡結構，同時增強了網絡的魯棒性。Link-22主要用于海上艦隊同時可在其他各平臺之間實時傳遞控制信息。

4 我軍數據鏈發展方向幾點展望

4.1 建立兼容或統一的格式化信息標準

從美軍數據鏈發展歷程和趨勢可見，格式化信息鏈接了作戰單元和信息傳輸系統，美軍從Link-16開始制定了J系列標準，后續發展的戰術數據鏈格式化消息均在J系列標準上更新完善，并可以兼容J系列標準。從美軍發展經驗看，不斷健全格式化信息標準，建立適用于我軍的數據指令指揮方法，并在在實際作戰應用中不斷豐富和完善，檢驗并提高格式化信息對我軍作戰行動樣式的支持程度，明確各類信息內涵、編制方法、交互規則和處理要求，不斷增強數據鏈信息標準的適用性、針對性和完備性，以提升利用數據鏈格式化指令指揮作戰的水平。

4.2 建立速率高、傳輸距離遠的信息傳輸系統

隨著未來戰場需要獲取和傳輸的信息量逐步增大，且數據鏈系統的職責使命和作用范圍不斷增強，對數據鏈系統的技術要求也隨之增大。從美軍的數據鏈傳輸系統的發展來看，單網傳輸速率從最初的幾K量級，發展到Link-16已經達到M量級，實現了信息傳輸高速化；信息傳輸距離由早期的視距傳輸，發展到通過艦載、空載/衛星中繼擴展視距通信范圍，已經達到具備全球覆蓋能力。為滿足我軍當前及未來作戰平臺多用戶、高速傳輸、作戰半徑不多擴大的需求，建立速率高、傳輸距離遠的信息傳輸系統，以及更加可靠的數據鏈網絡必將是未來的發展趨勢。

4.3 建立多兵種通用型數據鏈及可靠的抗干擾技術

隨著信息化作戰的發展，未來戰場形式必然是多軍兵種一體化聯合作戰，需要統一標準的通信傳輸系統，因此，不同軍兵種平臺上裝備的數據鏈要實現網絡互聯、信息互通，才能達到聯合作戰的效果，目前的我軍數據鏈系統只是在各軍兵種之間單獨使用，尚未構成數據聯合傳輸體系，發展多兵種通用型數據鏈必定是主要的發展方向，也是未來戰爭制勝的關鍵；數據鏈系統如此主要的戰術地位決定其必然是受攻擊的主要對象，因此在發展通用型數據鏈系統的同時要研究可靠的抗干擾技術，大力發展抗干擾技術和手段，以適應數據鏈系統和未來聯合作戰的發展速度。

5 結論

論文從美軍戰術數據鏈的組成和工作流程出發，簡要分析了美軍戰術數據鏈裝備的發展流程，根據美軍數據鏈的發展趨勢，暢談我軍數據鏈未來重點研究方向，希望對我軍數據鏈發展具有一定的指導意義。

【參考文獻】

[1]呂娜，杜思深，張岳彤，等.數據鏈理論與系統[M].北京：電子工業出版社，2011.

[2]任德鋒，陶孝鋒，朱厲洪，等.美軍戰術數據鏈發展研究[J].空間電子技術，2015（3）：51-54.

[3]駱光明，楊斌，邱志和，等.數據鏈——信息系統連接武器系統的捷徑[M].國防工業出版社，2008.

[4]何肇雄.戰術數據鏈組網技術研究[D].[博士學位論文].長沙：國防科學技術大學，2011.

[5]孫義明，楊麗萍.信息化戰爭中的戰術數據鏈[M].北京：北京郵電大學出版社，2005.

[6]沈川.基于彈載數據鏈的信號檢測技術研究[D].[碩士學位論文].沈陽：沈陽理工大學，2012.

[7]孟凡瑋.數據鏈中直擴信號檢測與參數估計[D].[碩士學位論文].沈陽：沈陽理工大學，2013.

[責任編輯：朱麗娜]