航母編隊“耳目神經”

王峰 馬治國

近期，美國海軍“福特”號航母、英國海軍“伊麗莎白女王”號航母相繼服役，通過海上試航、基礎訓練、作戰系統磨合等形式，其作戰性能將日臻完善，而作為航母編隊海上聯合作戰“耳目神經”的信息傳輸系統則備受關注。

目前，世界各國海軍航母編隊的信息傳輸系統在自動化方面和技術方面十分先進，已運用當今世界上最先進的通信技術，成為航母編隊的耳目神經和作戰指揮控制中樞。航母編隊通信網絡實現編隊內計算機網絡、傳感器探測網絡和作戰平臺網絡的綜合集成，通過綜合運用各種通信手段，聯通編隊內外多種傳感器和數據操作員可在網格中按需建立從衛星到傳感器、從編隊到岸從保密互通的各種網絡可為編隊內的作戰人員提供所需數據和通信能力。通過通信網絡組織作戰空間的傳感器、信息平臺和武器系統聯通，消除各艦之間的信息孤島，以實現編隊內信息一體化，并最終將信息優勢轉化為作戰能力，讓航母編隊指揮“耳聰目明”，確保航母編隊能夠有效履行使命任務。

航母編隊的組成

航母編隊在海上遂行各種作戰任務時，不僅伴隨有眾多艦艇（包括核潛艇），而且載有上百架各型作戰飛機，從而使其具有實施對海、對空、反潛、對陸全方位打擊能力，同時還具有能夠實施全頻段全方位的電子戰以及信息戰能力。很明顯，如此規模龐大的海上作戰群體，其信息傳輸系統不僅十分復雜龐大，而且要求也必然是十分嚴格的。由于作戰平臺和作戰環境、作戰任務和目的、編隊規模和編成、作戰方式和攻擊方式等的不同，航母編隊對通信的要求也有差異。通常情況下，航母編隊的標準編成有一艘大甲板攻擊型航母或多用途攻擊型航母，1至2艘或2至4艘防空型巡洋艦、若干艘多用途驅逐艦（其中有導彈驅逐艦），3至4艘反潛護衛艦，以及1至數艘核動力攻擊型潛艇。航母通常作為旗艦，是整個編隊的作戰指揮、控制、協同通信以及戰略、戰術情報通信的中心，使用各種通信方式和手段對編隊內各作戰艦艇實施指揮和控制，以及與岸基指揮機構和其他航母編隊保持通信聯絡。其他部署在航母周圍擔負保護、防護和攻擊任務的艦艇，在作戰過程中，必須通過各種通信電路和網絡接受航母作戰指揮所的指揮和控制，報告有關情況，以及傳遞和交換各自的戰術信息。

航母編隊對信息傳輸的特殊需求

由于航母編隊配屬有數艘乃至十多艘水面戰艦、核潛艇及輔助艦船，并與搭載的作戰飛機和直升機等共同組成戰斗群體，航母編隊對信息傳輸的特殊需求可歸納為三個方面：

（一）航母編隊作戰方式對信息傳輸的需求

因航母編隊兼有實施防空戰、反潛戰、水面作戰、電子戰等的綜合作戰能力，以及利用艦載機奪取制空權進行空中作戰能力，活動海域遠離海岸，時刻需要與岸上指揮部、空中飛機及其他艦船保持聯絡，實時、保密、準確地傳送各種重要的信息情報：還要經常與陸軍、空軍等友軍協同作戰，成為多軍兵種的聯合作戰司令部。因此，其外部信息傳輸系統要保證完成戰術指揮通信、作戰態勢報告、兵力協同通信、后勤支援通信等任務。其通信對象則廣泛包括岸上指揮部、岸基航空兵司令部、友鄰編隊指揮艦、編隊內部的艦艇和飛機、潛艇以至登陸部隊指揮部等。通信距離從幾千海里直到數十千米的遠、中近距以及視距。因此它要開設的通信網絡便遠大于其他大型水面艦艇編隊指揮艦。圖4

（二）艦載機裝載及其飛行操作對信息傳輸的需求

由于新增添的與飛機裝載及作戰相關的支持部門大大擴展了艦內通信的用戶規模，因而增加了話音通信業務量，所以需增添多個專用話音通信子系統。要設立飛行態勢監視與顯示系統航母為指揮艦載機作戰及起飛著艦，要實時地掌握有關飛機在空中的態勢信息，顯示在艦長艦橋指揮所、航母空中交通管制中心、主飛行控制工作臺、返艦信號發布官平臺和作戰指揮控制中心等主要作戰指揮部位。

（三）航母編隊作戰指控系統對信息傳輸的需求

航母作戰系統要求編隊內的艦艇和飛機為其傳送必要的戰術數據，因此數據鏈就成為航母作戰指揮系統與各信息傳輸系統的結合部，擔負航母與其他作戰單位間的專門戰術數據傳輸任務，包括高速和低速的艦艇間數據鏈和艦機間專用數據鏈。

美軍航母編隊信息傳輸系統的基本構成

目前，美軍擁有世界上最多的航母，其航母編隊信息傳輸系統最為先進，主要由三大部分組成，即內部信息傳輸系統、外部信息傳輸系統和中心分配控制系統。

（一）內部信息傳輸系統

通常情況下，美軍航母編隊各艦內部通信包括無線與有線兩種手段。常規的有線話音內部通信分系統仍是其主要組成部分，但還有飛行甲板通信、飛行態勢顯示及閉路電視監視等新的分系統。

內部通信的任務是：完成對講、會議、通播等形式的話音通信：完成廣播、報警、危險指示等形式的信號傳遞：保障對飛機起飛著艦安全操作的指揮控制：保障對飛機空中態勢的實時數據顯示和飛機在艦上狀態與運動的實時電視監視等。此外還要具有高級指揮功能，綜合該艦上的各種工作，使其成為一個統一的戰斗實體。內部信息傳輸系統應是許多子網組成的網絡：航空網、作戰系統網、岸網、補給網、行政網、領航/艦船控制網、航行調度網、情報網、旗艦網、通信支援網、損傷控制支援網、作戰系統支援網等等。美軍航母綜合內部信息傳輸主要設備有以下四個：

（1）綜合話音通信設備。以前，國外航母話音通信設備是分散配置的，有的多達九套，彼此相互獨立使用相當不便。經過多年的努力，在70年代后，美國先后研制出先進的綜合內部信息傳輸系統，設有按優先等級進行信息交換的中心交換單元，用按鍵代替撥號呼叫，提高了系統的靈活性，適應艦載機迅速起降和允許優先用戶緊急通信的需要。

（2）閉路電視監視設備。該設備設置在艦內高噪聲區和危險告警區，用于對飛行甲板和機庫甲板狀況的連續監視和對飛行中飛機狀態的連續監視。圖7

（3）飛行甲板通信設備。飛行甲板通信是航母通信中極為重要的特種信息傳輸系統，因為艦載機的起降需要較多的地勤人員在甲板上工作。地勤人員處在空間有限、飛機頻繁起降、劇烈噪聲以及惡劣海情的嚴酷環境中，彼此通話十分困難，因此，航母通常要配備一套多路UHF無線電系統，并要求它具有比較好的保密性能和抗干擾性能。為了保證對飛機起飛、著艦的安全指揮和引導，還必須配備性能優良的便攜式或頭盔式無線電通信設備。

（二）外部信息傳輸系統

美軍航母編隊的外部通信包括各海上部隊使用的近距離通信（通信距離在400或500千米以內）以及岸上節點與戰斗群之間的遠距離通信（距離在740千米到11000千米之間）。航母編隊外部信息傳輸網絡和線路主要有：戰術部隊指揮網為戰斗群指揮部門之間進行信息交換服務，包括岸站的通信、與起飛后飛機間的通信、編隊內通信和編隊間的通信等，采用的射頻頻段有高頻[HF）、甚高頻（VHF）、特高頻（UHF）和極高頻（HHF），大致可分為艦對艦信息傳輸系統、艦對空信息傳輸系統、戰術數據鏈信息傳輸系統等。

（1）艦對艦信息傳輸系統。戰術部隊電傳電報網用于特混艦隊內各艦船之間一般通信聯絡及作戰信息和行政管理信息的交換，并可把報文傳送給艦對岸中繼船，此網使用HF或UHF頻段。戰術部隊廣播網受戰術指揮官控制的網絡，在其指揮下向艦艇發送作戰及行政管理信息，此網用HF或UHF頻段。戰術部隊專用情報網，用于傳送專用情報及作戰和協調信息，它使用HF或UHF頻段。

（2）艦對空信息傳輸系統。反潛戰專用信息線路用于艦對空及空對空交換反潛戰信息，使用HF或UHF頻段。空中協調線路，用于航母編隊對空作戰中分發控制飛機的信息，即HF線路，傳送的信息包括：安排及解除空中戰斗巡邏，空中管制任務，截擊指令，截擊任務進展，空中戰斗巡邏位置報告，空中戰斗巡邏導彈的協調，飛行甲板情況及空中飛機狀態的報告，空中搜索及救援的協調和指揮，返航飛機或降落飛機的協調，干擾及電子支援措施等。對空作戰武器協調線路，用于戰斗群防御中炮火、導彈和戰斗機截擊的協調，它也可用于向小型艦艇傳送簡單的空情狀況，這條線路使用HF或UHF頻段。空中引導控制線路，專門用于航空母艦上引導飛機，使用UHF頻段。著艦/起飛控制線路，用于航空母艦及載有直升機的艦艇控制飛機的起飛及降落，使用UHF網。空中預警控制線路，用于艦艇與空中預警飛機之間的控制與報告。空中攻擊控制網用于控制攻擊機，使用UHF或HF頻段。戰斗機空中引導線路用于戰斗群控制截擊時的飛機，使用UHF頻段。戰術空中交通管制線路，用于全面控制所有飛機進入及離開作戰區域，使用UHF頻段。戰術空中指揮線路指揮艦載航空兵大隊，并為近距離空中支援和反空作戰提供飛機控制。

（3）戰術數據鏈信息傳輸系統。美軍航母編隊還使用下列數據鏈路來傳送傳感器系統、指揮和控制系統及武器系統的數據。

11號數據鏈用于交換戰術數據，使用HF頻段。16號數據鏈支持戰斗群各分隊之間的綜合通信、導航和敵我識別，使用UHF頻段。4號數據鏈用于把戰術飛機和支援飛機與飛機控制部門互連在一起，使用UHF頻段。通用寬頻帶數據鏈是一條圖像數據通信數據鏈，提供航空母艦和裝備有其他數據鏈的飛機之間的自動化通信，使用SHF頻段。輕型機載多功能系統數據鏈，用于輕型機載多用途系統直升機與其母艦之間的數據交換。

（4）衛星信息傳輸系統。遠程通信主要使用衛星線路，特別是UHF頻段的FLTSATCOM艦隊衛星線路，美軍航母使用該衛星的信息傳輸系統有艦隊衛星廣播系統、戰術指揮官信息交換子系統、戰術情報信息交換子系統，公共用戶數據信息交換子系統，潛艇衛星信息交換子系統，戰術數據信息交換子系統和艦隊衛星通信保密等。

（三）中心控制系統

美軍航母編隊通信用中心分配控制系統在外通和內通間進行接口，承擔報文信息的自動處理與分配：對各分系統的工作狀態進行模擬顯示、監測和故障診斷：產生和傳送各種控制信令：對數字數據設備進行同步（或非同步）控制等任務。以上三大部分便構成了有機綜合的航母信息傳輸系統的整體，相互問以接口轉換裝置連通。美軍航母上裝設的“數字式艦載綜合信息傳輸系統”，以內通環路系統為基礎，在其“連接站”組件裝置處通過有/無線接口裝置使無線信息進入內通環路。該單元是以總線方式連接，用計算機控制航母外部通信與內部通信的智能式中心分配系統。其主要功能是對內部通信和外部信息傳輸系統的工作進行監視、故障診斷及模擬顯示：對各種無線電信息進行自動報文處理、分配：對數字數據信號傳輸及處理設備進行同步控制以及在用戶和設備問進行矩陣式的轉接交換等。

未來發展

（一）研發先進衛星信息傳輸系統

美國將開發UHF接續衛星UHF/FO系統，用以替代現在運行的系統和LEASAT衛星系統，計劃發射9顆UHF/FO衛星組成9單元星座。從第4顆開始裝備極高頻（EHF）通信設備，EHF比UHF（特高頻）信號具有更強的抗干擾和防截獲能力。美國海軍將裝備軍事戰略/戰術與中繼MILSTAR衛星信息傳輸系統，其上行線路頻率是44GHz，下行為20GHz，通過大約50多條信道向地面、空中和海上用戶以通播的方式發送信息。因為該衛星工作在EHF頻段，頻帶寬，可以在2GH的頻段上使用擴展頻潛和跳頻。MILSTAR衛星還有4條UHF信道能與現有的UHF用戶兼容。美國海軍還探索使用商用衛星，利用商用衛星把艦船上、岸上的信息傳輸系統和艦內信息傳輸系統連接起來。現在海軍的海上通信頻帶帶寬較窄，不能滿足新的通信功能的要求，利用商用衛星能夠把帶寬增加到15兆比特/秒，可以發送和接收全活動電視信號，實時地壓縮數據和圖像，并可把圖像傳輸時間從9小時減少到幾秒。

（二）開發聯合戰術信息分配系統

目前各國海軍都在開發聯合戰術信息分配系統，其具有通信、導航、識別的綜合功能，可供陸、海、空三軍使用，其工作頻段為960MHz-121 5MHz，傳輸距離可達500海里（1海里約等于1.852千米）。該系統應用了許多高新技術，系統采用時分多址、直接序列擴頻、跳頻、同步密鑰、級聯糾錯、相關檢測等技術，實現了突發性頻率和傳輸信息離散化、隨機化，使發射電波密度大為降低，信號具有近似隨機噪聲的特點，因而提高了系統的保密性和抗干擾性，同時具有容量大、可靠性好及使用靈活等優點。另外，僅依靠岸基、艦載、潛載戰術數據系統之間的數據信息共享，為潛艇提供目標指示信息還不夠。如果潛射導彈能通過機載戰術數據系統得到目標指示信息，甚至從高性能的隱身戰斗機獲取信息，作戰時將達到事半功倍的效果。為此，美國海軍將研制裝備被稱為“門徑”的信息傳輸系統，使F-22戰斗機與潛艇甚至潛射的導彈進行信息共享。

（三）采取先進通信支援系統

通信支援系統是一個靈活的、多媒體的資源和電路共享結構，現役的美國海軍通信由專用的單媒體點對點和網絡電路組成。新的信息傳輸系統將增加多媒體電路交換和網絡管理，具有重新配置和資源共享的特點，可通過不同的無線電頻率通信，包括UHF/HF視距通信和SHF/UHF衛星通信以及EHF衛星通信等，并可能覆蓋全頻譜。該系統屬于分布式網絡管理結構，系統設計將綜合海軍戰術通信進入保密寬域網。通過通信支援系統所交換的信息包括：話音、影視、傳真、實時情報、圖像、文件轉換和報文，系統的網絡管理范圍包括作戰群體中的所有艦船和岸上的各個節點，網絡運行和老系統相兼容。若想潛射導彈的精確打擊能力發揮到最大，就必須解決導彈發射后目標指示問題。

（四）逐步實現光纖綜合內部通信和控制系統光纜通信

光纖綜合內部通信和控制系統光纜所具有的特殊優點，使之非常適用于艦船這樣的海上浮動作戰環境。它是海軍有線通信的發展方向，將應用在海軍模塊化自動信息傳輸系統，海軍戰術指揮系統及綜合艦橋系統中。目標是調整所有有關艦船的艦內通信計劃，最終達到提供有凝聚力的艦船內通系統。這個實施共分三步：首先，將以前的幾個系統網絡綜合起來，開發成適用于全部艦船的單一的內部通信和控制系統：接之，利用工業電路交換和海軍自適應光纖嵌入式網標準，進一步完善綜合業務數字網，為遠期結構的轉變打下基礎：最后，遠期的內部通信和控制結構將要利用寬帶綜合業務數字網技術實現綜合光纖網。

編輯：戴嘉琦