瀕海城市防空體系通信系統建設研究

張宇

摘要：通信系統作為瀕海城市防空體系的基礎保障及重要組成，是防空體系實現指揮、協同作戰并達到較大作戰效能的前提條件。文章從某構想瀕海城市防空體系的通信系統所面臨問題、任務特點等角度出發，開展通信系統建設研究，分析光纖、散射、微波、無線寬帶、超短波和衛星等通信手段，綜合利用、取長補短，構建了一個覆蓋面廣、結構完善、功能性能互補、迂回保通能力強的立體通信網絡。

關鍵詞：瀕海城市；防空體系；通信系統；建設研究

中圖分類號：TN915文獻標志碼：A

0 引言

許多國家和地區的瀕海城市多為其政治、經濟、科技和文化中心，建設有大型港口、機場、城市CBD，人口密集，是未來戰爭中空襲的首選目標。為此，它們都在花費大量財力構建瀕海城市防空體系，通信系統作為“首長的耳目、部隊的神經”，其關系到整個防空體系作戰的成敗。因此，建設性能良好、可靠穩定、互補冗余的通信系統是防空體系建設中極為重要的一環。

1 通信系統面臨的問題

通信系統通常會面臨以下幾個問題：（1）易受敵方偵察和干擾，且防御縱深淺，預警時間短，敵方容易對通信系統實施干擾，海上障礙物較少，敵方從海上偷襲十分便利，通信系統必然成為首要攻擊的目標。（2）除正常無線電業務外，還有導航、漁業、對潛、對艦等無線通信業務，無線電信號復雜，用頻多。（3）地形復雜，海上島嶼星羅棋布，陸上江河湖泊縱橫交錯，增加建設難度。（4）氣象復雜，敵方可利用復雜天氣進行偷襲，臺風、海汐、大霧、暴雨等復雜氣象給通信帶來不利因素。（5）高溫、高濕、高鹽霧下通信設備易受腐蝕而失效，降低通信系統效能。

2 通信系統任務特點

2.1 防空裝備部署

瀕海城市防空主要針對敵空襲兵器的主要突襲方向，建立多層次、有重點的區域防空火力攔截體系。由于攔截縱深小，為了延長攔截縱深，通常會考慮將中遠程防空武器進行后置部署，將近程末端防空武器進行前置部署。各防空武器均須通過通信系統接入中心節點實現互聯互通，利用中心節點對各裝備進行作戰指揮，從而在敵來襲航路上形成多層防空火力網，利用軟硬火力實現對目標的多波次、梯次攔截。

假設瀕海城市防空體系各裝備部署如圖1所示。

將中遠程防空武器部署在陸地瀕海城市中或大后方。將各近程末端防空武器分散部署在大陸海岸、半島或者離島、人工島等，并沿海岸方向呈外圍柵欄式部署。橫向兩個遠端短者30～50km、長者150～200km，甚至更長，所形成的攔截縱深短者70～80km、長者大于100km。

2.2 通信業務類型

瀕海城市防空體系根據面臨的威脅及作戰特點，其基本作戰原則可總結為“多源融合、全維預警；分層攔截，梯次抗擊；早搜快打，盡遠制敵；軟硬兼施，嚴密防護”［1］。為了形成最大合力，發揮最大效能，通信系統不僅要完成戰時空情預警信息、目標跟蹤信息、指揮命令、勤務信息、裝備狀態等數據和語音業務傳輸，還要完成平時日常維護、聯合演練等數據和語音業務傳輸。在一定條件下，還須完成圖像業務傳輸。

3 通信系統建設

3.1 總體需求

結合各防空裝備部署及通信業務類型分析，通信系統應由“靜中通”向“擾中通”轉變，由以短波、超短波為主的單一通信手段向綜合利用有線通信、無線組網和衛星通信等多手段、綜合一體化等通信轉變。實現“有線通信為主，無線通信為輔”，覆蓋面廣、結構完善、迂回保通能力的強的立體通信網絡［2］。為此，本文擬建設一個集成有多種通信手段兼容備份的綜合通信系統。

3.2 光纖通信

光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸的通信。其通信容量大，傳輸延遲小；傳輸損耗低、中繼距離長；信號串擾小、保密性能好；抗電磁干擾、傳輸質量佳等，能有效避免敵方偵察、干擾等。通過敷設海底光纜，可將城市光纖通信網絡延伸至各半島、離島和人工島，可與城市現有已建成的“四通八達”電信光纖網絡進行無縫連接，通過網絡隔離、加密等，確保傳輸信息安全，實現防空作戰數據可靠傳輸。建設時，將其作為主要有線通信手段，能有效滿足數據、話音、圖像等傳輸需求。光纖通信環網如圖2所示。

圖2中將相鄰的幾個分支節點用一個光纖子環網相連，多個子環網通過光纜橋相接，將有光纜敷設的離島通過光纜直接接入光纖環網，最終實現光纖組網通信。當環網中的某支路光纜損壞時，可通過其他支路進行通信，達到抗毀保通的目的。

3.3 散射通信

散射通信是指利用對流層及電離層中的不均勻體對電磁波產生的散射作用，利用遠處高靈敏度接收機以接收散射來的微弱電磁波，從而實現大于100km的超視距通信。其單跳跨距遠、抗毀、抗擾和抗截獲能力強，具有跨越山丘、海灣、沙漠等復雜地形進行全天候可靠通信等特點，能夠部署在無法實現光纖通信的島嶼上。部署在島嶼上的散射通信性能要優于在陸地上部署的性能，傳輸容量更大、超視距性能好、通信更加可靠。建設時，將其作為超視距無線通信的主要手段實施，能有效滿足數據、話音等傳輸需求。

散射通信采用分集天線接收技術用以解決接收信號的衰落問題，目的是減小平坦衰落信道中的接收機處的信號衰落深度和衰落持續時間的影響，先將接收到的信號分成多路獨立的不相關的信號，然后將這些不同能量的信號按一定規則合并起來［3］，為此要設計兩個或多個接收天線。

3.4 微波通信

微波通信是直接利用微波作為介質進行的通信，當兩點之間視距無障礙時，就可以使用微波進行傳輸。其具有傳輸帶寬寬、通信容量大、通信鏈路穩定、抗干擾性能較好、通信質量好、延遲較小等特點，可部署在無法實現光纖通信的島嶼或臨時陣地上使用。建設時，可將其作為一種主要的視距通信手段實施，滿足數據、話音等傳輸需求。散射和微波集成后的工作如圖3所示。

3.5 無線寬帶通信

無線寬帶通信是以民用4G通信為基礎，進行了抗干擾、基站自組網及遠距離傳輸等方面的軍事化增強改造，滿足機動網絡和用戶對固定網絡的接入需求的同時，還可以滿足大數量業務傳輸、動態組網、隨遇接入等需求，具有高帶寬、傳輸速率大等特點。無線寬帶通信設備小型化、輕量化，可用于機動部署的各防空裝備之間或者近距離固定部署（小于7km～8km的范圍內）在各島嶼上的防空裝備之間動態或靜態組網通信，滿足數據、話音、圖像等傳輸需求，如圖4所示。

3.6 短波通信

隨著通信技術的發展，短波通信仍占有不可替代的地位。短波通信不依賴中心站，每個臺站既可以做主站也可以做從站，通信網安全性高。短波傳播路徑是以電離層發射的天波為主，不受地球曲率和地面障礙物的限制，可實現超視距通信。由于短波通信設備傳輸速率很小，可將其作為通信開設之前的應急語音通信。

3.7 超短波通信

超短波主要依靠地波和空間波進行視距傳播，與短波相比，超短波具有頻段寬，通信容量大，受季節、晝夜變化影響小，可進行跳頻通信，抗干擾能力強，通信穩定，設備簡單且小型化等特點。超短波通信作為無線通信里的主要通信手段，廣泛運用于各類平臺。超短波作為無線通信的主力手段，能有效滿足數據、話音等傳輸需求。

3.8 衛星通信

衛星通信是利用衛星上的轉發器作為中繼站，轉發無線電波，實現地球上多個衛星通信站之間的通信。衛星通信具有距離遠且費用和通信距離無關、工作頻段寬、通信容量大、通信鏈路穩定，覆蓋面積廣、通信靈活等特點。雖然目前還存在由于設備量偏大、價格昂貴、通信時租星費用高、傳輸延遲較大等問題，但是衛星通信可作為一種較好的備用通信手段進行建設。

4 集成使用

各通信手段的主要集成使用如下：（1）光纖通信作為有線通信的主要手段，設備小，可集成在防空裝備上，可實現互聯節點之間大速率傳輸，適合部署在大陸和敷設有光纜的島嶼上使用。（2）散射通信作為遠距離無線通信的主要手段，可單獨成車或與微波通信集成成車，實現5km～120km范圍內的大速率傳輸，適合部署在距離較遠的離島上使用。（3）微波通信作為散射通信的互補，可單獨成車或與散射通信集成成車，實現5km～25km范圍內的大速率傳輸。（4）無線寬帶通信作為近距離無線寬帶主要通信手段，設備小，可集成在防空裝備上，實現10m～10km范圍內多節點機動動態或靜態組網通信時的大速率傳輸。（5）短波作為應急通信手段，設備小，可集成在防空裝備上，實現10m～120km范圍內的應急語音通信。（6）超短波通信作為近距離主要備用窄帶通信手段，設備小，可集成在防空裝備上，實現10m～10km范圍內“點對點”或“一點對多點”的中小速率傳輸。（7）衛星通信作為主要備用手段可單獨成車或可集成在防空裝備上，在不受距離限制的場景下實現一般速率通信，特別適合部署在距離較遠的離島上實現使用。

5 結語

通過對光纖、散射、微波、無線寬帶、短波、超短波和衛星等多種手段進行分析研究可知，各通信手段優缺點明顯，各有所長，可互為補充。為建設一個具有多手段、全方位、優劣勢互補的立體通信保障，需要將上述通信手段納入瀕海城市防空體系通信系統的建設內容，通過合理規劃、定位和綜合管控，使各自發揮優勢，為瀕海城市防空體系發揮最大作戰效能奠定基礎。

參考文獻

［1］隋江波，孫學鋒，朱良明.海軍要地防空多武器系統協同作戰［J］.指揮控制與仿真，2015（12）：78-81.

［2］陳一遠.復雜電磁環境對省軍區沿海防衛作戰通信保障能力的影響及對策研究［J］.國防，2008（2）：56-58.

［3］王靖.瑞利衰落信道上分集接收技術性能分析［J］.高校理科研究，2006（3）：231-233.

（編輯 王永超）