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军用无线通信:战术电台、数据链终端、卫星通信终端有什么区别?

时间:2023-10-27 10:58 点击:

由于本次连载的很多文章都会用到有关军用无线通信系统(尤其是数据链)的基础知识,因此这里首先对军用无线通信及其相关知识进行一下简单地描述。尽管有线通信也是军用通信的主要方式之一,但考虑到电子战系统的应用战场几乎不会具备有线通信的条件,因此本部分不赘述。

“公路”与“铁路”——漫谈军用无线通信

很多类装备都可实现军用无线通信,最常见的就是战术电台、数据链终端、卫星通信终端,或者从领域角度来讲,分为战术通信、数据链通信、卫星通信等。

那么,既然这些装备/领域都能实现军用无线通信,它们之间有什么区别呢?一种比较形象的区分方式就是利用当前交通网络来做类比:战术通信相当于普通公路;数据链通信相当于铁路,其中又包括了普通铁路(传统战术数据链通信)与高速铁路(新型高速数据链通信);卫星通信相当于高速公路。

为什么这么类比呢?

首先,根据有无“铁轨”,军用无线通信可分为两大类:“铁路”(数据链通信)与“公路”(其他通信)。之所以这么说,从数据链通信的定义可看出。数据链理解为“用于传输机器可读的战术数字报文的标准通信链路。”这种定义可以看出,数据链通信与“铁轨”非常像,人的参与尽可能少(机器可读的战术数字报文)、必须沿着轨道走(标准通信链路)。其他军用卫星通信都不具备上述特点,对标准的通信链路、标准的报文的要求都很少。

其次,根据“运力”(通信速率/带宽/吞吐量)高低,数据链通信可以分为两大类:“普通铁路”(传统战术数据链,TDL)和“高速铁路”(新型高速数据链)。如同铁路也分为普通铁路和高速铁路一样,数据链通信尽管都属于铁路范畴,但也有高速、低速之分。通常来说,数据速率为kb/s量级的数据链(主要是Link系列战术数据链)可比作“普通铁路”,数据速率达到Mb/s量级的数据链(包括网络中心协同目标瞄准(NCCT)、战术目标瞄准网络技术(TTNT)、协同交战能力(CEC)等在内的各种通用数据链)可比作“高速铁路”。还有一点需要注意,正如高速铁路之于普通铁路不仅限于运力提升,还能够大幅压缩城市圈、生活圈一样,宽带数据链不仅提升了数据速率,还带来了更高层级的作战协同能力,进而缩短了杀伤链/杀伤网的闭环时间,并最终大幅提升了作战效能与效率。

再次,根据“运力”(通信速率/带宽/吞吐量)高低,其他通信可以分为两大类:“普通公路”(传统战术通信)、“高速公路”(卫星通信)。战术通信与卫星通信的差别主要体现在如下几方面:“运力”,卫星通信比传统战术通信的数据传输速率更高;“地位”,卫星通信通常用于打造战略、战役、战术等层级的“干线网”,而战术通信则通常用于打造战术层级“边缘网”;“灵活性”,“普通公路”可以随时随地停车、调头(战术通信灵活性很高,终端可以随时随地通信),而“高速公路”卫星通信的“路”是封闭式的且无法随意“上下高速”(必须在卫星波束覆盖范围内才能通信);“成本”,从“村道”到“国道”基本上都免费了,而由于“高速公路”的建设成本很高依然还在收费。

最后,无论是“公路”还是“铁路”,都可以组成“路网”(战场通信网),且可以在特定情况下实现互通。美国空军的战场部队战术网、美国陆军的战术级作战人员信息网(目前已暂停部署)等就是典型的战场通信网。

尽管实现军用无线通信的手段很多,但具体到电子战领域,实际能够支撑电子战系统、装备通信与组网协同的手段则主要以各种数据链为主,下面再简单介绍一下数据链及其相关术语。

数据链概念相关术语发展概述

“数据链”一词可能很多读者都或多或少有所耳闻,但“数据链究竟是什么”这一问题则可能没有多少人能够准确回答。尽管上文已对数据链的内涵与定义进行了形象地描述,但对于更深度理解“数据链在网络化协同电子战领域的应用”而言,还不够。因此,下面稍微深入地对数据链相关定义、术语进行介绍。

首先介绍一下数据链的定义。严格来说,“数据链”这一术语已经于2010年6月从美军军语中“删除”。下面为了从定义角度来探索数据链概念的发展,仍对其2010年前的定义进行阐述。

2010年之前的美军《JP 1-02:国防部军事及相关术语词典》中对于“数据链”和“战术数字信息链路”的定义如下。

“数据链:把一个位置与另一个位置连接起来的手段,目的是发射、接收数据。另见‘战术数字信息链路(TADIL)’。”

“战术数字信息链路是由美国联合参谋部批准的一种标准化通信链路,可用于传输数字化信息。该链路可利用单网或多网体系架构、多种通信媒介来连接两个或多个指控系统或武器系统,以交换战术信息。”

2010年6月美军发布的《JP 6-0:联合通信系统》条令中,对有关数据链的术语、定义进行了较大调整,主要体现在如下两方面:其一,明确指出,在美军军语词典《JP 1-02》中“删除”了“数据链”这一术语;其二,在美军军语词典《JP 1-02》中用“战术数据链”这一术语代替了“战术数字信息链路”这一术语,但定义一点没有变。此后发布的军语词典中,对于战术数据链的定义进行了微调,但大的定义仍没有变化。

综上所述,在美军军语词典中有着明确定义的术语应该是“战术数据链”,“数据链” “战术数字信息链路”等耳熟能详的术语,实际上属于“非标”术语(也就是说,本章乃至整个“原理篇”都在使用的“数据链”这一术语,实际上是不规范的。但若按照规范的术语来写,会非常繁琐,望读者勿怪)。

数据链概念相关术语发展概述

“原理篇”后续文章中会频繁用到数据链标准中的“序列”(series)、“报文”(message,有时亦称作“消息”)等技术术语,为使读者更方便理解,下面简单介绍一下。

在数据链领域,“序列”(有时候也称为“序列族”,series family)指的是特定数据链所遵循的一系列报文格式标准,只有遵循特定格式,数据链报文才能有效传递信息(information)。这些报文格式由许多组有序排列的字段组成;在每个字段内,待传输的信息按照指定格式编写成规定的二进制报文。综上所述,有如下两点结论。

其一,从某一特定数据链角度来讲,“序列”指的是该数据链必须遵循的一系列报文设计、发射、接收标准,如下表所示。

典型战术数据链的报文序列及相关参数

其二,从报文与序列的关系角度来讲,序列可视作“报文格式标准族/标准序列”,或者说,某一“序列”中包含了一系列个体报文格式。以Link 16为例,每个J序列报文格式都会由一个标签和一个子标签来作为其特有身份标识。例如,J3.7报文格式中,“3”是标签,“7”是子标签。这两个标签分别用5bit和3bit二进制代码表示,因此总共有256种组合(28)。也就是说,理论上J序列族报文可以有256类报文格式,当然,实际上没有这么多。

那么,说了这么多,“报文”究竟是什么呢?通俗来讲,报文可简单理解为“数据帧结构”。具体来说,报文是数据链进行信息交换的基本单元。通常数据通信领域所说的报文是指“作为一个整体来进行传送的一组字符或比特代码序列”,而美军数据链主要采用由比特序列组成的报文,即面向比特的格式化报文。该报文的主要特征是“用有序的比特序列表示要传送的信息。”根据报文格式变化的灵活性,通常可分为四类,即固定格式报文、可变格式报文、自由正文报文和往返计时报文。

最后,为了让读者对“报文”这一术语有更直观的印象,下图给出了Link 16数据链J序列格式化报文的产生过程。

总 结

尽管上文说了这么多,但可能读者还是有些费解。其实没关系,过程不重要,只要能够理解“数据链可以确保实现网络化协同电子战实现”这一核心就行。


(责任编辑:陆涛)

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