战场上的高空Wifi！美军战场机载通信节点（BACN）

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作者： 高书亮，学术plus高级评论员，专注研究电子信息与军事装备

　　战场升空平台通信是一种具有潜在应用价值的战场无线接入手段，由于它能够克服不同地形、环境、通信体制和其它战场干扰因素的限制，通过高空中继的方式将不同类型的战场通信节点、人员、装备和手段进行有效互联，从而打通了战场数据交换的瓶颈，确保在复杂地形和自然环境下不同作战单元之间的信息共享。本文详细描述了美军战场机载通信节点（BACN）的研制历程，综合分析了BACN的实战应用，高度凝炼提出了升空平台通信中BACN的重要作用和意义。

　　一、美军战场机载通信节点（BACN）概述

　　当地时间1月27日下午，塔利班在阿富汗加兹尼省击落一架美国飞机。据坠机现场曝光的图片显示，坠毁的是一架美国空军庞巴迪E-11A战场机载通信节点（Battlefield Airborne Communications Node，BACN）飞机，该机编号应该为11-9358。作为当前美军一种重要的战场升空通信装备，应该说，这架E-11A的坠毁使得美军蒙受了惨重的损失。

　　现代升空通信是指利用飞机、系留气球等升空载体，配装中继、交换及转信设备，构成中继站、交换站或转信站，与地面（空中、海上）指挥所（用户）达成的通信。主要用于长距离和恶劣地形环境下的指挥通信。升空通信实质上这是一种通过在利用空中载体实现超视距、大区域数据传输、中继和交换的技术手段，其本质是利用升高通信转发天线从而实现无线电波的超视距传播。与其它通信手段相比，该通信模式具备覆盖范围广、容量大、灵活性较强、接入用户数量多、成本较低、安全可靠等优点,可广泛应用于复杂地形和环境的通信保障，并可以满足大范围、远距离的通信需求。此次被阿富汗反政府武装击落的战场机载通信节点（BACN）就是升空通信装备的一个典型代表。

　　二、研制历程

　　随着二十一世纪以来，美军多种军事行动的开展，作为一个信息化水平很高，装备多种通信手段的军队，美军在打破不断军兵种、不同通信手段和装备所形成的战场信息壁垒方面正日益面临着新的挑战。这一点在新世纪之初的阿富汗战争中表现的尤为明显：阿富汗是一个多山地的内陆国家，常规无线电通信手段往往会受到的干扰和遮挡往往非常严重，为此，在阿富汗战争早期美军特种部队经常冒着暴露危险到山顶寻找通信信号，这对减少战场伤亡，遂行多种类型的复杂战术任务带来了较大的挑战。美军迫切需要一种能够克服战场地形和地域限制，为多个不同军种和通信装备提供该性能的战场通信接入系统。为此，美军联合多家知名国防企业启动了战场机载通信节点（BACN）的研制工作。

　　2005年，美国空军电子系统中心正式授予诺斯罗普格鲁曼公司一份价值2570万美元的合同，委托该公司为首的工作小组（包括NASA Johnson 空间中心、雷声公司、L3公司、罗克韦尔-柯林斯公司、Vanu有限公司和ViaSat有限公司等企业）研制一个机载通信系统中继和信息服务器，也就是BACN的原型系统。

　　当时，美军定位将该系统为美国国防部网络提供一条连接传统无线电设备和情报、监视与侦察系统并进行通信的纽带，为通用数据链综合处理和JTRS(联合战术无线电系统)性能提供低风险的技术基础服务。最初，诺格公司启动的是这一系统的机载有效载荷研制工作，包括基于网络协议的无线电设备、网关管理器、软件定义的无线电设备和先进的信息体系结构四个部分组成，尚未完全选定该系统所采用的载机平台。

　　随着相关研制工作的不断推进，2005年12月15日，诺斯罗普格鲁曼公司和美国空军完成了战场机载通信节点(BACN)系统的首次飞行测试。尤其是在2006年和2008年举行的“联合远征部队试验”中BACN系统的战术和技术性能得到了初步的验证，并已经证明其可以在不需要改变战斗者训练、装备或者程序的情况下扩展、稳定和改善通信。

　　随着该系统的不断成熟，2011年，美国空军开始为该系统正式指定了两类载机平台，并要求诺斯罗普格鲁曼公司为代号为E-11A和EQ-4B两种不同类型的飞机平台搭载诺斯罗普格鲁曼公司开发的战场机载通信节点（BACN）系统。其中，美国空军指定采用庞巴迪公司Global Express700飞机为E-11A型飞机，负责BACN系统的特殊航空电子任务载荷。经过改进的诺格公司全球鹰RQ-4Bs无人机被空军重新指定为EQ-4Bs飞机，负责搭载BACN系统的机载任务载荷。

　　随后，2012年，美国空军正式授予诺斯罗普格鲁曼公司一份总价值17亿美元的合同，为驻阿富汗的美军提供机载通信接入平台。到目前为止，BACN共交付了11架E-11A，一架经过改装的庞巴迪公务机和三架EQ-4B。迄今为止，BACN实现了飞行超过8,300次任务的100,000英里里程碑，BACN的任务可用率超过98%。

　　三、实战应用

　　BACN系统是一种因特网协议机载通信中继和信息服务系统，它可与美国国防部网络中的电台、情报、监视和侦察系统进行连接。由于能够飞行在高空中，BACN系统视距电台的范围，可将信息中继到机载和地面/海面设备并通过卫星传递到指挥中心。BACN系统的战术服务器提供空中和地面部队态势感知、情报、图像和网络管理信息的实时信息接入。机载执行处理器对这个移动因特网协议网络进行管理。联合接口控制官支持系统等地面设备对该系统进行远程控制。

　　战场机载通信节点在支援近距离空中支援、护航、时间敏感目标定位和空中任务中获得了很大的成功。据统计，在其700多次地空互联任务中，地面部队与执行近距离空中支援（CAS）任务的飞机建立地空联系的时间平均减少了约25%。通信速度的提高也使得动态打击效果(为了支援我们的地面部队轰炸某个目标)也提高了近45%。

　　这些结果并不仅限于美军的相关战斗行动，战场机载通讯节点也为联合国粮食计划署运送指挥官提供了减少被当地反政府武装攻击威胁的可能：在复杂的、多山地形中持续与空中支援和地面作战部队保持紧密联系。此外，战场机载通讯节点也让盟国部队(美国、英国、法国和荷兰)扩展和融合与空中轨迹、飞机航线和目标定位信息相关的空中图片。

　　这些空中和地面门户将空对空、空对地和地面移动网络联结起来，共享大量与作战资源相连的信息。同时，BACN与快速攻击信息分发执行中继(RAIDER Rapid Attack Information Dissemination Execution Relay)的结合，可以使飞行员和地面人员拥有在最有挑战性的战场态势中实现跨不同系统间进行通信的能力。

　　目前，美国空军有11架E-11A飞机，其中4架配属第430远征电子战飞机中队，以轮换部署的方式驻扎在阿富汗坎大哈机场，在阿富汗上空执行通信支持任务。

　　直观的说，BACN就是一个有着高空快速机动能力的移动式空中网关或WIFI，它能够联接不同类型的战术数据链，实现战场条件下的战术数据交换和共享。由于实际中，美军装备的诸多数据链采用了不同网络协议和数据链格式，为跨军兵种数据交换和共享带来了巨大的障碍，因此，必须由BACN这样的系统实现数据协议的转换、统一、接入与分发，从而确保不同类型、不同军兵种的通信手段和系统之间的互联互通。

　　BACN包括机载战术路由器、网关管理、联合信息转发软件和处理器等组成。它既可以用于同一频率，不同信息格式数据链之间连接，也可以用于不同频率、不同格式的数据链之间连接。除了数据链，BACN系统也可以支持保密话音通信，构建地面移动通信系统。此外，BACN机载系统具有体积小，重量轻等特点，既可以装备在有人机上面，也可以装备在无人机上面。

　　除了E-11A，美军也把它装备在全球鹰无人机上面，装备BACN系统的全球鹰编号相应改为EQ-4B，不过有消息说，E-11A载机起飞重量大，机载BACN设备的适配性较好，可以实现即装即用，并有能力携带其他类型载荷，所以E-11A也可以执行其他特种电子战任务，例如为特种部队渗透提供安全、可靠的通信系统，执行电子战侦察任务等等，美军有计划让盟友接入BACN系统，以提高多国部队联合作战能力。

　　E-11A飞机投入阿富汗战争之后，显现了卓越的性能，它几乎可以在所有美军数据链之间建立连接，实现跨军兵种信息交换和共享，极大的改善了驻阿美军战场通信能力和信息共享能力。美国空军战斗机配备LINK-16数据链情况下也能够与陆军数字化系统进行战术数据交换，提高近距空中支援能力。尤其E-11A执勤高度较大，无线电视距远，可以有效改善复杂地形条件下战场通信效能。

　　四、相关启示

　　从近年来的发展情况来看，升空平台通信是一种良好的、具有较大潜在应用价值的战场无线接入手段，由于它能够克服不同地形、环境、通信体制和其它战场干扰因素的限制，将不同类型的通信和数据链手段进行有机综合，从而打通了战场数据交换的瓶颈，在实战中展现出较好的应用价值，从目前美军对BACN的实战实用情况来看，值得借鉴的主要的主要经验包括：

　　1、 选择性能良好的升空平台，美军为E-11A选择的有人升空通信平台为庞巴迪公司生产的Global Express 700公务机，该型飞机作为一款全新的公务机，具有留空时间长、飞行航程远（最远航程超过7000海里）、客舱环境特性优良、驾驶舱通用性好等多种优势，能够快速飞抵战区提供必要的保障服务，从而提升了相关通信保障任务的可用性。

　　2、 充分考虑战场通信应用实际，BACN的产生的初衷就是解决驻阿富汗美军的多军兵种之间的互联互通问题，因此其在研制之初就充分考虑了各兵种在战术通信手段和应用上的实际情况（如美军大量采用的LINK-16数据链无法与美国陆军位置报道系统/EPLRS联接，后者只能与美国空军SADL数据链进行战术数据交换，而SADL数据链只有部分作战飞机才能装备）。为此，BACN充分考虑了战场实际应用需要，有针对性的解决了上述问题，从而在实践中取得了较好的应用效果。