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    盾和弹之间的那点事(十八)

    作者:未知

    宽带化   以Link 16数据链为代表的通用战术数据链虽然得到了较大规模的普及,但通信带宽却非常有限,在使用超高频频段时仅可提供107Kbps的传输速率,仅相当于我们日常生活中拨号上网的速度。虽然Link 16数据链也可以传输图像数据,但龟速一般的传输速率使其应用范围受到极大的限制。战场环境瞬息万变,对数据传输的实时性要求非常高,比如数据链在用于战术指挥控制时的时间要求为秒级,用于武器协同打击时的要求则高达亚秒级(十分之一秒)。而通信带宽正是数据能够实现实时传输的重要保证,现有的通用战术数据链的带宽已经不适应时代的发展了。通用战术数据链的带宽也是一个逐步增长的过程。较早的Link 4A数据链最高只有5Kbps的传输速率,发展到Link 16时已经达到了238 Kbps,将来的通用战术数据链要达到Mbps的水平甚至更高,才能满足不断增长的作战需求。届时通用战术数据链与情报级数据链的界限将会越来越模糊,宽带化的通用战术数据链也能实现情报级数据链的部分功能。
      此外,随着信息化技术的发展和“网络中心战”作战理念的推行,也要求通用战术数据链能够提供更高的数据传输速率,传统的作战平台如战斗机已不再满足于语音和战术数据的传输,而要求具备传输图像、视频等多媒体的能力。数据链可以将天基、空基、?;?、陆基等各种传感器平台综合起来,组成一个战场传感器网络,从而极大地提高我方的战场态势感知能力,实现战场环境的单向透明。未来战场上每一个作战单元都将成为传感器网络中的一员,各个作战单元获取的战场情报信息都将通过数据链网络与所有作战单元共享。随着各种探测技术的发展,现代先进战斗机的探测能力得到极大提高,比如F-35的机载AESA雷达就可在合成孔径模式下测绘数字地图,其光电传感器也具备较高的探测距离和分辨率。未来战场上F-35也将作为传感器网络中的一个信息节点,为整个作战网络提供战场态势信息。当战场上每一个作战单元都是传感器节点时,信息传输量将会非常巨大,这也要求未来通用战术数据链的带宽向情报级数据链看齐,可以说宽带数据链技术是“网络中心战”理念能否实现的核心技术之一。 ◎ 未来F/A-18这样的常规战斗机也将纳入传感器网络
      既然新一代数据链将向宽带化的方向发展,那么数据链作为通信技术的一种,要想提高数据传输率,一个发展方向就是采取高频微波通信技术。高频微波通信具有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强等特点,因此新一代宽带数据链多采取厘米波、毫米波等频率较高的微波波段。在电磁波频段中,波长越短,频率越高,其在空中的传播特性就越接近光的传播特性,具有波束窄、直线传输、容易被阻隔的特点,只能用于视距内的点对点通信,远距离通信需要中继转发。所以新一代宽带数据链的发展也离不开各种中继平台的建设与发展,比如中继通信卫星、战场通信节点飞机、地面中继站等等。如果中继平台的通信带宽跟不上的话,仍然可能会对整个数据链网络的带宽构成瓶颈??泶萘戳硪桓隹赡艿难≡袷羌す馐萘?。激光通信的带宽高达Gbps级的水平,可谓是“无限带宽”,但激光数据链的技术难度更高,目前要实用还存在一定困难。这主要是因为激光通信在大气中传输损耗大,水蒸汽、尘埃、烟雾等都会使激光?魇涫艿窖现厮ゼ酰?恶劣气象条件下甚至会导致通信中断。目前看激光数据链要投入实用还为时尚早,美军的机载激光通信终端技术也尚处于研发阶段。 ◎ F-35战斗机的EOTS光电跟踪系统 ◎ 微波通信示意图 ◎ 激光通信示意图 大容量
      前文曾讲过,在一定的战场空间内配备同一种数据链终端的多个作战平台可以组成一个“战场局域网”,是多点对多点的网状网络,每个作战平台都是其中的一个节点。随着时代的发展,无人机等小型作战平台将越来越多地投入到战场中,未来的数据链系统甚至还要往单兵化的方向发展。这种小型化、机动化的作战单元数量十分庞大,也将成为数据链网络中的组成节点,这就要求数据链网络支持的组网用户数量必须得到大幅增长,大型、超大型数据链网络是未来的发展趋势。数据链网络的组网用户越多,则整个网络的综合作战效能就会越高,网络的生存能力和抗毁能力也会更加强大。目前Link 16数据链的MIDS终端可以支持超过100个网络用户,下一代数据链系统在采取新的网络管理技术后,能够对网络服务进行自动化控制,实现网络用户的自动组网和网络资源的自动分配,从而为容纳更多的组网用户提供了可能,新一代数据链已经可以支持多达数千个组网用户甚至更多。
      要扩充网络容量也存在很多技术难题,比如数据链设备的小型化、微型化、低成本化等难题。同时,组网用户数量的增长对数据链带宽也提出了更高的要求,组网用户越多,网络结构越复杂,则需要传输的数据总量就越大。此外,组网用户的增加也对数据链系统的可靠性、安全性提出了更高的要求。大型数据链网络中的众多用户如何实现相互通信的隐蔽性、安全性和抗干扰能力将是一大技术难题,对手可能实施的网络攻击也将是数据链网络的一大克星。比如大名鼎鼎的“舒特”机载战场网络攻击系统,可以通过敌方雷达、中继站、网络节点接入敌方作战网络,对整个网络实施攻击与破坏。美国也正在研发专用于网络战的赛博飞机,能搭载病毒、木马等网络攻击武器,对目标实施远程网络攻击。最后,特种作战也可以对敌方作战网络实施破坏,如特战人员捕获敌方网络管理人员,缴获敌方网络终端设备,可以为进入敌方网络打开方便之门。总之,越是大型、超大型数据链网络,组网用户的数量越多,覆盖范围越广,对数据传输安全性的要求就越高,否则就是大而无用、不堪一击。试想一下,假如对方能够轻易截获、篡改数据链通信信息,那么对方就可以轻易的控制数据链网络中的各个作战平台,或者使它们接收到错误的情报信息,甚至可以使各个作战平台互相残杀,战争最终将变成一边倒的屠杀。 ◎ 数据链设备要想普及到单兵作战人员,目前还存在很大困难 隐蔽性
      数据链信号具备窄波束、定向传输的特点,一般都是两个或多个平台之间的点对点传输,很少出现类似传统无线电通信大范围、广播式传输的现象,两者的区别就好比前者是两人之间拿着手电筒互照,后者则是用探照灯照亮一大片区域。显然前者的信号传输隐蔽性更强,更难以被对方电子侦察系统截获,好处就是通信的安全性高,不容易暴露目标,对方也难以施加有效的电子干扰,目前的通用战术数据链如Link 16等大都具备这种特性。不过,难以被截获不代表不能被截获,对方精密级的射频传感器还是可以探测到数据链系统的外泄信号的。对于美军来说,Link 16数据链终究还是满足不了低可探测性的要求,因为一种新型装备的出现――隐身战斗机。Link 16数据链工作在L波段,工作频率仍然偏低,并且采用了全向收发天线,导致其发射信号容易发散,被对方截获的概率增加。 ◎ 搭载了“舒特”系统的EC-130H电子战飞机
      而以F-22为代表的隐身战斗机在战术使用上要求尽可能减少电磁信号的辐射与泄露,需要配备专用的“隐身数据链”――低可探测性/低截获概率(LPI)数据链。为此,美国空军为F-22配备了专属的IFDL“机间协同数据链”。IFDL采用定向天线和较高的工作频率,具备波束指向性好、被截获概率低的优点,是一种真正的“隐身数据链”,实现了F-22机队内部的“私密交谈”。美军另一种隐身战斗机F-35则配备了MADL“多功能先进数据链”,也是一种窄波束、点对点的“隐身数据链”。然而,F-22、F-35和美军现役其它战斗机(配备Link 16数据链)分别采用了不同的数据链系统。我们知道不同数据链系统的信息格式、通信频率不同,彼此之间是无法连接的,因此F-22、F-35与其它战斗机之间的通信就出现了“鸡同鸭讲”的现象,难以协同作战,使F-22长期只能与同型号的F-22战斗机之间实现通信,从而使F-22机队陷入了“信息孤岛”中,这显然违背了现代战争体系化作战的原则。F-22与非隐身战斗机之间如何实现正常的“语言交流”,还有待于进一步的观察。不过,F-22对隐蔽通信的这种近乎偏执的追求是出于隐身战斗机的特殊作战需求而考虑的,非隐身的常规战斗机虽然也有隐蔽通信的需求,却大可以不必走这个极端。 ◎ F-22目前难以实现与其它机型的协同作战 ◎ 图中的隐身飞机采取了不同数据链系统 抗干扰
      同雷达干扰一样,通信干扰与对抗也是电子战领域中比较常见的一种电子对抗手段。通信干扰是指在电子侦察系统的引导下,使用人为辐射的干扰信号,与通信信号同时被目标通信系统的接收天线接收,从而实现对目标通信的扰乱、破坏与欺骗,使其“听”不到、“听”不懂甚至“听”到错误的信息。在现代信息化作战条件下,由于通信网络在现代战争中所起的作用越来越大,以破坏对方信息传输为目的的通信电子战的作用也就越来越大。从某种角度上讲,破坏了对方作战系统的通信能力,就如同武侠小说中挑断了对方的手筋、脚筋,使对方的武功全失,即使对方还残留了一定的武功,也已经完全使不上力气了。通信干扰/对抗手段如果使用得当,甚至可以使敌方的整个战场通信网络陷于瘫痪,从而起到“破网”的作用,并进一步瘫痪敌方的整个作战指挥控制体系,则敌方将处于彻底的被动挨打状态。从这一点来讲,通信电子战也是一种具有明显的主动进攻性质的电子对抗方式。在1982年的英、阿马岛之战中,英军利用通信对抗系统切断了阿根廷驻马岛守军与本土之间的通信联络,在得不到上级指挥的情况下,驻马岛的4万余名阿根廷守军未经大战便向英军投降,从而使英军创造了现代战争史上岛屿攻防战以少胜多的奇迹。美国前国防部部长佩里曾经感慨地说:“我们终于认识到,如果干扰掉敌人一部雷达,仅破坏了一件武器;但如果干扰掉敌人的指挥、控制、通信,也就破坏了敌人的整个武器系统?!? ◎ 舰载电子战设备
      美军在?l展雷达电子对抗能力的同时,也很重视对通信电子战能力的发展。比如美军EP-3E电子侦察机就具备了很强的通信侦察能力,能探测740千米纵深区域内空中传输的通信信号,并且配备了美国目前最先进的声音自动识别系统,能够查明通话者的身份,尤其是高层领导人的身份,从而掌握对方的大量绝密情报。美军EA-6B“徘徊者”、EA-18G“咆哮者”、EC-130H“罗盘呼叫”等电子战飞机,也都具备了通信电子战对抗的能力,具有阻止、干扰敌方通信和信息传输的能力,尤其是EC-130H安装了最新型战场网络对抗装备――“舒特”系统,使干扰距离提高了一倍。而无人机、高空飞艇等新一代通信对抗电子战平台,以及“分布式干扰”、“灵巧式干扰”等新一代通信对抗技术也正处于发展之中。   与传统无线电通信不同的是,数据链网络内的一条通信链路被阻断后,对整个网络的通信能力并不能构成直接的影响。这就好比是一个棋盘,每两个棋子之间除了有一条最短的连线之外,还可以通过其它的迂回线路互相连接,因此当一条路径被对方阻断后,棋盘上的棋子仍能通过其它的路径抵达目的地??杉萘赐绲目够傩砸肚坑诖车奈尴叩缤ㄐ欧绞?。对数据链的干扰,一般意义上的通信对抗方法已经不再有效,而必须深入研究数据链的通信协议、信息格式、信息编码、组网方式等特征,找出数据链网络的薄弱环节,这就涉及到对敌方整个作战网络的对抗了。传统的通信电子战一般通过破坏对方通信系统之间的信号传输来破坏对方通信能力,我们可以称之为“信号战”。这种干扰方式与雷达干扰的原理非常相似,也是敌对双方围绕电磁频谱信号展开的、主要基于功率(能量)大小的对抗。不过,这种对抗方式只能破坏对方通信网中的部分通信链路,对方的各个作战单元仍然可以通过迂回线路实现正常联通。而对数据链的干扰与对抗则必须上升到“网络战”、“信息战”的高度,其实施难度远高于传统的无线电通信干扰方式。 ◎ 美国EP-3E“白羊座”II型电子侦察机 ◎ 传统的通信干扰仍然是一种基于功率(能量)大小的“信号战”。图为电子干扰吊舱
      数据链通信虽然难以被干扰,但数据链作为C4ISR体系赖以生存和发挥作战效能的关键,一旦被干扰,则可以阻断C4ISR体系内部的信息传输,甚至使整个作战体系遭受破坏乃至于瘫痪,被“破网”、“瘫网”,可见数据链也是C4ISR体系中最薄弱的环节之一。除了“破网”、“瘫网”以外,通信电子战的最高境界就是“控网”,即以虚假信息内容欺骗、篡改敌方的网络通信信息,进而控制敌方的整个作战网络,达到为己所用的目的,而通过数据链的信息传输来实现“控网”则是最有效的方法之一。目前来看,要实现对数据链网络的整体干扰与欺骗并不容易,但如果能够对数据链网络内的重要节点实施干扰与破坏,或者注入欺骗信息,则有可能实现“四两拨千斤”的奇效。比如对方数据链网络内的大型网关类平台、中继平台,如通信节点飞机、中继转发站、通信中继卫星等等,这些关键节点如果被敌方干扰、破坏甚至摧毁后,将直接影响到整个数据链网络的作战效能,而且这些关键节点也是作战网络中最容易被敌方“入侵”和加以利用的命门所在。总结来说,在通信电子战领域,对干扰方来说,没有“干扰不掉”的通信,因为不管是再先进的通信手段,在通信过程中仍然摆脱不了被侦察和干扰的命运,总有一种对付它的手段存在。但俗话说的好,“魔高一尺,道高一丈”,通信技术也处于日新月异的发展之中。通信电子战与通信技术这对“矛”与“盾”在长期不断的对抗中,两者也在交替发展、不断提高,而新一代数据链系统的设计无疑会把抗干扰、反对抗、反欺骗能力放在一个非常重要的地位加以考虑。 ◎ 美军曾设想在加油机上加装数据链转换装置。图为正在为F-16战斗机进行加油的美国KC-10加油机 一体化
      不同的数据链系统通常都采取了不同的信息格式、通信协议以及通信频率,彼此之间是难以实现互通的。这在实战中就意味着难以实现多军种、多平台的联合作战,战场的指挥控制和信息掌控能力存在着缺陷,这显然违背了现代战争信息化、网络化、体系化作战的理念。虽说Link 16这样的通用战术数据链在一定程度上缓解了这个问题,但如同前文提到的F-22的“信息孤岛”难题一样,目前的通用战术数据链还无法在所有的作战平台上实现统一化。我军的作战体系中也存在这样的问题。众所周知的是,我国引进了包括“现代”级驱逐舰、苏-30MKK战斗机、“基洛”级潜艇、卡-28舰载直升机等众多型号的俄制作战装备,并且也引进了包括“日炙”反舰导弹、“俱乐部”潜射反舰导??、SA-N-6舰空导弹等多型俄制武器系统,这些武器装备配备的数据链与我国国产数据链之间就存在着无法互联的问题。这种情况严重影响了我国??站奶逑祷髡侥芰?,比如国产战斗机与俄制战斗机的协同作战能力、俄制装备发射国产制导武器的能力、国产作战指挥系统对俄制装备的指挥控制能力等等。 ◎ 我国引进的“基洛”级潜艇正在装填鱼雷
      美军也有多型数据链同时存在的现象。美军正在使用的数据链的种类多达数十种,如果算上武器系统数据链和遥测系统数据链,则种类还会更多。功能不同、新旧不同的多种数据链系统共存的现象是难以避免的,如何实现一体化的数据链网络,不管对哪国军队而言,都是将来必须要解决的一大难题。要解决这个难题,首选方法还是加大通用战术数据链的普及力度,在大多数作战平台上实现数据链系统的统一化。比如我国就可以为引进的俄制装备换装国产数据链系统,使俄制装备能融入我军的作战体系中,而且目前已经在这么做了。另一个很好的解决方法就是设置数据交换装置和各种网关系统,就好比是为不同地区、不同方言之间的交流配备了一个翻译,能够将一种数据链信息无缝地翻译成另一种数据链可以读取的信息。这个“翻译”既可以是作战平台上搭载的一个数据交换设备,也可以是大型网关类平台,比如战场通信节点飞机在配备多种数据链系统后,就可以实现对不同数据链信息的接收、转换与分发。而且有了这个“翻译”,不同数据链网络之间也可以实现互联与互通,从而将多个不同的数据链“子网络”综合起来,组成一个组网用户众多、覆盖范围庞大的“超级网络”,这将极大地促进“网络中心战”作战理念的发展。


    常见问题解答

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