衛星通信在數據鏈系統中運用思考范文

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摘要：數據鏈系統在軍事領域得到廣泛應用，已經成為現代化作戰體系中的重要組成部分，能夠保障數據信息傳輸的高效性及可靠性，為軍事發展奠定了技術保障。在數據鏈系統的未來發展中，除了要提高傳輸速率外，還應該不斷擴展系統容量，以達到實踐工作的具體要求。為此，應該加強衛星通信的融合應用，以提高系統運行效能，真正發揮數據鏈系統的功能優勢。本文將對傳統戰術數據鏈系統結構加以介紹，明確衛星數據鏈系統的特點，提出衛星通信在國外數據鏈系統中的應用現狀，探索我國衛星通信在數據鏈系統中的應用措施。

關鍵詞：衛星通信；數據鏈系統；應用

在國外軍事領域當中，對于數據鏈的研究逐漸增多，旨在適應現代化戰爭的精準性和全方位趨勢，能夠有效提升指揮控制水平，同時滿足數據通信的高質量要求。在數據鏈系統的支持下，多種系統的功能價值也得到充分體現，包括了指控系統、傳感器系統和武器系統等等，增進各系統之間的密切連接，在信息交互當中更具可靠性。數據鏈類型也有所差異，包括了軍兵種專用梁和通用戰術數據鏈等，在應用特點上具有較大的差異性。隨著作戰要求的提升，傳統數據鏈系統已經無法滿足實際工作要求，必須以衛星通信為依托加強數據鏈系統的全面優化和升級，不僅能夠改善數據的傳輸質量，而且其覆蓋范圍得到全面擴展，傳輸距離更長。應該加強對國外衛星通信數據鏈系統的研究，結合我國實際建設情況獲得先進經驗和技術，以便在未來戰爭體系發展中奠定可靠的技術保障。

1傳統戰術數據鏈系統結構

1.1戰術數據系統

通信協議、傳輸通道和標準格式化消息，是數據鏈的關鍵組成部分，借助于傳輸通道，能夠將戰術數據信息傳輸到其他系統當中，以便達到作戰指揮的要求，在數據鏈的支持下，指揮控制系統和武器系統的聯系更加高效，戰術數據鏈系統主要分為數據鏈終端、接口控制處理器和戰術數據系統等，通過發射天線和接收天線滿足信號的傳輸要求[1]。由計算機系統作為戰術數據系統，能夠與主任務計算機保持良好的連接效果，以便更加快速的處理格式化消息。針對數據的接收十分可靠，使其成為標準信息格式，在信息處理中更加規范和統一。通信接口處理層、戰術信息綜合處理層和共用框架層等，是戰術數據系統的基本組成部分。其中，在判別威脅狀況和指揮航跡的過程中主要依靠戰術數據綜合處理層，同時達到了戰術協同的要求，提高作戰指揮交接水平；在解析傳輸協議的過程中則依靠通信接口處理層實現，也能夠提升接口控制能力，為設備交互創造條件；在監管各項作戰指揮任務的過程中則依靠底層公用框架，在消息管理和通信管理中也發揮著至關重要的作用[2]。

1.2接口控制處理器

由于戰術數據鏈存在較大的差異性，為了能夠保障各個數據鏈的良好轉換效果，還應該在數據鏈系統中發揮接口控制處理器的功能特點，達到轉換接口和協議的要求。作戰平臺和傳輸信道的連接效果得到改善，有利于戰術信息的快速共享，防止在傳遞和轉換過程中受到阻礙。站場的實際情況可以被相關人員快速獲取，指揮控制命令也能夠借助于數據鏈系統快速傳導到不同部門。由于交互信息的特點存在差異化，包括了計量單元、順序和基本內容等，因此在接口控制處理器的支持下，能夠使武器平臺的運行與指揮控制系統的運行保持高度協同，以便科學編排各類信息，以消息代碼為依托，為消息的識別和存儲等提供保障，同時為了防止在轉換格式的過程中對消息的精度造成影響，還應該逐步選擇合適的轉換算法，能夠降低時延。

1.3傳輸通道

無線信道和數據終端設備共同組成傳輸通道，在數據鏈系統當中，數據終端設備是最基本的單元組成，包括了網絡控制器、調制解調器和密碼保密設備等。借助于數據終端設備，能夠滿足消息協議的運行要求，同時為通信規程的制定和實施提供了保障，對于整個數據鏈系統的運行十分關鍵。除了能夠獲取數據傳輸鏈路的運行狀況外，還能夠增進與外部系統的連接，使得信息傳遞更加高效。在應用數據終端設備的過程中，對于其基本性能提出了更高的要求，除了要確保良好的保密性外，還應該增強設備的抗干擾能力，防止在外界干擾因素的影響下導致數據鏈系統功能下降。逐步提高數據終端設備的傳輸速率和魯棒性，同時針對不同類型的截獲行為要提供可靠支持，防止關鍵信息的丟失和泄露[3]。在設置通信協議規程時，應該了解數據鏈系統的具體運行要求，增強規程的標準化及規范性，防止出現網絡運行故障。此外，在通信協議的支持下，能夠使各個數據終端設備的聯系更加緊密，加快網絡化體系的構建。

2衛星數據鏈系統的概念

在現代化作戰體系下，數據鏈系統的應用越來越多，作為一種傳統的通信鏈路，格式化信息可以通過傳輸機器讀取。同時，數據鏈系統能夠達到自動化處理的要求，數據格式相對固定，為戰術功能的實現奠定了保障。在設計數據鏈系統的過程中，除了要明確基本的通信協議外，還應該確定合適的消息格式，發揮軍兵種作戰平臺的功能特點，為系統的數據傳輸和共享提供支持。尤其是在數據鏈系統的支持下，指揮控制系統與傳感器、武器平臺的銜接更加緊密，因此能夠更加全面、高效和便捷的獲取站場情況，以便為作戰智慧提供可靠的信息，達到戰術協同的目的[4]。近年來，國外軍事研究領域主要致力于數據鏈系統和衛星通信的融合，除了能夠發揮傳統數據鏈系統的功能優勢外，還能夠改善組網體制，使信道的適配性更高，達到一體化設計的目的。在衛星數據鏈系統的支持下，多種設備的連接更加緊密，在傳輸格式化消息的過程中更加高效和便捷，體系結構更加完善，滿足了新時期作戰要求。衛星數據鏈系統具有較強的綜合性，在未來發展中其覆蓋范圍也會逐步擴大，為網絡化戰術體系的構建提供技術保障。在系統設計及運行中，對于衛星有效荷載的要求較高，因此其應用功能和應用模式等，都會由于星載方式的優化而得到逐步升級，X頻段透明轉發方式及UHF在早期指揮控制中的應用效果較好，能夠充分發揮中繼互連的作用，體現數據鏈衛星組網的重要價值。MILSTAR/先進極高頻衛星在美軍軍事領域中的應用，能夠使JRE和S-TDLJ得到優化。在CDL體系建設當中，逐步應用寬帶衛星通信技術，有助于情報偵查工作的開展[5]。星載方式通常分為兩種，包括了透明轉發和星上處理，前者主要工作是轉發信號，后者則可以快速解調衛星傳輸波形。在實踐應用當中，通常會同時采用上述兩種星載方式。在超視距傳輸的過程中，衛星通信發揮了關鍵作用，受到設計因素的影響，部分組網體制在戰術信息分發的過程中無法達到實時化和可靠性的要求。衛星數據鏈系統結構如圖1所示。

3衛星通信在國外數據鏈系統中的應用現狀

3.1STDL

國外數據鏈當中，Link-16的應用較為普遍，但是在系統運行中往往會受到視距的影響。在國外數據鏈系統研究中，以超視距部署研究為重點，充分發揮地面有線網絡和衛星信道的作用，其中英國海軍衛星戰術數據鏈（STDL）的發展成熟度較高。該系統呈現出實時化的特點，在超視距通信中獲得了可靠的支持，通過廣播工作方式、網絡工作方式和群鏈路工作方式維持系統運轉，為單點對多點廣播、點對點通信和分群組信息共享提供了保障。臨時系統計劃計算機、衛星通信系統、岸上功能管理器、衛星計劃部門和網絡控制終端等，共同組成岸上設備體系；網絡終端計算機和通用調制解調器則共同組成艦上設備體系[6]。在ISO802.3協議的支持下，滿足網絡終端計算機和網絡終端的運行需求，有線鏈路在系統中的應用，能夠拓展系統的覆蓋范圍。岸基側主要由控制器岸基功能、過渡系統規劃計算機和網絡控制終端組成，彼此之間通過本地鏈路連接。平臺側則由網絡終端通用、戰術數據系統、IOS8802/3以太局域網、網絡終端計算機和戰斗系統總線組成。

3.2S-TADILJS-TADILJ

由美國設計開發，隨著業務量的改變，站端分配時隙也會發生相應的變化，使得功率得到控制。在該系統運行中，主要包括了半雙工工作模式和同步工作模式兩種。以DAMA衛星通信傳輸體制為依托，能夠將數據傳輸速率提升到2.4/4.8ksps，如果未采用DAMA，則速率在2.4/4.8/9.6ksps。區域組網也是該系統的主要功能特點，在設置主站時往往選擇衛星戰術數據鏈網關控制器，實現不同網關單元的有效銜接。聯合戰術情報分配系統是S-TADILJ的基礎，而衛星鏈接界面在指揮控制處理器當中的應用，能夠使其傳輸距離得到改善，滿足了超視距通信的要求，同時信道得到高效化利用。

3.3JRE

在應用JTIDS的過程中，超視距通信往往會受到一定的限制，尤其是有限數據時隙的占用量較高，因此可以運用衛星通信來改善這類問題，在聯合距離上得到全面改善。JRE系統由美軍開發設計，充分發揮Link-16系統的功能特點，增進與傳輸信道的鏈接效果，為地面IP網、衛星信道、短波信道和保密電話網的運行提供了可靠支持。在JRE系統的運行過程中，信息網絡的連接更加緊密，主要由JRE網關、JIDS終端等構成。可以將JRE處理模塊直接嵌入到軍兵種戰術作戰中心當中，也可以設計單獨的系統實現可靠性處理。采用前一種處理系統時能夠避免對硬件的干擾，然而對于軟件改造的要求較高；采用后一種處理系統時，對于規模化部署的要求較高。

4我國衛星通信在數據鏈系統中的應用措施

4.1系統體系結構

如上所述，近年來國外在衛星數據鏈系統研究中的投入逐漸增大，系統呈現出大容量和高速率的特點，為現代戰爭體系的全面完善奠定了基礎保障。因此，我國也應該跟隨世界發展潮流，積極探索數據鏈系統中衛星通信的應用，以便逐步改善系統體系結構，通過適應性升級增強系統可靠性。鏈路層、傳輸層及應用層，是以衛星通信為核心的數據鏈系統的重要組成部分，輔助以運維系統和安保系統，能夠降低系統運行的風險，防止受到外界意外因素的干擾。應用層主要包括了共用框架、通信接口處理模塊和戰術數據綜合處理模塊等，與衛星通信系統的聯系十分緊密，滿足了數據傳輸的要求，為現代化戰爭提供豐富的戰術[7]。傳輸協議轉換模塊、接口控制模塊和流量控制模塊等，共同組成系統的傳輸層。調制解調模塊、網絡控制模塊和底層數據傳輸模塊等，共同組成鏈路層。在衛星通信數據鏈系統的運行中，需要加強對數據安全、數據保密及鏈路安全的重視，充分發揮安保系統的功能價值，同時要通過了解差異化的任務特點，科學設計網絡規劃，加強對網絡運行狀況的監管，提升運維管理水平。

4.2裝備功能升級

逐步升級TDS、ICP和DTS等設備，是改善系統體系結構中的關鍵工作內容，能夠使應用層、傳輸層及鏈路層的運行更加高效，在衛星通信接入環節，也應該加強功能拓展，以滿足我國未來軍事發展的需求。在TDS設備升級優化中，應該強化戰術數據綜合處理功能，包括了命令收發功能和態勢融合功能等，還應該提高接口處理的效率及質量，防止在通信過程中受阻。在ICP設備的升級優化中國，則應該以業務控制為主，同時要明確數據鏈消息的適配性。在信道終端的優化升級中，應該逐步增強消息接入控制效果。衛星通信的適應性，是決定數據鏈系統升級成效的主要因素，因此應該加強對通信協議及傳輸信道的合理控制，在標準格式化消息的傳輸中充分發揮衛星信道的作用，加快傳輸速率、增強傳輸可靠性[8]。應用層軟件會受到格式化數據的影響，保障數據的穩定性是改善軟件應用功能的重要途徑，提升衛星通信在系統中的應用實效性，為作戰水平的提升奠定保障。帶寬是影響標準格式化數據處理的主要因素，通常難以保障良好的精度，而且數據量也會受到影響，因此在我國衛星數據鏈系統的未來發展中，應該以標準格式化消息的優化為重點，使其為衛星信道的可靠運行奠定基礎，解決資源浪費的狀況。在原有訪問控制功能、波形處理功能的基礎上，還應該逐步改進接入控制功能及戰術數據系統功能，此外要新增業務控制功能及數據鏈消息適配功能，是促進裝備改進的基本目標。運用信道加密設備、鏈路層安全接入設備和信源加密設備等，增強系統的安全保密性。

5結語

逐步改善數據鏈系統的功能，是提升現代化作戰水平的關鍵，衛星通信與系統的密切融合，是提升系統可靠性的重要途徑。傳統戰術數據鏈系統主要由戰術數據系統、接口控制處理器和傳輸通道等構成，確保各個結構之間的協同配合，是保障數據傳輸精度和質量的關鍵。在國外數據鏈系統的發展中，STDL、S-TADILJ和JRE的成熟度已經較高，在理論和實踐研究中取得了重大成果。我國在衛星數據鏈系統的研究中起步相對較晚，因此在未來發展中應該加強對系統體系結構優化及裝備功能升級的研究，體現衛星通信的優勢。

作者：徐耀耀 湯彧 張越 宋川川 單位：南京熊貓漢達科技有限公司