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美陆军战术通信网络建设

发布时间: 2007-1-8  来源: 榕树下
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在美“陆军数字化总计划”提出的四个突破性工作目标中,有两个属于建设战术通信网络的内容;陆军进行的第一个数字化试验,就是用一个坦克排试验数字传输信息的能力;第一场数字化野战演习,也是利用战斗无线电网络,在M1A2主战坦克之间实时传输战场数据的一种训练活动。

一、建设基础

陆军战术通信网络的数字化建设基础主要包括三个方面。一是技术基础。80年代末期,美国的互联网组网技术、卫星通信与定位技术,以及扩频跳频通信技术已经成熟;宽带ATM交换技术、数字蜂窝移动通信技术,以及个人通信技术等正在开发之中。这些现代化的数字信息技术为陆军战术通信网络的数字化建设打下了坚实的技术基础。二是军事基础。陆军通过海湾战争实践,对战术通信网络进行了全面的检验,积累了大量的实战数据,提出了比较明确的军事需求,为战术通信网络的数字化建设提供了强大的牵引力。三是网络基础。陆军在海湾战争中部署的三个主要战术通信网络,即地域通信网络、战斗无线电网络和定位报告系统,已经具有较高的数字化程度。
陆军战术通信网络的数字化建设,无论是技术、军事还是网络方面,都具有比较牢固的基础,较其他国家军队存在着明显的优势。但是,战术通信网络的数字化建设并不只是单纯地将通信网络数字化,而是要适应未来数字化部队的作战要求,建立数字化、一体化、大容量、高机动性和安全性的新型现代化数字网络。陆军以前战术通信网络的基础和水平离这一要求还有相当大的差距。


二、建设目标


陆军的总体目标是建立一个能支持数字化部队机动作战的宽带多媒体战术通信网络,以此作为美军国防信息基础设施的野战延伸部分,实现从最高指挥官到士兵之间的无缝隙多媒体信息传递。根据总体目标,陆军在1994年制定的“陆军数字化总计划”中,具体规划了2010年以前战术通信网络的数字化建设,确立了初期、近期和远期三个阶段性目标。初期建设“战术互联网”,通过采用民用互联网技术,将陆军原有的三个主要网络连接起来,构成统一管理的无缝隙网络整体,满足数字化旅演习的需要;近期建设“近期战场信息传输系统”,通过增加战术互联网的通信容量,满足数字化师演习的需要;远期建设“远期战场信息传输系统”,通过采用新的网络体系,使用新的通信装备,使网络具有在高度机动的环境中传输多媒体信息的能力,满足数字化军演习的需要。


三、着重解决的几个问题


陆军战术通信网络数字化建设主要面临一体化、容量和机动性三个问题。
一体化问题,是指原有战术通信网络还不能构成一个无缝隙的整体,不同网络内的用户不能有效地互通。陆军在长期的建设中形成了许多相对独立的“烟囱式”通信网络,这些网络从应用范围、组网形式、传输手段、技术体制等方面存在很大差异。军兵种网络之间、数字网络与模拟网络之间、不同通信手段的网络之间都难以互通。数字化部队是高度一体化的部队,没有一体化通信网络的支撑,将无法体现其本质特征。因此,陆军把解决一体化问题当成战术通信网络数字化建设的首要问题。
容量问题,是指原有战术通信网络的信息吞吐量远远不够,不能广泛传递图像、活动视频和计算机数据等大容量多媒体信息。1994年以前,陆军定位报告系统的用户终端数据率最高为3.6KB/S,只能传递一般的定位、导航警报、短命令等低数据率信息;地域通信网两个干线节点之间的最大中继速率只有2048KB/S,仅相当于一个标准的窄带用户通信容量;战斗无线电网络的用户最大传输速率为16KB/S,只够1路数字话音的传输容量,无法在传递话音的同时传递数据。在海湾战争的非数字化战场上,这样的网络容量已经导致了话音与数据争抢信道的问题。美军预测,到2010年,一支“沙漠风暴”型部队产生的总信息量将是海湾战争期间的10倍以上。这样的信息需求是原有网络所无法支持的,容量问题是陆军战术通信网络数字化建设中最难解决的问题。
机动性问题,是指原有的网络不能很好地支持部队机动作战的需要,不能真正实现“动中通”。地域通信网是具有交替式转移能力的通信网络,但是网络设备数量庞大,在一个军的地域内仅接力通信车就达455台,严重妨碍了网络的机动性能。尤其是该网采用的接力通信手段具有很强的定向性,机动中的指挥所必须停顿下来,调整好天线后才能入网通信。定位报告系统和战斗无线电系统虽然都是由机动性很强的电台构成,但在实时机动过程中的通信稳定性和通信距离仍然不甚理想,且装备体积过大,不便单兵携带。在未来数字化战场上,部队将高度分散、快速机动和在运动中战斗,指挥官需要在动中决策、动中指挥,全方位、全时域的“动中通”问题,是陆军必须解决的一个重要问题。


四、主要举措与进展


为了从根本上解决以上三个问题,美军采取了如下重大技术举措。

 
一是建立战术互联网。这是解决一体化问题的关键举措。互联网技术是专门解决异构网络互联的技术,在互联网中得到了十分成功的应用。陆军在数字化建设初期利用这一成熟的民用技术,将原有的地域通信网、定位报告系统和战斗无线电网连接起来,构成无缝隙的通信网络整体。在战术互联网中,任何两个用户(不论是高级指挥员还是数字化单兵)之间只要知道对方的网址就能直接通信,而不需要考虑部队建制、指挥层次,以及对方所处位置和使用的通信手段等其他因素。建立战术互联网除了解决网络之间的一体化问题之外,还有若干十分重要的作用:首先是充分利用了原有网络的资源,发挥了原有网络的效益。其次是从技术体制上实现了由通信网络向信息网络的转变。因为战术互联网不仅能完成通信网络的信息传递功能,而且还能管理战场上分布的信息资源,并提供信息搜索、电子邮件、协作计划等多元化的信息服务。最后是实现了多种通信手段的综合利用,扩大了用户的通信距离,增强了通信组织的灵活性。该网已于1997年交付当年实施的数字化旅演习使用,取得了很好的效果。


二是研制新型宽带数字电台。这是综合解决以上三个问题的关键措施。陆军意识到,数字化部队的地面通信必须以移动性很强的无线电台组网为主,但目前的电台系列具有带宽窄、速率低和型号多的先天缺陷。为满足数字化部队的多媒体机动通信需求,必须开发全新体制的宽带大容量数字电台。陆军计划研制的宽带数字电台有未来数字无线电台和大容量干线无线电台两种。未来数字无线电台是为各军兵种设计的下一代战术电台,技术上是一种多频段、多方式的无线电台,不仅通信容量达到500KB/S以上,而且工作方式和发射功率都可以通过软件控制,能够替换陆、海、空三军现有的15种战术电台。未来数字无线电台将在2006年装备数字化部队,并取代目前的定位报告系统和战斗无线电系统。大容量干线无线电台是陆军为下一代野战干线通信网设计的干线传输电台,采用4~8GHZ频段,在运动中能提供45MB/S以上的传输速率。这两种宽带数字电台的研制,将大大提高战术通信的容量和机动性,也有利于减少通信组网数量,提高互连互通能力。


三是引入无线ATM交换技术。ATM是为高速光纤传输网络设计的高速交换技术,陆军计划将其应用到战术通信网络的无线环境中,用无线ATM交换机与大容量干线无线电台相结合,构造数字化部队的地面骨干网络;与卫星传输手段相结合,构造数字化部队的空间骨干网络。这样做的好处是;首先,高速交换技术可以提高网络的吞吐容量。其次,ATM对带宽的动态分配可以大大提高无线信道的利用率。最后,ATM具有业务综合能力,可以将话音、数据、图像、活动视频等不同类型的通信业务综合在一个网络中传输,实现不同业务的分别组网向综合组网发展。


四是开发个人移动通信系统。个人通信是一种可以为任何人在任何时候与任何地方的任何人进行任何方式(如数据、话音、图像等)通信的新型通信业务,其关键概念是把通信者与通信者使用的通信终端(如电话机、手机、传真机等)从逻辑上分离开来,使通信个人对通信终端没有依赖性。个人通信业务与地面蜂窝移动通信手段或卫星移动通信手段相结合,将使通信终端的可移动性向更高境界的通信个人可移动性发展。陆军设想将这种正在蓬勃发展的商用通信技术运用到21世纪的数字化部队作战通信中。陆军在数字化旅的高级作战实验中,利用1个基站和50个手机,初步演示了基于蜂窝移动手段的地面个人通信系统;在数字化师和军的高级作战实验中,还将进一步演示基于卫星手段的卫星个人移动通信系统。个人移动通信系统的建立,将从根本上解决战术通信网络的移动性问题。


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