数据链

 

数据链是传感器与传感器、传感器与信息平台、信息平台与信息平台之间的中介，是实现信息链式运动的桥梁，是获得信息优势、提高各作战平台快速反应能力和协同作战能力，实现作战指挥自动化的关键设备。没有数据链，就无法构建数字化战场，也就无法实现从平台中心战到网络中心战的转型。

 

数据链的分类

 

军用数据链出现于20世纪60年代初，最早用于美国海军战术数据系统（NTDS）。NTDS是第一代舰载或机载自动化通信系统，于1961年研制成功，当时通过它来使作战情报中心计算机化，以解决空战中战术数据的计算问题。后来，数据链被广泛用于支持舰载飞机的自动着陆系统（4A数据链）、战术数据交换（如14号数据链）、实时数据通信（如16号数据链、卫星通信链路）和联合战术信息分配（如美国联合战术信息分发系统JTIDS）等，现已发展为通用武器接口（如美国防部“武器数据链结构”WDLA计划）。目前，在包括美国、北约及其盟国在内的发达国家军队中，数据链已经形成不同系列，并呈现迅猛发展之势。

 

数据链的种类可以从不同角度加以划分。从数据终端来看，主要有单兵终端、武器终端和网络终端三种类型。第一类用于单兵和地面移动部队，主要解决作战人员与作战人员、作战人员与武器装备、作战人员与信息平台之间的联系问题；第二类用于作战飞机、舰艇和无人机等武器装备，主要解决作战平台之间的联动；第三类用于信息平台，主要作为C⁴ISR、地面控制站等主网的网关设施，解决信息平台之间的链接问题，特别是在GIG（即全球信息栅格）或G2G（即网格的网格）方式下，它还是网络或网格之间的桥梁。从通信方式看，可分为有线和无线两种。美军的1号数据链就是一条有线数据链，它使用陆上通信线路，主要用于防空数据的自动交换。为了在不同数据链之间交换防空信息，1号数据链借助数据缓冲装置，自动把数据重新格式化，其传送速率为2400比特/秒。无线数据链有11号、14号、16号数据链等。其中，16号数据链用途较广，装备数量较大，它主要用于战斗单元之间的综合通信、导航和敌我识别及联合战术信息分发系统，也可用来交换联合战术数据，16号数据链装备了具有抗干扰能力的特高频无线电设备，使用战术数字信息数据链J型数据格式，并通过它把各参战部队互连起来。从工作方式来看，可分为数据交换和数据传输两种，但大部分数据链同时具有数据交换和数据传输两种功能。比如，14号数据链是一条在高频和特高频这两种频率上工作的数据交换系统，它通过安装有11号数据链的指定舰船或其他平台为作战人员提供战术数据广播。14号数据链每分钟发送100字电传，这样可以为战区内担负攻击和防御任务，但没有装备海军战术数据系统的舰船提供战术数据广播服务，提高其作战能力。而4A、11号数据链具有传输和交换战术数据的双重功能。例如，美海军使用的11号数据链，支持海军战斗群各分队之间战术数据的传输和交换，联通参战的海上舰艇、飞机与岸上的节点。11号数据链采用高频无线电设备时，数据传输速率为2275比特/秒。

 

数据链的特征

 

　　与一般的通信系统不同，数据链系统传输的主要信息是实时的格式化作战数据，包括各种目标参数及各种指挥引导数据。因此，数据链具有以下几个主要特征。

 

　　信息传输的实时性。对于目标信息和各种指挥引导信息来说，必须强调信息传输的实时性。数据链力求提高数据传输的速率，缩短各种机动目标信息的更新周期，以便及时显示目标的运动轨迹。

 

　　信息传输的可靠性。数据链系统要在保证作战信息实时传输的前提下，保证信息传输的可靠性。数据链系统主要通过无线信道来传输信息数据。在无线信道上，信号传输过程中存在着各种衰落现象，严重影响信号的正常接收。在语音通信时，收信人员可以借助听觉判断力，从被干扰的信号中正确识别信息。对于数据通信来说，接收的数据中将存在一定程度的误码。数据链系统采用了先进、高效和高性能的纠错编码技术降低数据传输的误码率。

 

　　信息传输的安全性。为了不让敌方截获己方信息，数据链系统一般采用数据加密手段，确保信息安全传输。

 

　　信息格式的一致性。为避免信息在网络间交换时因格式转换造成延时，保证信息的实时性，数据链系统规定了各种目标信息格式。指挥控制系统按格式编辑需要通过数据链系统传输的目标信息，以便于自动识别目标和对目标信息进行处理。

 

　　通信协议的有效性。根据系统不同的体系结构，如点对点结构或者网络结构，数据链系统采用相应的通信协议。

 

　　系统的自动化运行。数据链设备在设定其相应的工作方式后，系统将按相应的通信协议，在网络（通信）控制器的控制下自动运行。

 

数据链的功能

 

数据链是链接数字化战场上的指挥中心、作战部队、武器平台的一种信息处理、交换和分发系统，是采用无线网络通信技术和应用协议，实现机载、陆基和舰载技术数据信息交换，从而最大限度地发挥战术效能的系统。数据链可以进行点对点全双工、点对点半双工、多点对多点的时隙分配、点对多点的点名呼叫、多点对多点的时分多址方式等*作，使作战区域内各种指挥控制系统和作战平台的计算机系统组成战术数据传输交换和信息处理网络，为作战指挥人员和战斗员提供有关的数据和完整的战场战术态势图。机载平台上的战术数据链系统的最大通信距离可达近1000公里，使用卫星可以实现全球通信。在未来战场上，运用数据链信息系统可以获得以下好处。

 

扩大作战空间。在战场信息化系统的支持下，部队可以实时或近实时地在更大范围内获取敌方的情报，为作战武器远距离打击敌方创造有利条件。同时，可以加强各部队之间的彼此协同，又便于在陆、海、空、天、电一体化的多维空间中实施联合作战，从而扩展了兵力兵器作战的空间性能，使战场的空间朝着纵深化、立体化方向发展。特别是实现作战信息共享的横向技术一体化，使得通信网络中的每一个用户在满足垂直(纵向)指挥链对通信资源要求的同时，还能实现信息横向互通。横向技术一体化的应用，使得兵力兵器远距离的作战能力空前提高，如侦察距离的增大、武器射(航)程的增远、兵力机动能力的提高，以及立体作战兵器的增多，这些都给部队在更大范围内杀伤对方创造了可能和条件。

 

促使武器平台智能化。运用数据链的武器平台，不论是新研制的还是利用“嵌*”新技术改造的，由于配备了计算机，采用了数字化通信，实现了横向联网，再加上GPS系统、红外雷达和敌我识别系统等，因而都被智能化了，不仅提高了武器平台的自动化程度，而且还大大提高了武器射击目标的精确度。

 

促使战场环境透明化。当各武器平台与信息系统建立起数据链路以后，战场上的部队都能将各种传感器所获取的战场情景信息，通过纵横交错的通信传输网络，传送到各作战单元显示设备上，使各作战单元能及时看到整个战场的画面和作战态势，指挥员通过电子地图针对作战态势，指示战斗的行动方向，将命令直接显示到各作战平台甚至各个战斗员头盔的显示屏上，使每个指挥员、作战平台和士兵对敌军和友军的现实位置一目了然，各作战平台和士兵也能通过计算机和GPS系统，了解自己在战场上的确切地理位置，因此真正实现了战场环境的全透明化。

 

促使联合作战的真正实现。现代联合作战中，传感器系统、指挥控制系统和武器系统变得越来越复杂，陆、海、空三军的作战部队、舰船、飞机等作战单元之间需要传送的传感信息和交战指令，使各级指挥员共享战场态势，实现快速精确的联合作战行动。因此，只有数字化技术支持下的“数据链”的运用，才能达成真正意义上的联合作战。一些外国军事家对数据链予以高度评价，“数据链是未来作战武器装备的生命线，成为整合未来军队作战力量的黏合剂，提高战斗力的倍增器”。

 

数据链的发展趋势

 

　　数据链总的发展趋势是在兼容现有装备的基础上，积极开发新的频率资源，提高数据传输速率，改进网络结构，增大系统信息容量，提高抗干扰和抗截获能力，不断提升数据分发能力，从战术数据终端向联合信息分发系统演变；在与各种指挥控制系统及武器系统链接的同时，实现与战略网的互通。

 

通用化。海湾战争后，美空军经过10多年的努力，已经建立起一个以C⁴KISR为主导的信息平台和以精确制导炸弹和导弹为主的精确弹药库。美空军最近提出了通用武器接口概念，并将其列在武器更新的最优先位置。美空军希望通过开发通用数据链将这些精确弹药相互链接，并与机载或地面控制器相联，“无缝”接收信息平台发布的各种控制指令，从而获得飞行中重新瞄准和更快速、精确地进行打击效果评估等能力。近几年来，一些武器供应商一直在试验可用的通用武器接口，并在等待美军方的通用弹药数据链协议。据报道，2004年度美空军审查确定武器优先发展顺序的“空军武器峰会”，主题将是“把互联的武器列*新出现的‘网络中心战’模型之中”。美陆军也正在努力开发战术通用数据链（TCDL），他们为其战术侦察部队采购的“影子－200”战术无人机，其中就包括了TCDL技术的开发项目，目的是实现陆军和海军作战平台之间的互联互通互*作。数据链的通用化，就可以实现信息平台的一体化，如RQ－4A“全球鹰”无人机能与现有的联合部署智能支援系统（JDISS）和全球指挥控制系统（GCCS）联结，可以把图像直接、实时地传给各级指挥官，用于指示目标、预警、快速攻击或打击效果评估。

 

微型化。美国及其盟国现有的Link16战术数据链，广泛用于各型战术战斗机、轰炸机和指挥控制飞机，但由于太重和太贵，不能用于绝大多数的无人机和其他武器系统。美国空军正在实施一项最初命名为“女妖”、现在称之为“武器数据链结构”（WDLA）的计划，该项目由美国防高级研究计划局（DARPA）投资，最初目标是发展一种小型化的Link16战术数据链。最近，以色列塔蒂安公司开发了一种紧凑型数据链——“星链”，该数据链是专门为小型、微型无人机搜集视频类信息设计的，其在无人机上的部件重量仅有1/2-2/3磅。“星链”已用在以色列的“赫尔姆斯－450”无人机、“搜索者”无人机和美国海军陆战队的“先锋”无人机上，并与美陆军开发的战术通用数据链（TCDL）有95%兼容。

 

单兵化。早期的数据链多用于武器平台之间。然而，如何让指挥员看见战场的情况，让士兵看清敌人的情况，而且看见“山那边的情况”，是人类战争的千年梦想。因此，单兵的信息化一直是新军事变革的重点。数据链的出现，为实现这一梦想提供了可能。通用化、微型化的数据链，可以装备到每个士兵，让士兵可以在任何时间、任何地点得到敌我双方的任何需要的信息帮助。比如，以色列开发的“星链”系统，包括空中数据终端（ADT）、地面数据终端（GDT）和空中数据中继设备等都是微型的。“星链”中的ADT可以很容易地安装在无人机上，信息由ADT传输给GDT，并显示在掌上电脑或单兵数据助理上，控制单元则放置在士兵的背包中。“星链”非常适合营及营以下作战单元或单兵在城区、崎岖不平的地形、山上或建筑物后进行侦察和战场损伤评估。该系统作用范围约14.4公里，如果要在更远距离上使用就需要中继节点。

 

高速化。面对飞行中机载传感器实时拍摄到的图像这样一类信息处理问题，数据链的实时传送显得异常重要。要做到海量信息的实时传输，必须解决传输方式和传输速率问题。西方国家对此十分重视，经过近十年的努力，在数据链信息传输的快速性和有效性方面，已经取得很大突破。比如，Link11数据链的传输速率仅为2275比特/秒，而公用宽频带数据链的传输速率达274兆比特/秒-1000兆比特/秒。不久前，美图诺斯鲁普格鲁曼公司在加州中国湖地区，对海军的RQ－8A“火力侦查员”垂直起降微型无人机进行了旨在验证“火力侦查员”的战术指挥数据链路的一系列飞行试验，成功地演示了无人机机载设备与地面控制系统的数据链路，飞行中机载传感器实时拍摄的图像首次被准确地下载。在海军陆战队发起攻击时，“火力侦查员”可在150海里范围内将信息传回地面控制站，根据信息平台的指令，还可以直接引导海军舰载武器和海军陆战队武器对目标实施精确打击。