基于C4ISR系统的数据链技术

文章编号：1006-1576（2008）11-0015-03

基于C4ISR系统的数据链技术

司万兵，赵新国，杨志强

（装备指挥技术学院研究生1队，北京 101416）

摘要：伴随C4ISR系统的发展，战术数据链的重要性越来越受到重视。在综合阐述数据链定义、特征、发展动因、工作机理和重要作用的基础之上，比较具有代表性的4种数据链的技术体制，并结合现代先进技术和未来作战需求，预测了战术数据链的发展趋势。

关键词：数据链；技术体制；趋势

中图分类号：N945.23; TP393.03 文献标识码：A

Data Link Technology Based on C4ISR System

SI Wan-bing, ZHAO Xin-guo, YANG Zhi-qiang

(No. 1 Brigade of Graduate, Institute of Command & Technology of Equipment, Beijing 101416, China) Abstract: With the development of C4ISR system, the tactical data link gets increasingly attention. On the basis of analyzing data link definitions, characters, development power, mechanism and its role, compare the technique systems of four dominating data link and forecast its developing tendency based on modern advanced technologies and future combat requirements.

Keywords: Data link; Technique system; Tendency

0 引言

当前，数据链日益成为C4ISR系统重要的组成部分，不仅将通信、指挥、控制、情报和信息系统紧密地连在一起，而且实现了陆、海、空、天等各军兵种作战力量、各种作战平台传感器系统的协同作战，发挥了C4ISR系统神经中枢的重要作用，极大地提高了整体作战效能。故对其进行研究。

1 数据链概述

数据链出现于20世纪60年代，最早用于美国海军战术数据系统，随着计算机技术、通信技术及武器装备信息化的发展，数据链的性能越来越高，功能越来越强，应用越来越广泛。

1.1 数据链定义

数据链是一个无线信息处理、交换、分发系统，通过将各种指挥平台，武器平台和传感器平台之间监测、指挥、控制信息的实时交换，达成实时、安全、可靠、高效的作战指挥和行动。数据链采用无线网络通信技术和应用协议，由系统设施、通信规程和应用协议组成，可以形成点对点数据链路和网状数据链路，是作战区域内各种指挥控制信息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人员提供有关的数据和完整的战场战术态势图。1.2 数据链的特征

数据链的基础是数字通信，但与一般数字通信系统相比具有5个显著的特征：(1) 平台一体化；

(2) 传输实时化；(3) 内容格式化；(4) 运行的自动化；(5) 空间一致化。

1.3 数据链构成和工作原理

不同型号的数据链构成不同，但基本类似，主要包括战术数据系统、加解密设备、数据终端设备和无线电收发设备4部分。

不同数据链根据设计要求，在结构上也会不同，为了支持各进中数据链的不同报文格式，Link16增加了命令控制器专门完成文电格式的转换，为扩展覆盖范围，多数数据链增加了中继功能。

1.4 数据链的作用

数据链的主要作用包括：(1) 扩大作战空间；

(2) 促使战场环境透明化；(3) 推动武器平台智能化；(4) 提高快速反应，精确打击能力；(5) 真正实现联合作战。

2 典型数据链特征与性能对比

随着计算机技术、通信技术及装备信息化的发展，在作战需求的牵引下，数据链的性能越来越高，功能越来越强，先后出现数种不同型号的数据链，

收稿日期：2008-05-07；修回日期：2008-07-08

作者简介：司万兵（1974-），男，河北人，装备指挥技术学院在读博士，从事指挥自动化研究。

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Link4、Link11、Link16、Link22 是各阶段数据链的典型代表。其性能、特征如表1。

表1 典型数据链性能与特征对比

链路名称Link4 Link11 Link16 Link22 战术数据链标准TADIL C TADIL A TADIL J TADIL J

组网结构有节点有节点无节点；可组成多个网无节点；可4个网同时工作；

组成越级网络

通信协议指令/响应轮询呼叫TDMA TDMA

工作频谱 UHF（225～399MHz）

HF(2～30MHz)

UHF(225～399MHz）

960～1215MHz HF UHF

报文标准V序列(控制报文)

R序列(应答报文)

M 序列J序列J序列F序列

传输速度（k bit/s）3.06

快数据帧2.25

慢数据帧1.364

28.8～238

单个HF网 1.2～3.6

单个UHF 2.4～10

网络中心控制站有有无无抗干扰方式无无跳扩频相结合跳频，有电子对抗能力相对导航无无有有

保密功能无有有有

中继功能无无有有

视距外传播不能 HF可中继实现可

作用距离航-空170海里

空-空300 海里

HF300海里

UHF250 海里

300 海里（视距）

500 海里（中继）

HF 555.9 km

功能空中管制监视、定位、电子战、任务管

制、武器调配

监视、定位电子战，任务管制、

武器调配、空中管制

监视、定位电子战，任务管制、

武器调配、空中管制

3 数据链的发展趋势

从美军发展数据链的进程看，首先从各军种自行研制的数据链起步，在联合作战的军事需求牵引下，逐步向着支持三军联合作战和盟军协同作战的方向发展，不断提升数据分发能力，如战术数据中端向联合信息分发系统的演变；不仅考虑了与各指挥控制系统和武器系统的连接，而且还考虑了与战略网的联通，并不断改进战术通信网的无线电设备，使其朝着数字语音和超视距态势监视的方向发展。在提高数据链路能力的同时，还考虑了与其他数据链和已有老系统的兼容性。

新一代数据链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。即应用范围越来越广，功能越来越多，性能越来越好，使用越来越便捷。具体包括：

(1) 通用化

实质是要求在发展数据链时摈弃烟囱式发展模式，通过统一顶层设计标准，采用软件通信体系结构等技术做到数据链的互连、互通、互操作，以进行联合行动。为此，美军制定了将现有的通信链路，包括北约其他国家的通信链路，如11号、4号、16号、22号链路等，统一为J系列链路和CDL宽带链路的计划，确保链路接口间的高度一体化。2004年美空军审查确定武器优先发展顺序的“空军武器峰会”，主题是“把互联的武器列入新出现的‘网络中心战’模型之中”。美陆军也正在开发战术通用数据链（TCDL），为其战术侦察部队采购的“影子－200”战术无人机，其中包括TCDL技术的开发项目，实现陆军和海军作战平台间的互联互通互操作。数据链的通用化，可实现信息平台一体化，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，可把图像直接传给各级指挥官，用于指示目标、预警、快速攻击或打击效果评估。

(2) 高速化

信息化战争的重要特征是战场信息量激增，提高数据链的实时传送异常重要。美国在此已取得突破，其公用宽频带数据链的传输速率达274～1000 Mbps。在利用RQ－8A“火力侦查员”垂直起降微型无人机验证海军的战术指挥数据链路时，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。

为满足对情报、监视和侦察图像高速传输的要求，美军正在积极开发“通用数据链”。激光无限带宽数据链也有望在不久的将来问世。美国空军正在实施“多址激光空间终端计划”由诺斯罗普·格鲁曼公司开发的终端建立基于固体激光通信的10Gbps的星际链路，同时美军还在开发机载激光通信终端。机载终端接收的在轨卫星信息，然后传输至战术级别的机载设备，将以比目前射频系统更高

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的速率向用户提供ISR数据。

(3) 远距离传输

Link 系列数据链的传输距离越来越远，Link16通过中继可实现超视距通信，远远超越了Link4和Link11。Link22在无需中继的情况下即可实现超视距通信。但Link系列的数据链的传输距离仍然受到一定限制，以飞机进行数据中继的传输距离也不能超过926km。而要进行超视距通信时，除采用较不可靠的HF波段利用电离层传播外，较好的方式就是利用卫星作为通信中继站，将信息转发到视距以外的单位。这类卫星战术数据链主要包括“卫星战术数据系统”、“卫星战术数据信息链路”和“战术信息广播系统”。

(4) 支持网络IP化

当数据链路网络建立后，网络结构即已确定，各应用平台在网络中的位置是固定的，各应用平台只能通过数据链在特定的时间，以特定的无线电通过固定路径传输特定格式的信息。运用前的网络设计就成为必要的环节，新平台的介入和网络的强健性就成为面临的问题。通过采用互联网的IP技术，在构建骨干网的基础上，实现各数据链网络实时访问，及为进入网络的用户提供信息的服务能力。

(5) 微型化

随着武器装备信息化程度的不断提高，微型化是装备发展的必然趋势。为适应未来战场的需要，美国各军种正积极谋划本军种数据链的新方案。空军正在全力打造小型化的16号数据链，通过了一项名为“武器数据链结构”（WDLA）的计划。海军陆战队的“先锋”无人机装备了由以色列生产的紧凑型数据链－“星链”。该数据链是专门为小型、微型无人机搜集视频类信息而设计，其在无人机上的部件重量仅有1/2～2/3磅，并能与美陆军开发的战术通用数据链（TCDL）有95%兼容。

(6) 软件化

软件无线电是实现无线通信新体系结构的新型技术，重要价值体现在：硬件只是作为无线通信的基本平台，而许多通信功能则通过软件来实现，打破了长期以来设备的通信功能实现仅依赖于硬件的发展格局。将软件无线电技术及其设计思想应用于新一代数据链的研究，可解决目前数据链发展过程中存在的突出问题：① 新型数据链采用统一的硬件处理平台，可针对部队应用所需和作战需要，实时地配置成不同类型的数据链，既可有效地提高数据链体系对抗能力，也可在联合作战、合同作战中较好地解决互通互联问题；② 新型数据链的出现是在拥有处理功能相对强大的硬件平台后，任何功能、性能的改进和提高都与软件有关，可在一定程度上实现“所想即所得”，使新思想、新技术尽快地转化为数据链装备，缩短技术与装备之间的距离；

③ 新型数据链的出现，将硬件和软件相对分开，使数据链的研究更加专注于体制和性能，从而可在较短时间内缩短与发达国家在数据链领域的差距。

(7) 战略应用不断扩展，战术运用逐步深入

数据链的战略应用表现在：① 通过发挥数据链的强大效能，战术行动可达成战略意图；② 突破数据链战术运用的传统，把数据链作为将各个层次的传感器网、射手网和指挥控制网有效铰链的手段之一，实现网络中心战的作战思想。战术运用深入有力的体现在数据链的单兵运用。通用化、微型化的数据链，可装备到每个士兵，让士兵可在任何时间、任何地点得到需要的敌我双方的信息帮助。

(8) 武器协同能力不断提高

数据链要遂行武器协同任务，必须强调2个高度共享：① 对所有链接单元内的所有传感器的高度共享；② 对所有链接单元内的所有武器平台的高度共享。随着数据链链接手段的增强，数据链可实现这2个高度共享。美军的CEC系统是体现武器协同的典型范例。它使用先进的数据传输和处理技术，能将海上的舰船、飞机和陆上阵地的防空传感器综合到一起，产生具有火控能力的数据复合跟踪信息和精确、实时、一致的战场态势图，从而达到多平台武器系统的协同作战的目的，提高系统综合作战的能力。CEC使得网络中的参与者可以利用跨平台远程传感器的数据对威胁目标实施打击。多个作战平台可以利用CEC相互协作，一个平台对目标实施跟踪和解算，由另一个平台实施火力打击。

4 结束语

数据链的运用，是陆、海、空、天指挥自动化系统一体化的必要手段，是实现指挥平台与武器平台铰链的技术支撑。吸收外军数据链建设的先进经验和技术，结合未来联合作战需要，从我军实际出发，将是加快我军数据链发展的必由之路。

参考文献：

[1] 苏金树. 数据链技术与作战应用[J]. 军事学术, 2006, 2.

[2] 军事信息技术[Z]. 装备指挥技术学院, 2003.

[3] 王世宇. 数据链的历史发展及其基本功能和作用[J]. 军

事学术, 2006, 2.

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