光线通信技术在军事上的应用

题目：光纤通信技术在军事上的应用班级：通信13-3班

*名：***

学号：**********

指导教师：***

成绩：

电子与信息工程学院

信息与通信工程系

光纤通信技术在军事上的应用

1 绪论

光纤通信在社会信息化发展的进程中扮演着重要的角色，是通信技术的一个重要分支。随着新型光电器件的不断出现，光线通信技术也得到了迅速的发展，十七传输容量得到了极大地提高，目前，光纤已经在很多场合取代了铜线而成为主要的传输媒介。无论电信骨干网还是以太网或是校园网乃至智能建筑内的综合布线系统，无论是陆地还是海洋，都有光纤的存在。

光纤通信是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的一种新兴有线通信技术。它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，即将电信号转换为光信号，再经光纤传输到接收端，接收端将接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原信号。图1-1为光纤通信系统的构成示意图。

图1-1 光纤通信系统的构成

Fig1-1 The composition of the optical fiber communication system

2 光纤通信技术在军事上的应用

由于光纤作为一种传输媒质，与传统的铜电缆相比具有一系列明显的优点，因此，自上世纪70年代以来，光纤技术不仅在电信等民用领域取得了飞速的发展，而且因其抗电磁干扰、保密性好、抗辐射能力强，以及重量轻、尺寸小等优点，使它也得到了各发达国家政府和军方的重视和青睐。特别是在美国，早在80年代中期，先后计划的光纤军事应用项目就达400多项，这些项目包括固定设施通信网、战术通信系统、遥控侦察车辆和飞行器、光纤制导导弹、航空电子数据总线和设备链路、舰载光纤数据总线、反潜战网络、水声拖曳阵列、遥控深潜器、传感器和核试验等。这些项目陆续有报道取得了不同的进展。进入90年代以来，光纤技术的军事应用继续受到美、欧等国军方的重视。在美国，三方光纤技术开发活动的计划项目分成五大部分：有源和无源光元件、传感器、辐射效应、点对点系统和网络系统。由三军光纤协调委员会进行组织，每年投资为5千万美元。在面向

21世纪的今天，美国国防部已把“光子学、光电子学”和“点对点通信”列为2010年十大国防技术中的两项。其中光纤技术占据着举足轻重的地位。这预示着美国等西方国家对光纤技术军事应用的研究将全面展开并加速进行。而各项先期应用及演示、验证表明，21世纪的军事通信和武器装备离开了光纤技术将无“现代化”或“先进”可言，在未来战争中将处于被动挨打的局面。

2.1 光纤技术在陆军军事上的应用

2.1.1 光纤技术在军事通信的应用

光纤技术在陆上的军事通信应用主要包括三个方面：a.战略和战术通信的远程系统；

b.基地间通信的局域网；

c.卫星地球站、雷达等设施间的链路。

自从“信息高速公路”概念的出现，美国就在军用信息高速公路的发展走在了世界各国的前面。1992年6月，美国参谋长联席会议下发了名为“武士C4T”的关于美军21世纪通信和协同作战总体规划的框架文件。“武士C4T”计划的目标是按军用“信息高速公路”的要求，建立一个全球性的实时军用通信网，即称为“信息球”的全球通信网。它将是一个连通士兵、指挥所和各种传感器的指挥网，是一个反应灵敏的C8系统。它的基础就是国防信息系统网（DISN），由地面及卫星的军用和民用通信系统所构成。目标DISN 是一个宽带综合业务数字网，传输容量将高达几Gb/s。战场信息系统是支持美国陆军21世纪作战理论的未来军用信息系统。在该系统中，光纤局域网，特别是光纤分布数据接口（FDDI）是关键技术之一。

1. 美军三军联合战术通信系统（TRI-TAC）

美军三军联合战术通信系统（TRI-TAC）在海湾战争中发挥了重要作用，但也暴露出不少问题。美军根据暴露出的问题和未来的作战要求，从以下三个方面对TRI-TAC进行了技术改进：一是由空军负责TAC-1光缆系统，它将代替同轴电缆，装备分布在全球的美军TRI-TAC系统；二是有陆军负责野战光缆传输系统（FOTS），拟用10000km的光缆代替CX-11230型同轴电缆；三是有海军陆战队负责野战光缆系统（FOCS），用于连接数字交换机和无线电设备。

C3）

2. 美军陆军战术指挥自动化系统（I

C3系统。它的目的就是在战场态势瞬息万变美军陆军战术指挥自动化系统，常称为I

的现代战争中把情报信息获取系统、通信设备与系统、数据分析和处理系统、显示系统等

综合起来，从而构成一个统一的、高度自动化的指挥控制系统。按作战任务的性质和规模的不同，I C 3系统可分为战略I C 3系统和战术I C 3系统，其中战术I C 3系统一般是指军及以下的单位使用的I C 3系统，主要用于实现战场的实时控制指挥。美国战术I C 3系统的研制工作开始于20世纪59年代，但由于要求其机动灵活抗击毁、便于维护、工作可靠、适用于战场环境，直到20世纪80年代随着计算机、光探测、网络、光纤传输等技术的发展，该系统才达到实用化的程度。

使用光纤代替I C 3系统的同轴电缆，能使系统的信息输出方式由电学信息传递改为光学信息传递，由此带来下面一系列的优越性：

（1）通信容量大

以激光作载频的光纤通信，其载频频率可达151310~10Hz ，比微波频率高5410~10倍。理论上，按通信带宽为载频的1/100计算，那么它的通信带宽比微波5410~10。若取典型频率为14103⨯Hz ，则通信带宽为12103⨯Hz 。

（2）损耗小，中继距离长

目前，光纤的传输损耗已下降到0.14dB/km （单模光纤），可实现几百公里无中继传输。通常的使用水平是：多模光纤的传输损耗达1~3dB/km ，中继距离可达15~30km 。单模光纤的传输损耗为0.5dB/km ，中继距离可达50~60km 。

（3）高可靠性

光纤不受电磁干扰，能避免核爆炸可电磁脉冲引起的信号衰减和设备性能的降低，也不易受太阳辐射的电离干扰，同时光纤自身也不向外辐射电磁能量，这为高可靠、高保密的通信提供了必要的保证。

（4）高通信质量

光纤通信是光子传输方式，通信系统无需短路和接地环路，且信道间无串扰，这是高通信系统所必需的。

（5）通信系统体积小、重量轻

1kg 石英玻璃可拉制100km 长的光纤，成缆后的重量也比电缆轻得多，一般仅为电缆重量的1/100或1/1000。轻的电缆不仅便于敷设，而且有利于快速转移和直升机快速布线。就整个系统而言，光通信设备体积较之电缆通信设备的体积大大减小，而且光纤通信的中