美军数据链的装备及发展

2005年10月第16卷第5期装备指挥技术学院学报
Journal of the Academy of Equipment Command &Technology October 2005Vol.16　No 15
　收稿日期:2004206211　作者简介:李　颖(1977-),女(汉族),河北唐山人,博士研究生,sunshmegirlly @ ;　
赵洪利(1964-),男,教授,博士生导师.
美军数据链的装备及发展
李　颖,　赵洪利
(装备指挥技术学院电子工程系,北京101416)
摘 要:数据链是美军实现信息优势的重要手段之一,目前美军已形成多
频段覆盖、多功能兼备、多平台并用以及从单机到系统的比较成熟的数据通信系统,代表着当前数据链装备和技术的国际水平和发展趋势。

介绍了美军现役武器系统与指挥控制平台主要使用的战术数字信息链Link 211、Link 24A 、Link 24C 、Link 216及Link 222,卫星战术数据信息链路及其他一些主要的专用数据链,并对这些数据链路目前的装备情况、主要功能和技术特点、达到的技术指标进行了分析。

最后探讨了美国陆、海、空三军数据链未来的发展趋势。

关　键　词:装备;数据链;战术互联网
中图分类号:TN 91;E 9文献标识码:A 文章编号:167320127(2005)0520068205
Equipment and Development of the Data Links
in the United State s Army
L I Y ing ,　ZHAO Hong 2li
(Depart ment of Electronic Engineering ,t he Academy of Equipment Command &Technology ,Beijing 101416,China )
Abstract :Data link is one of t he mo st important means by which t he U SA and it s allied forces can realize information p redominance.At p resent ,t he U SA has formed a comparative mat urity data com 2munication system which has multi 2f requency segment ,multi 2f unction and it s single unite to system.It currently rep resent s t he international standards and t he t rend of develop ment of data link equip ment and technology.The paper introduces tactical digital information links which used in t he current weapon system and command cont rol platforms of t he U SA ,including Link 211,Link 24A ,Link 24C ,Link 216,Link 222,satellite tactical digital information link and some ot her special data links.Then ,t he paper analyzes t hese data links ′equip ment ,main f unction ,technical characteristics and achieved technical target s.In t he end ,t he paper discusses t he f ut ure develop ment of data links in t he U SA Ar 2my ,Navy and Air Force.
Key words :equip ment ;data link ;tactical internet
数据链技术是各种移动作战平台与网络的互联及信息业务互通的技术基础。

通过数据链,可以将地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起,构成立体分布、纵横交错的信息平
台,沟通所有作战单元,以实现信息共享,实时掌握战场态势,缩短决策时间,提高指挥速度及协同
作战能力。

美军数据链装备的发展一直走在世界的前列,因此,了解和掌握美军数据链的装备特点
和发展对于我军发展新型综合数据链,具有十分重要的现实意义。

1　美军现役战术数字信息链路系统[1～5]
目前,美军现役武器系统与指挥控制平台主要使用的数据链系统包括Link211、Link24、Link2 16及Link222。

1.1　TADI L A/B(Link211)
1)主要装备与运用。

目前美国舰队装备有Link211功能的数据终端设备包括:AN/U SQ2 74,AN/U SQ283,AN/U SQ2120,AN/U SQ2125等。

美海军E22C“鹰眼”预警机、S23A“海盗”反潜机、P23C“猎户座”反潜巡逻机以及空军的E23“哨兵”预警机都安装了Link211。

Link211有A和B2种类型:TADIL A和TADIL B。

TADIL A于20世纪70年代投入使用,计划服役到2015年,主要用于移动平台(飞机和舰船)。

TADIL B主要用于固定平台(地面雷达站)。

在美国,TADIL B被用作地基战术空中控制系统,如美空军的模块控制设备(MCE)和美海军陆战队的战术空中作战中心(TAOC)的主要数据链。

2)技术特点与主要功能。

Link211采用网状结构、轮询呼叫和有节点组网方式,并使用M系列报文格式进行空中、陆地、舰船战术数据系统之间的数字信息交换。

①TADIL A。

TADIL A是加密、半双工的数字信息链路,采用差分Q PS K调制技术。

可实现机载、陆基和舰载数据系统之间的数字信息交换,也支持指挥控制单元中有限的指挥数据的交换,但不支持飞机控制。

②TADIL B。

TADIL B是一种专用的点到点全双工数据链,采用单音链路波形,并采用了多种加密方法,可以连接KG230、KG284、KIV27加密机和整体加密设备。

Link211可完成的功能有:目标监视、位置报告、任务管理、武器协同、电子战情报和保密,并可在高频(H F)频段上进行超视距通信。

可用于海军战斗群内舰艇之间的战术数据交换。

陆基控制中心也使用Link211增加和扩大其监视区域的雷达覆盖范围。

缺点:采用了定频技术,不具备抗干扰能力;传输速率低,系统容量有限,不具备语音传输功能;采用网式体系结构及轮询呼叫协定,网络中必须设置一个网控台,因此一旦遭受打击将造成整个网络崩溃。

3)技术指标。

①TADIL A。

TADIL A传输速率为2250bit/s。

使用高频(HF)和特高频(U H F)频段,当使用HF频段时,TADIL A能够覆盖信息发送点周围300n mile的区域;使用U HF频段时,它能提供舰对舰25n mile、舰对空150n mile 的覆盖。

②TADIL B。

TADIL B的标准速率为1200bit/s,也可以选择600和2400bit/s(或1200bit/s的倍数,如3600、4800bit/s等)。

TADIL B使用甚高频(V HF)或U HF频段,可使用有线、无线及卫星信道进行传输。

1.2　TADI L C(Link24A)
1)主要装备与运用。

TADIL C(又称Link2 4A),是Link24数据链中的一种,另一种是Link2 4C。

Link24A用于所有航空母舰上的舰载飞机,是控制员到飞机的数据链,实现舰艇对飞机的控制。

Link24C是一种机对机数据链,是对Link24A 的补充。

目前,美海军、海军陆战队、空军都装备了Link24,其机载平台包括:E22C“鹰眼”预警机、E23“哨兵”预警机、S23“海盗”反潜机、A26“入侵者”舰载攻击机、EA26B“徘徊者”电子战飞机、F2 14“雄猫”战斗机、F/A218“大黄蜂”舰载战斗机。

2)技术特点与主要功能。

Link24采用时间分隔多路传输结构、指令/响应协议和有节点组网方式,并采用FS K调制和时分复用(TDM)方式。

Link24A采用V系列报文格式,它的数据吞吐量受限,适合于数量有限的参与者(最多8个)。

Link24C采用F系列报文,在一个Link24C网中,最多只能有4架飞机参与。

Link24是一种非保密的数据链路,它包括的2种数据链(Link24A和Link24C)在功能上完全不同。

①Link24A。

Link24A用于地对空、空对地、空对空战术通信中。

最初这种链路是为代替语音通信来控制战术飞机而设计的,而后它的功能扩展到保证地面和空中平台间的数据通信。

该数据链支持航空母舰自动舰上降落系统(ACL S)、空中交通管制(A TC)、空中拦截控制(A IC)、攻击控制、地面控制轰炸系统(GCBS)和航空母舰惯性导航系统(CA INS)。

但发送的报文保密性不好,抗干扰能力不强。

未来Link24A在空中截击控制和空中交通管制作战中的作用将由Link216承担。

但Link216现在还不能完全代替Link24A的
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　第5期 李　颖,等:美军数据链的装备及发展
自动控制舰载机着舰系统的功能,仍需要Link2 4A控制飞机执行舰上降落。

②Link24C。

Link24C是对Link24A的补充,具有部分抗干扰能力,但两者之间不能直接通信。

Link24C只安装在F214战斗机上,F214不能同时在Link24C和Link24A中通信。

未来Link2 4C在战斗机对战斗机作战中的作用将由Link2 16承担。

3)技术指标Link24传输速率为5kbit/s,工作在U HF频段。

1.3　TADI L J(Link216)
1)主要装备与运用。

Link216是美国国防部首选的战术数据链,于1994年开始装备于美海军舰艇和飞机。

由战术数据计算机系统(TDS)、指挥控制处理器(C2P)、数据终端设备(D TS)和天线组成。

目前,Link216使用2种类型的数据终端:联合战术信息分发系统(J TIDS)终端和多功能信息分发系统(M IDS)终端。

美国舰队目前采用AN/U RC2107(V)J TIDS终端来确保舰船、飞机和岸上通信。

多功能信息分发系统低容量终端(M IDS/LV T)是为了满足战斗机数据链使用的体积小、重量轻的终端而设计的,是第三代Link2 16系统。

可使Link216通信网络服务于美F215、F216和F/A218飞机及一些北约战斗机。

美海军计划要装备的Link216平台比Link2 11或Link24A的平台要多,到2015年,美国海军装备的J TIDS平台数量将接近5000个。

目前已装备此数据链的舰艇有航空母舰(CV和CVN 级)、
“提康德罗加”级宙斯盾巡洋舰、“加利福尼亚”级巡洋舰、
“伯克”级导弹驱逐舰、“基德”级导弹驱逐舰、护卫舰和“蓝岭”级两栖攻击舰、
“黄蜂”级两栖攻击舰。

海军飞机中E22C“鹰眼”预警机、S23“海盗”反潜机、P23侦察巡逻机、F214“雄猫”战斗机、F/A218“大黄蜂”舰载战斗机都装备了Link216。

美陆军装备了Link216的设备有:前方战区防空系统、
“爱国者”战区高空防御系统、地面联合战术系统、陆军战区导弹防御战术作战中心等。

美空军用J TIDS2类终端机装备了E23A“哨兵”预警机、E28联合监视目标攻击雷达系统(J STARS)飞机、F215“鹰”战斗机、F216战斗机、B21轰炸机、B22轰炸机、B252“空中堡垒”轰炸机、空中C3飞机(机载战场指挥控制中心)、机动空中作战中心等。

2)技术特点与主要功能。

Link216采用时间分隔多路存取结构、预定时隙协议和无中心节点组网方式,并采用时分多址(TDMA)方式和扩频、跳频、跳时技术,“J”报文格式标准。

Link216的系统吞吐量不受终端吞吐量的限制,许多平台能同时采用不同的跳频图传送,因而增加了系统吞吐量。

不同的网有不同的跳频模式,可执行不同的任务,网与网之间可以通过中继链路连接,实现超视距工作。

Link216仍然采用了Link211和Link24A沿用了很多年的战术数据链信息交换的概念(即支持指挥、控制、通信和智能化功能)。

但Link216在技术操作上改善了现存战术数据链的性能。

它增强了系统的抗干扰能力和安全性,增加了数据传输率(吞吐量)和信息交换量,减小了数据终端的重量使其能安装在战斗机和攻击机上。

它向多种作战平台提供数字化、抗干扰的加密话音通信、相对导航、精确入网单元定位和识别功能。

因为Link216在功能上改善了Link211和Link24A/4C,下面对4种链路进行了比较,如表1所示。

表1　4种数据链的比较
比较项目Link216 Link211　Link24A　Link24C 侦察YES YES NO NO
空中控制YES NO YES NO
战斗机对战斗机YES NO NO YES
数据保密YES YES NO NO
超视距
YES
(中继)
YES
(HF)
NO NO
保密话音YES NO NO NO
抗干扰YES NO NO NO
相对导航YES NO NO NO
无中心节点组网YES NO NO NO
精确识别YES受限受限受限
3)技术指标。

工作在L x频段(960～1215M Hz);数据传输率由数据包结构决定,一般给每一码字加5bit的校验位这样数据传输率达到28800bit/s(标准结构帧)或57600bit/s(组合帧包2)或115200bit/s(组合帧包4)。

若考虑到Reed2Solomon EDAC编码,数据传输率增加到59520bit/s或119040bit/s或238080bit/s;作用距离为300n mile(视距),中继时500n mile。

1.4　Link222
1)主要装备与运用。

主要用于海上舰队。

Link222可兼容Link211的AN/U RQ2125与J TIDS的AN/U RC2107Class2等终端机。

2)技术特点与主要功能。

采用TDMA或动态TDMA方式工作;可以为网内的各个单元分
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配专用传输容量;克服了Link211依赖单一网控中心、抗毁能力差的问题;同时动态TDMA协议可以为网中需要大传输容量的单位自动分配容量,这使得网络及超级网络管理更简单;Link222可以使4个网同时工作,组成超级网络;系统采用称作“链路级通信保密(L CC)”的集成式通信保密装置;采用定频或跳频技术;采用新定义的STAN G5522第三版的F或F/J系列标准,F/J 系列是在Link216的J系列加2bit s的报头而成,每个信息长75bit s可供Link211与Link216相互通信。

Link222兼具Link216与Link211的功能特点,可在陆、海、空、水下、太空各平台间交换目标跟踪信息,实时传递指挥控制命令与告警信息。

所不同的是,Link222可进行超视距通信,克服了Link216必须中继才能跨视距通信的限制,同时它可以进行电子对抗。

3)技术指标。

可在HF或U HF频段运行,在U HF频段时的传输速率可达12.6kbit/s, H F频段时则为(0.5～2.2)kbit/s。

2　卫星战术数据信息链路[6,7]
2.1　卫星战术数据信息链J(S TADI L2J)
1)主要装备与运用。

卫星战术数字信息链路J是由Link216衍生的,主要是为美海军潜艇配备的“战术数据系统”(TDS)的“指挥控制处理(C2P)系统”增加一个卫星链接界面,延伸J TIDS 的传输距离,提供一个以卫星为中继的超视距数据链路。

2)技术特点与主要功能。

可用按需分配多址(DAMA)或非DAMA作业方式来分配信道,以单工同步传输数据,可使用加密装置对信息实施加密。

TADIL2J在组网时,以一个航母战斗群内的航母或旗舰作为主控战,其他舰艇为基本成员,信息在网内所有成员间完成一次循环的时间为卫星网络循环时间,一般小于20s。

3)技术指标。

使用U H F频段,在DAMA 模式下传输速率可达2400bit/s或4800bit/s;非DAMA模式则为(2400/4800/9600)bit/s。

2.2　战术数据广播系统(TIBS)
1)主要装备与运用。

TIBS已经装备在美军部分指挥控制系统及空中作战管制中心(AOC)。

2)技术特点与主要功能。

TIBS利用卫星中继实施超视距的数据传输,卫星转发广播是其最主要的工作方式。

它是美军专门用于提供战区指挥官除了Link216以外的一个近实时的战术状况图像的保密数据链,可最多同时支持50个节点相互访问与数目不限只能接收的使用者。

TIBS还用于广播由多种来源、多种传感器所获得的目标跟踪情报信息,用于战区弹道导弹防御,用于将弹道的发射与落点等信息直接传送给各作战单元。

3)技术指标。

工作在U HF(225～400M Hz)频段,最高传输速率可达19.2kbit/s。

3　公共数据链/战术公共数据链(CDL/TCDL)[4]
3.1　公共数据链(CDL)
1)主要装备与运用。

目前美军已有部分航母、两栖飞机、两栖舰艇如“黄蜂”级两栖突击舰装备CDL,未来将普及到更多舰艇和飞机平台上。

2)技术特点与主要功能。

CDL是作为卫星、侦察机以及无人机与地面控制站间传输图像以及信号情报(通信、电子等情报)的标准链路。

此类数据链用于接收来自各种情报、监视和侦察传感器的图像、信号情报数据以及测量与特征情报数据,具有保密、抗干扰能力;采用全双工工作方式。

3)技术指标。

上行链路传输速率可达到200kbit/s,下行链路速率则可在10.71Mbit/s、21.42Mbit/s、44.73Mbit/s、137Mbit/s或274Mbit/s等5种传输速率之间做选择(但目前仅有10.71Mbit/s可用)。

3.2　战术公共数据链(TCDL)
由于CDL终端的重量、体积和价格等因素限制了其在战术无人机上的应用,美国国防部提出了为战术无人机开发TCDL的计划。

1)主要装备与运用。

TCDL最初是针对战术无人机应用而设计的,例如可用于“捕食者”无人机。

后来扩展到了其他有人和无人驾驶机载侦察平台,例如“护栏”、RC2135、“猎人”、“先锋”、E28C、海军P23飞机、SH260直升机和陆军低空机载侦察(ARL)系统等,陆军“影子2200”也将安装TCDL。

2)技术特点与主要功能。

TCDL是全双工、点到点、视距微波通信数据链路。

3)技术指标。

工作在Ku频段,以1.54Mbit/s的前向链路数据率和10.71Mbit/s 的返回速率与现有的CDL互通,传输距离最远可达200km。

TCDL还能支持速率高达45Mbit/s
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　第5期 李　颖,等:美军数据链的装备及发展
的替代通信方式,速率可扩展到137Mbit/s 和274Mbit/s。

4　其他主要专用战术数据链[6]
4.1　“爱国者”数字信息链路(PADI L)
1)主要功能。

美军“爱国者”导弹营使用PADIL在AN/MRC2136指挥协调中心与所辖导弹连的AN/MSQ2104交战控制站间,传输指挥控制指令、监视情报、目标跟踪/数据更新等信息。

2)技术特点与主要功能。

PADIL是一种保密的点对点全双工链路,具有多路由能力以增强抗毁性。

技术指标信息传输速率为32kbit/s,工作在H F或U H F频段。

4.2　态势感知数据链(SADL)
1)主要装备与运用。

SADL装备在美空军F216(Block30型)、A210飞机以及H H260直升机上。

它通过美陆军增强型位置定位报告系统(EPL RS)将空军的近空支援飞机与数字化战场联系起来,提供保密抗干扰以及战斗机对战斗机、空对地和地对空数据通信,便于进行态势感知位置和状态。

2)技术特点与主要功能。

在空对地方式下,飞行员指挥SADL电台与某个地面网络同步,飞行员电台将共享来自EPL RS网络的战斗机间的数据,同时记录地面位置。

SADL电台通过1553复用数据总线与飞机的航空电子设备通信,除了向飞行员提供装备EPL RS的飞机和地面设备的位置外,还将提供战斗机作战中来自其他装备了SADL飞机的数据。

SADL可进行战斗机间的网络操作,不用依赖地基EPL RS网络控制。

5　未来美军数据链系统发展
美军数据链总的发展趋势是在兼容兼顾现有装备的基础上,积极开发新的频率资源,提高数据传输速率,改进网络结构,增大信号隐蔽性,提高抗干扰、抗截获及数据分发能力,逐渐从战术数据终端向联合信息分发系统演变,并在与各种指控系统及武器系统链接的同时,实现与战略网的互通。

因此,未来美军的数据链系统具有多数据链协同工作、一体化2大特点。

1)多数据链协同工作。

美军要求装备了Link216的平台仍然保留原有的Link211或Link2 4数据链,而且所有先进的作战指挥系统都能够支持这3种数据链,这样,多个数据链通过共享指挥与控制处理器,构成了完整的数据链体系,为作战指挥系统提供统一的、完整的战术信息。

2)一体化数据链系统。

美军提出了借助于卫星通信及其他远距离传输信道,形成一体化数据链系统的方案。

一体化数据链系统在体系结构上分为3个层次,最底层是陆、海、空和海军陆战队各军种本身的为某个局域服务的数据链;中层为Link216数据链,它把局域数据链连成统一的数据链,将3军数据链联系在一起;上层为远距离数据链,把各个Link216数据链联成国家甚至全球范围的数据链体系,在统一的网络管理下工作。

这就解决了在大的战场区域和前后方之间的统一协调问题。

其中远距离数据链也采用了Link216数据链的信息标准和结构,因此可以说是Link216数据链的扩展。

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(责任编校:李江涛)
27装备指挥技术学院学报 2005年　。