数据链

Link-22 北约国家的战术数据链

作者：朱振国

1 引言

美国海军和北约国家在上世纪80年代发起“北约改进Link-11”(NILE)项目,计划研发新型战术数据链,旨在用低费用更新他们于60年代研发的Link-11,最终取代Link-11和补充完善Link-16。

美国、加拿大、法国、德国、意大利、荷兰和英国参与了NILE项目,共同定义出下一代战术数据链,命名为Link-22。Link-22强调以下战术能力:

(1)在密集的对抗通信环境里,增加战术数据的传输时间和传输高优先权的作战命令及警报。

(2)改进盟军互操作能力和增强指挥作战能力。

Link-22网络的定义阶段始于1989年,分3个步骤进行:

(1)制定Link-22系统及其子系统规范的标准文档,包括:STANAG5522、STANAG5616、ADatP-22和Link-22系统规范;制定NILE基准系统(NRS)需求,即Link-22兼容测试系统。

(2)美国Logicon公司在2001年研制成功系统网络控制器(SNC)和NILE基准系统(NRS)系统,在2002年研发数据链路互操作测试系统,或称为多链路测试工具(MLTT)。美国DRS公司研发信号处理控制器(SPC)。

(3)到2007年为止属于Link-22运行现场支持(ISS)阶段。由各国代表组成的NILE项目委员会组建NILE项目管理办公厅(PMO)负责监督所有NILE任务的进程。

NILE项目专注于Link-22系统结构设计,至于系统设备的生产、组装和集成则分别由各国自行负责。当前各国正在加紧实施NILE项目,尽管各自进度有所差异,但预计到2009年都最终完成任务。

美国海军是美国当前唯一的有意使用Link-22的军兵种。在初始部署阶段,估计不会超过5%。装备Link-22美国平台的美国海军计划在

水面舰艇的指控平台部署Link-22,以完备Link-16超视距战术数据交换。Link-22支持与Link-16之间的数据转发能力。美国其他军兵种将来可能使用Link-22,以替换过时的Link-11B。英国和德国海军正在申请许可,研制多种数据链处理机,计划将现役战术数据链扩展进Link-22。意大利海军计划在2004年完成Link-22,然后部署在航母、多用途护卫舰和驱逐舰。

2 Link-22网络

Link-22和Link-16一样,同属于TADILJ战术数据链家族。为了克服Link-11结构的不足(例如:单网络控制站的脆弱性、低通信数据率和抗电子干扰能力差),Link-22使用基于TADILJ的F-序列报文格式。为了超视距通信的需要,Link-22还沿用英国定义的卫星战术数据链(STDL)、美国定义的卫星TADILJ(S-TADILJ)和VMF(可变报文格式)规范标准。

Link-22是一种抗电子干扰、保密可靠、灵活机动的中速数字数据通信系统,实时与舰艇、潜艇、飞机和岸基中心的战术数据系统交换战术数据。它支持通用战术图(CTP)编辑、武器交战及状态管理和指控等作战行动。

Link-22系统使用无线电链路将一组至多125个NILE单元(NU)连结成为一个超级网络

(SN)。SN任命一个NU单元作为超级网络管理单元(SNMU)。SN最多能被分割成为8个子网络,也称为NILE网络(NN)。一个NN网络指定一个NU单元作为它的网络管理单元(NMU),同NN 网络的NU单元使用共同射频信道。

各个NU单元能够在高频(3-30MHz)或特高频(225-400MHz)波段以固定频率(FF)和电磁保护措施(EPM)模式工作。一个NU单元同时提供4对无线收/发信道,也是说:能够同时接入4个NILE网络。构成NILE单元的逻辑模块包括:战术数据系统(TDS)、数据链处理器(DLP)、人机接口(HMI)、系统网络控制器(SNC)、链路层通信安全(LLC)、4个信号处理控制器(SPC)及其无线收/发设备和一天时间(TOD)基准源。

战术数据系统(TDS),更严格地讲,应属于NILE单元的扩展部分。它是Link-22传输报文的源头,也是接收Link-22报文的终点。配置在舰艇的TDS称为海军战术数据系统(NTDS),配置在飞机的TDS称为机载战术数据系统(ATDS)。尽管它们的任务有所不同,但它们的数据链功能都为:(1)把战术数字信息传送给数据链处理器(DLP);(2)恢复和处理从DLP传来的战术数字信息。

数据链处理器(DLP)是Link-22系统的实际接口部件。它支持网络应用层功能,包括:产生和构造战术报文、数据翻译格式化处理和翻译语法选择。它还能与其他战术数据链接口,以便与它们进行链路数据转发。

系统网络控制器(SNC)提供通信传输层功能,包括:网络管理和监视、信号处理控制器(SPC)配置和网络协议。SNC还支持报文投递服务,包括:报文寻址、报文时间印戳、报文中继与路由、迟到网络或传输入口。当SNC发现网络出现堵塞时,它询问DLP是否可以丢弃一些已过时的报文,以便减缓网络的流量。NorthropGrummanIT研发的SNC软件能移植在HP、SUN和INTEL等标准硬件上运行。通用的SNC软件能增强各国Link-22系统的兼容性和互操作性。

链路层通信安全(LLC)设备是由国家保密局(NSA)核准的高级加密安全设备。它使用以24小时为基准的天时间(TOD)和用户地址进行加密处理,还对数据完整性进行核实。LLC支持SNC与4个信号处理控制器(SPC)的接口服务,支持至多4个网络的并行操作。

信号处理控制器(SPC)支持战术报文分割与组合、转发误码校正(FEC)、调制解调、无线收发配置和链路质量反馈。高精度传输也与天时间(TOD)的基准精度相关。

无线收发设备支持网络单元实现无线电链路连结。慢跳频无线电波支持高频跳频的传输安全;快跳频SATURN无线电波支持特高频跳频的传输安全。自适应阵列天线设备支持电磁保护措施(EPM),也有效抑制电磁干扰和射频干扰,还减少无线波瓣的不规则效应。

Link-22系统在高频波段提供300海里的通信覆盖域,在特高频波段为200海里。Link-22中继设备能将中继数据分别扩展至1000海里和300海里[5]。中继设备单元把接收的中继数据在其指定的中继时隙重新发射。中继策略必须在网络链路部署前确定,包括:指定中继单元、给它们分配足够的能力、确定是否能自动选择中继单元。中继操作既可在一个NILE网络内进行,也可在多个NILE网络间进行。

使用路由方法实现报文中继也十分有效。为了中继操作,中继数据被存储在高质量的网络链路单元里,并不时自动更新。基于这种信息流程,选择中继单元作为路由操作的路径,能用最低开销和最可靠概率将中继报文传送到目的地。

3 Link-22报文

3.1数据报文功能

Link-22系统使用基于TADILJ的报文格式。它的作战数据报文包括:参与单元(PU)定位