1.1數(shù)據(jù)鏈的基本概念1.2數(shù)據(jù)鏈的組成和結(jié)構(gòu)1.3數(shù)據(jù)鏈的作用和分類1.1數(shù)據(jù)鏈的基本概念數(shù)據(jù)鏈的建設(shè)是信息化戰(zhàn)爭的重要保證,數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用水平在很大意義上決定著信息化戰(zhàn)爭的水平和能力。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和武器裝備信息化程度的不斷提高,美國、蘇聯(lián)及北約等軍隊先后發(fā)展了近百種數(shù)據(jù)鏈,數(shù)據(jù)鏈的種類、功能越來越多,應(yīng)用范圍也越來越廣。目前,數(shù)據(jù)鏈已成為“現(xiàn)代化武器裝備的生命線”和軍隊信息化建設(shè)的基礎(chǔ)性要素。1.1.1數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展歷史數(shù)據(jù)鏈建設(shè)始于20世紀(jì)50年代,首先裝備于地面防空系統(tǒng),而后逐漸擴展到海軍艦艇和作戰(zhàn)飛機上。美軍于20世紀(jì)50年代中期啟用的“賽其”防空預(yù)警系統(tǒng),率先在雷達(dá)站與指揮控制中心間建立了點對點的數(shù)據(jù)鏈,使防空預(yù)警反應(yīng)時間從10min縮短為15s。隨后,北約為“賽其”防空預(yù)警系統(tǒng)研制了點對點的Link1數(shù)據(jù)鏈,使遍布?xì)W洲的84座大型地面雷達(dá)站形成整體預(yù)警能力。美軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展較為迅速的階段是在20世紀(jì)70年代,目前被廣泛使用的Link16數(shù)據(jù)鏈就是在這個時期開始研發(fā)的。雖然數(shù)據(jù)鏈的產(chǎn)生不過幾十年的時間,但其性能和應(yīng)用范圍卻得到了飛速的提高和擴大。目前,美國、俄羅斯、以色列以及北約國家的軍隊裝備有數(shù)據(jù)鏈。數(shù)據(jù)鏈技術(shù)作為當(dāng)今軍用信息技術(shù)的核心,從其登上軍事舞臺起,就引起了各國的極大關(guān)注。數(shù)據(jù)鏈技術(shù)研究,在美國和北約國家起步較早,而在我國轟轟烈烈地開展專項研究并從系統(tǒng)整體上進行建設(shè)是從21世紀(jì)初才開始的。數(shù)據(jù)鏈的產(chǎn)生和發(fā)展也與其他事物的出現(xiàn)是一樣的,經(jīng)歷了從無到有、從少量到大量、從低速到高速、從簡單到復(fù)雜、從專用到通用、從非保密到高保密的一個逐漸完善的發(fā)展過程。總體上說,數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展經(jīng)歷了起步、發(fā)展和完善三個階段。下面結(jié)合美國和北約國家數(shù)據(jù)鏈的起步、發(fā)展和完善來介紹數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展歷程。1.數(shù)據(jù)鏈的起步階段20世紀(jì)50年代至60年代末為數(shù)據(jù)鏈的起步階段。數(shù)據(jù)鏈最初是為了應(yīng)對高速突防的戰(zhàn)略轟炸機而研制的,但后來很快在解決航空母艦與艦載機的協(xié)同控制方面找到了更廣闊的用武之地。例如,美國海軍由多兵種組成,其作戰(zhàn)特點為海域遼闊、平臺眾多、兵力分散、組織復(fù)雜。每個作戰(zhàn)平臺都是相對封閉、獨立的作戰(zhàn)個體,無線通信是各作戰(zhàn)平臺對外聯(lián)系的唯一手段。因此,相對于其他各軍兵種,美國海軍對戰(zhàn)術(shù)協(xié)同的需求尤其迫切。正是在這一迫切需求下,美國海軍提出在各類艦載作戰(zhàn)飛機與水面艦艇之間建立數(shù)據(jù)鏈接關(guān)系,以實現(xiàn)艦艇對艦載作戰(zhàn)飛機的指揮引導(dǎo),研發(fā)了Link4。這一階段代表性的數(shù)據(jù)鏈有Link1、Link4等,其特點是技術(shù)簡單,傳輸速率較低,沒有保密性,不具備抗干擾能力,只能單向通信等。最早的數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)荓ink1,它不但可以使用無線傳輸,還可以使用電纜等有線傳輸。目前,北約國家的自動防空系統(tǒng)還在使用Link1。隨后發(fā)展的數(shù)據(jù)鏈有Link2和Link3。Link2與Link1功能類似,主要用于北約國家陸基雷達(dá)之間的情報數(shù)據(jù)傳輸,目前已經(jīng)被棄用。Link3是一種傳輸速率較低的陸上數(shù)據(jù)鏈,主要用于某些特定的早期防空預(yù)警系統(tǒng),目前已經(jīng)基本停止使用。Link4是這個階段比較成功的數(shù)據(jù)鏈,它是20世紀(jì)50年代末投入使用的,最初是為了滿足空中交通管制的要求而開發(fā)的,而后發(fā)展成為陸上平臺、海上平臺、空中平臺進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄巍Ｌ貏e是作為航空母艦與艦載機之間的協(xié)同手段,Link4發(fā)揮了巨大作用,也為后來數(shù)據(jù)鏈在航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用做了有益的探索。但Link4沒有保密能力。在這個階段,蘇聯(lián)也先后發(fā)展了“藍(lán)天”和“藍(lán)寶石”兩種航空指揮控制引導(dǎo)數(shù)據(jù)鏈。2.數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展階段20世紀(jì)70年代到90年代為數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展階段。目前廣泛使用的數(shù)據(jù)鏈都是在這個階段開始研制并得到初步應(yīng)用的,如著名的Link11、Link16等數(shù)據(jù)鏈。這一階段數(shù)據(jù)鏈的主要缺點仍然是傳輸速率低,保密性、抗干擾能力差,但能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信,而且部分?jǐn)?shù)據(jù)鏈開始具備一定的保密能力。Link11系列數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)沁@個階段數(shù)據(jù)鏈的典型代表。Link11的研制始于20世紀(jì)60年代,美軍稱之為“戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路A”系列,主要用于完成艦艇和飛機之間實時地交換預(yù)警信息、指揮控制指令和目標(biāo)數(shù)據(jù)等功能,而且具有一定的保密能力。當(dāng)使用Link11時,艦艇之間的通信距離可以達(dá)到500多千米,艦艇與飛機之間的通信距離可以達(dá)到300多千米。Link11還可以使用衛(wèi)星中繼來擴大傳輸距離。Link11B是Link11的一個衍生版本,是為了適應(yīng)陸地使用環(huán)境而專門修改的。除可以使用無線電傳輸外,Link11B還可以使用有線線路傳輸,其主要用于地面雷達(dá)站、防空部隊等單位傳輸和交換空中目標(biāo)的相關(guān)信息。Link11系列數(shù)據(jù)鏈也存在傳輸速率低、保密性差等缺點。Link4的改進型數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)沁@個階段另一類重要的數(shù)據(jù)鏈。在Link4的基礎(chǔ)上,美軍從20世紀(jì)70年代末開始發(fā)展了Link4A和Link4C兩套數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。對于Link4A,美軍稱之為“戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路C”系列,并于1983年形成TADILC傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),主要用于陸/海與空中平臺之間、空中平臺之間的戰(zhàn)術(shù)通信,可以使預(yù)警機控制的飛機數(shù)量達(dá)到100多架。Link4C是為特定戰(zhàn)機之間傳輸信息而專門修改的數(shù)據(jù)鏈,采用了與Link4A大體相同的技術(shù)體制,增加了抗干擾措施(比Link4A多了電子對抗的能力)。3.數(shù)據(jù)鏈的完善階段20世紀(jì)90年代至今為數(shù)據(jù)鏈的完善階段。這一階段以Link16為代表的高速率、高保密性、高抗干擾能力的數(shù)據(jù)鏈逐步得到了廣泛的應(yīng)用,并出現(xiàn)了適用性更好的Link22。這個階段數(shù)據(jù)鏈的特點是技術(shù)復(fù)雜、保密性好、抗毀性高、抗干擾能力強。可以說,這個階段的數(shù)據(jù)鏈具備了現(xiàn)代意義上數(shù)據(jù)鏈的所有特征,是完整意義上的數(shù)據(jù)鏈。Link16是這個階段最具代表性的數(shù)據(jù)鏈。Link16的研制始于20世紀(jì)70年代,但由于研制的復(fù)雜性等,Link16的廣泛使用是在20世紀(jì)90年代以后,特別是在海灣戰(zhàn)爭以后。Link16是一種具有高速率、強抗干擾能力的數(shù)據(jù)鏈(具備擴、跳頻),美軍稱之為“戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路J”系列。Link16綜合了Link4和Link11的部分特點,已經(jīng)成為美軍和北約國家主要的標(biāo)準(zhǔn)通信裝備,也是目前廣泛使用的數(shù)據(jù)鏈。Link22是這個階段的另一個代表。Link22的研制始于20世紀(jì)90年代,被北約國家稱為“北約改進型數(shù)據(jù)鏈11號”,是一種可以借助中繼平臺進行通信并具有高速率、高保密性和強抗干擾能力的數(shù)據(jù)鏈,可以在陸、海、空平臺之間傳輸和交換各種數(shù)據(jù)信息。Link22融合了Link11和Link16的一些特點。在這個階段,蘇聯(lián)繼續(xù)發(fā)展并完善了“彩虹”航空指揮控制引導(dǎo)數(shù)據(jù)鏈。1.1.2數(shù)據(jù)鏈的定義廣義地講,所有傳遞數(shù)據(jù)的通信鏈路均可稱為數(shù)據(jù)鏈。所謂數(shù)據(jù)通信,是與語音通信相對而言的。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾娫?傳統(tǒng)上將其歸為語音通信。而一些主要傳輸字符的通信通常稱為數(shù)據(jù)通信,如電傳、電報以及后來發(fā)展的分組交換等通信手段都可以稱為數(shù)據(jù)通信,計算機通信也屬于數(shù)據(jù)通信的一種。鏈路是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)設(shè)備組成的一個完整系統(tǒng),數(shù)據(jù)鏈路就是數(shù)據(jù)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與計算機、傳輸終端等設(shè)備組成的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。從這個角度上講,數(shù)據(jù)鏈基本上是一種在各個用戶間,依據(jù)共同的通信協(xié)議,使用自動化的無線或有線收發(fā)設(shè)備傳遞、交換數(shù)據(jù)信息的通信鏈路。狹義地講,數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)怯糜趥鬏敊C器可讀的戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息的標(biāo)準(zhǔn)通信鏈路。也就是說,并不是任何傳輸數(shù)據(jù)的通信鏈路都可以稱為數(shù)據(jù)鏈,而只有那些傳輸特定格式數(shù)據(jù)的通信鏈路才可以稱為數(shù)據(jù)鏈,而且這些特定格式的數(shù)據(jù)能夠被接收和發(fā)送的終端設(shè)備所“理解”,并能夠按照數(shù)據(jù)所傳遞的內(nèi)容完成特定的任務(wù)。數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)奶囟ǜ袷降淖址褪菣C器能夠自動識別的數(shù)據(jù)信息,也就是“機器可讀”的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)鏈通過單一網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和多種通信媒體,將兩個或多個指揮控制系統(tǒng)或武器系統(tǒng)連接在一起,進而進行戰(zhàn)術(shù)信息的交換。從通信的角度來看,數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)前凑找?guī)定的消息格式和通信協(xié)議,利用各種先進的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、糾錯編碼技術(shù)、組網(wǎng)通信技術(shù)和信息融合技術(shù),以面向比特的方式實時傳輸格式化數(shù)字信息的地—空、空—空、地—地戰(zhàn)術(shù)無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),其本質(zhì)上是一種高效、實時傳輸、保密、抗干擾、格式化消息的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。從作戰(zhàn)體系的角度來看,數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)侵笓]、控制、通信、計算機、攻擊、情報、監(jiān)視與偵察系統(tǒng)(C4KISR)的信息傳輸“紐帶”,是實現(xiàn)C4KISR的通信基礎(chǔ)設(shè)備。簡單地說,“數(shù)據(jù)鏈”就是鏈接數(shù)字化戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)平臺,實時傳輸和處理戰(zhàn)術(shù)信息的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。為了便于理解,這里我們總結(jié)各種表述給出數(shù)據(jù)鏈的定義:數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)前凑战y(tǒng)一的消息標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議,主要以無線信道鏈接傳感器平臺、指揮控制平臺和武器平臺,實時處理和分發(fā)戰(zhàn)場態(tài)勢、指揮引導(dǎo)、戰(zhàn)術(shù)協(xié)同、武器控制等格式化消息的信息系統(tǒng)。我們可以通俗地從以下四個方面來理解數(shù)據(jù)鏈的內(nèi)涵。(1)格式化消息,解決“傳什么”的問題。(2)實時化傳輸,解決“怎么傳”的問題。(3)一致化時空,解決“傳得準(zhǔn)”的問題。(4)一體化鏈接,解決“傳給誰”的問題。1.1.3數(shù)據(jù)鏈的基本特征數(shù)據(jù)鏈最根本的特征是使處于不同地理位置的作戰(zhàn)平臺實現(xiàn)緊密的信息鏈接。以作戰(zhàn)平臺為主要鏈接對象,以特殊的數(shù)據(jù)通信為鏈接手段,將不同的作戰(zhàn)平臺組合為完整戰(zhàn)術(shù)共同體的鏈接關(guān)系,是數(shù)據(jù)鏈通信區(qū)別于傳統(tǒng)通信最明顯的特征。綜合考慮數(shù)據(jù)鏈的鏈接對象、鏈接手段和鏈接關(guān)系的突出特點,可將數(shù)據(jù)鏈的基本特征歸納為以下五個方面。1.鏈接對象智能化2.鏈接手段特殊化數(shù)據(jù)鏈的鏈接手段主要依靠數(shù)據(jù)通信,且必須是在規(guī)定的時間、規(guī)定的地點,按規(guī)定的通信協(xié)議和信息格式,向規(guī)定的鏈接對象傳輸規(guī)定的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)信息的特殊戰(zhàn)術(shù)通信手段,具有一定的特殊性。這種特殊性主要表現(xiàn)在三個方面:(1)信息傳輸實時。(2)傳輸方式共享。(3)傳輸手段多樣。3.信息內(nèi)容格式化信息內(nèi)容格式化是指數(shù)據(jù)鏈采用統(tǒng)一的面向比特定義的信息標(biāo)準(zhǔn)。其好處在于:一是提高了信息表達(dá)效率,為戰(zhàn)術(shù)信息的實時化鏈接贏得了時間;二是為各作戰(zhàn)平臺的緊密鉸鏈提供了手段,為實現(xiàn)“從傳感器到射手”信息流力倍增器”名副其實,并且其設(shè)備已成為信息化時代的必備裝備。的形成奠定了基礎(chǔ);三是為信息在不同數(shù)據(jù)鏈之間的傳輸、轉(zhuǎn)接、處理提供了便利,也為信息數(shù)據(jù)的無縫鏈接提供了前提條件。4.信息流程自動化數(shù)據(jù)鏈采用統(tǒng)一的格式化信息標(biāo)準(zhǔn),使戰(zhàn)術(shù)信息數(shù)據(jù)的采集、加工、傳輸、處理和使用能自動完成,無需人工干預(yù),從而形成信息流程的自動化。信息流程自動化既提高了信息傳輸實時化的程度,也縮短了戰(zhàn)術(shù)信息有效利用的時間,使“從傳感器到射手”成為現(xiàn)實。這是數(shù)據(jù)鏈日益受到人們重視且其設(shè)備一躍成為信息化時代的主戰(zhàn)裝備的重要原因。5.鏈接關(guān)系緊密化信息傳輸實時化、信息內(nèi)容格式化、信息流程自動化為實現(xiàn)鏈接對象的緊密鉸鏈和與武器平臺的緊密鉸鏈提供了前提條件。數(shù)據(jù)鏈緊密鏈接關(guān)系是在各作戰(zhàn)平臺之間構(gòu)成的,主要體現(xiàn)在兩個方面:一是數(shù)據(jù)鏈的各個鏈接對象的緊密鏈接關(guān)系,這種關(guān)系依賴的主要手段是信息資源共享;二是數(shù)據(jù)鏈的單個鏈接對象內(nèi)部和各武器平臺之間的緊密鏈接關(guān)系,與武器平臺在戰(zhàn)術(shù)層面緊密鉸鏈?zhǔn)菙?shù)據(jù)鏈的重要使命,也是數(shù)據(jù)鏈的一個重要特征。鏈接關(guān)系緊密化的結(jié)果直接導(dǎo)致了戰(zhàn)術(shù)共同體的形成,使單個作戰(zhàn)平臺的作用范圍大大延伸,作戰(zhàn)威力得到極大加強。因此,數(shù)據(jù)鏈作為信息化戰(zhàn)爭條件下的“軍力倍增器”名副其實,并且其設(shè)備已成為信息化時代的必備裝備。1.1.4數(shù)據(jù)鏈的主要功能數(shù)據(jù)鏈的基本作用是保證戰(zhàn)場上各個作戰(zhàn)單元之間能夠迅速交換情報信息,共享各作戰(zhàn)單元掌握的所有情報,實時監(jiān)視戰(zhàn)場態(tài)勢,提高相互協(xié)同能力和整體作戰(zhàn)效能。數(shù)據(jù)鏈作為軍隊指揮、控制與情報系統(tǒng)傳輸信息的工具和手段,是信息化戰(zhàn)爭中的一種重要通信方式。在數(shù)字化戰(zhàn)場中,指揮中心、各級指揮所、各參戰(zhàn)部隊和武器平臺通過“數(shù)據(jù)鏈”鏈接在一起,構(gòu)成陸、海、空、天、電一體化的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)中,各種信息按照規(guī)定的信息格式,實時、自動、保密地進行傳輸和交換,從而實現(xiàn)信息資源共享,為指揮員迅速、正確地做決策提供整個戰(zhàn)區(qū)統(tǒng)一、及時和準(zhǔn)確的作戰(zhàn)態(tài)勢,其功能模型如圖11所示。美國空軍對數(shù)據(jù)鏈提出的總要求是:在恰當(dāng)?shù)臅r間提供恰當(dāng)?shù)男畔?并以恰當(dāng)?shù)姆绞竭M行分發(fā)和顯示,以使作戰(zhàn)人員能夠在恰當(dāng)?shù)臅r間用恰當(dāng)?shù)姆绞酵瓿汕‘?dāng)?shù)氖虑椤＿@樣做的目的是利用數(shù)據(jù)鏈所提供的信息優(yōu)勢,加快和改進作戰(zhàn)人員的決策過程。總之,數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)谴罅恐匾鲬?zhàn)能力的關(guān)鍵使能器(keyenabler),其主要功能總結(jié)如下。(1)在需要的時間和地點提供信息的能力。(2)快速準(zhǔn)確地獲取戰(zhàn)場空間圖片的能力、評估戰(zhàn)場形勢的能力、做出正確決策的能力、分配任務(wù)和重新分配任務(wù)的能力以及評估任務(wù)效果的能力。(3)在傳感器、決策者、射手和支援設(shè)施之間快速準(zhǔn)確地交換信息的能力。(4)支持全球打擊特遣任務(wù)部隊(GSTF)作戰(zhàn)的能力。數(shù)據(jù)鏈除了可用于向飛機、艦艇編隊或地面控制站臺等戰(zhàn)術(shù)單位之間、小范圍區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)傳輸外,也可通過飛機、衛(wèi)星或地面中繼站用于大范圍的戰(zhàn)區(qū),甚至是戰(zhàn)略級的國家指揮當(dāng)局與整體武裝力量間的數(shù)據(jù)傳輸。1.1.5數(shù)據(jù)鏈與數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)鏈與數(shù)字通信系統(tǒng)關(guān)系緊密,可以說數(shù)字通信技術(shù)是數(shù)據(jù)鏈的重要技術(shù)基礎(chǔ),但并不等于說數(shù)據(jù)鏈就是數(shù)字通信。一般來說,數(shù)字通信的主要功能是按照一定的質(zhì)量要求將數(shù)據(jù)從發(fā)端送到接收端的透明傳輸,即完成所謂的“承載”任務(wù),通常不關(guān)心所傳輸數(shù)據(jù)表征的信息,數(shù)據(jù)由所在的應(yīng)用系統(tǒng)做進一步處理后形成信息。而數(shù)據(jù)鏈則不然,除要完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芡?數(shù)據(jù)鏈終端還要對數(shù)據(jù)進行處理并提取出信息,用以指導(dǎo)進一步的戰(zhàn)術(shù)行動。另外,數(shù)據(jù)鏈的組網(wǎng)方式也與戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用密切相關(guān),應(yīng)用系統(tǒng)可以根據(jù)情況的變化,適時地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置和模式與之匹配。數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)中蘊涵了很多戰(zhàn)術(shù)理論、實戰(zhàn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)和信息處理規(guī)則,將數(shù)字通信的功能從數(shù)據(jù)傳輸層面拓展到了信息共享范疇。數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)蔷o密結(jié)合戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用,在無線數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項綜合技術(shù),它將傳輸組網(wǎng)、時空統(tǒng)一、導(dǎo)航和數(shù)據(jù)融合處理等技術(shù)進行綜合,形成了一體化的裝備體系。在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi),無線數(shù)字通信技術(shù)仍然是數(shù)據(jù)鏈裝備發(fā)展的主要技術(shù)基礎(chǔ)之一。數(shù)據(jù)鏈與數(shù)字通信系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面。(1)使用目的不同。數(shù)據(jù)鏈用于提高指揮控制、態(tài)勢感知及武器協(xié)同能力,實現(xiàn)對武器的實時控制和提高武器平臺作戰(zhàn)的主動性;而數(shù)字通信系統(tǒng)則用于提高數(shù)據(jù)傳輸能力,主要實現(xiàn)傳輸目的,但數(shù)字通信技術(shù)是數(shù)據(jù)鏈的基礎(chǔ)。(2)使用方式不同。數(shù)據(jù)鏈直接與指控系統(tǒng)、傳感器、武器系統(tǒng)鏈接,可以“機機”方式交換信息,實現(xiàn)從傳感器到武器系統(tǒng)的無縫鏈接;而數(shù)字通信系統(tǒng)一般不直接與指控系統(tǒng)、傳感器、武器系統(tǒng)鏈接,通常以“人機人”方式傳輸信息。數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的使用針對性很強,在每次參加戰(zhàn)術(shù)行動前都要根據(jù)作戰(zhàn)的任務(wù)需求,進行比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,使數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和資源與該次作戰(zhàn)任務(wù)最佳匹配;而數(shù)字通信系統(tǒng)常為即插即用,在通信網(wǎng)絡(luò)一次性配置好后一般不作變動,不與作戰(zhàn)任務(wù)發(fā)生直接耦合。(3)信息傳輸要求不同。數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)氖亲鲬?zhàn)單元所需要的實時信息,需要對數(shù)據(jù)進行必要的整合、處理,提取出有用的信息;而數(shù)字通信一般是透明傳輸,所有的措施是為了保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量,對數(shù)據(jù)所包含的信息內(nèi)容不作識別和處理。另外,為實現(xiàn)運動平臺的時空定位信息可被其他用戶所共享,各數(shù)據(jù)鏈終端需要統(tǒng)一時間基準(zhǔn)和位置參考基準(zhǔn);而數(shù)字通信系統(tǒng)一般不考慮用戶的絕對時間基準(zhǔn)與空間位置的關(guān)系。(4)與作戰(zhàn)需求關(guān)聯(lián)度不同。數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是根據(jù)特定的作戰(zhàn)任務(wù),決定每個具體終端可以訪問什么數(shù)據(jù),傳輸什么消息,什么數(shù)據(jù)被中繼。數(shù)據(jù)鏈的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案是根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù),從預(yù)先規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)庫中挑選一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計配置,在初始化時加載到終端上。數(shù)據(jù)鏈的組網(wǎng)配置直接取決于當(dāng)前面臨的作戰(zhàn)任務(wù)、參戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)區(qū)域。數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用直接受作戰(zhàn)樣式、指揮控制關(guān)系、武器系統(tǒng)控制要求、情報的提供方式等因素的牽引和制約,與作戰(zhàn)需求高度關(guān)聯(lián);而數(shù)字通信系統(tǒng)的配置和應(yīng)用與這些因素的關(guān)聯(lián)度相對較低。總的來說,數(shù)據(jù)鏈用于有針對性地完成部隊作戰(zhàn)時的實時信息交換任務(wù),而數(shù)字通信系統(tǒng)則用于解決各種用戶和信息傳輸?shù)钠毡樾詥栴}。數(shù)據(jù)鏈所傳輸?shù)男畔⒑蛯ο笠约耙獙崿F(xiàn)的目標(biāo)十分明確,一般無交換、路由等環(huán)節(jié),并簡化了數(shù)字通信系統(tǒng)中為了保證差錯控制和可靠傳輸?shù)娜哂嚅_銷,它的傳輸規(guī)程、鏈路協(xié)議和格式化消息的設(shè)計都針對性地滿足作戰(zhàn)的實時需求。由于數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)鏈接各種平臺(包括指揮所和無指控能力的傳感器與武器系統(tǒng)等),所以其平臺任務(wù)計算機需要專門配置相應(yīng)的軟件,用以接收和處理數(shù)據(jù)鏈端機傳來的信息或向其他平臺發(fā)送信息。數(shù)據(jù)鏈與平臺任務(wù)計算機之間必須緊密集成,以支持機器與機器、機器與人之間的相互操作。1.2數(shù)據(jù)鏈的組成和結(jié)構(gòu)1.2.1數(shù)據(jù)鏈的組成要素從數(shù)據(jù)鏈的組成要素角度來看,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括三個基本要素:傳輸通道、通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的格式化消息,如圖12所示。從數(shù)據(jù)鏈的設(shè)備角度來看,數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)設(shè)備主要包括戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)(TDS,tacticaldatasystem)、接口控制處理器、數(shù)據(jù)鏈端機等,如圖1-3所示。數(shù)據(jù)鏈的工作過程一般是:首先由作戰(zhàn)單元的主任務(wù)計算機將本單元欲共享的戰(zhàn)術(shù)信息通過TDS按照數(shù)據(jù)鏈消息標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為格式化消息,然后接口控制處理器對格式化消息進行處理及轉(zhuǎn)換,最后數(shù)據(jù)鏈端機根據(jù)組網(wǎng)通信協(xié)議處理后傳送給信道設(shè)備,按照設(shè)置好的工作參數(shù)將信息發(fā)送給制定目標(biāo)。接收方(可以為一個或多個)的信道設(shè)備接收到信號后,首先按組網(wǎng)通信協(xié)議進行接收處理,然后經(jīng)過接口控制處理器進行處理和轉(zhuǎn)換,由TDS對格式化消息進行分析和解讀,最后送交到主任務(wù)計算機進行進一步處理和應(yīng)用,并通過圖形符號的形式顯示在作戰(zhàn)單元的屏幕上。1.2.2數(shù)據(jù)鏈的結(jié)構(gòu)縱觀現(xiàn)有的各類數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),可以將數(shù)據(jù)鏈的主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)歸納為點對點結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和多網(wǎng)結(jié)構(gòu)。1.點對點結(jié)構(gòu)北約地面防空預(yù)警系統(tǒng)早期采用的Link1,以及后期美軍開發(fā)的ATDLl、Link11B、CDL、TCDL等數(shù)據(jù)鏈都采用了點對點結(jié)構(gòu)。Link1自20世紀(jì)50年代后期開始發(fā)展,主要用于北約“賽其”地面防空系統(tǒng)內(nèi)各雷達(dá)站、控制中心間點對點的數(shù)據(jù)傳輸。北約的Link1設(shè)備通常安裝在地基中心,并被分配一個地理責(zé)任區(qū)域。該地理責(zé)任區(qū)域稱為作戰(zhàn)有關(guān)地區(qū)(AOI)。在AOI區(qū)域內(nèi),進一步建立軌跡生成區(qū)(TPA)。為了相互告知從一個AOI到另一個AOI的軌跡,需要在相鄰中心之間交換相關(guān)信息。北約Link1通信要求每對報告單元(RU)之間有獨立專用的全雙工鏈路,即在兩個信道上同時收發(fā)數(shù)據(jù)。ATDLl是一種保密的、點對點的、全雙工數(shù)據(jù)鏈路。它將“霍克”“愛國者”和TSQ73等武器系統(tǒng)與美國陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊和空軍的控制中心連接起來。ATDLl能夠工作于高頻段或者特高頻段,用于指揮控制、情報格式、目標(biāo)信息和跟蹤更新。Link11B,即美軍的TADILB數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),是一種全雙工的、雙向的、點對點數(shù)據(jù)鏈路。它在美國陸軍、空軍、海軍陸戰(zhàn)隊和國家安全局之間提供數(shù)據(jù)串行傳輸功能,其參與者稱為報告單元。因為美軍的TADILB數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是點對點的,所以每一對報告單元靠一條單獨的TADILB鏈路運轉(zhuǎn),因此經(jīng)常被稱為“B鏈”,在報告單元對之間通過轉(zhuǎn)發(fā)報告單元轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且暰?0km的一種全雙工、抗干擾、擴頻、點對點數(shù)據(jù)鏈路,用于情報、監(jiān)視和偵察(ISR)傳感器、傳感器平臺與地面終端之間的微波通信系統(tǒng)。前向(指揮控制)鏈路速率可達(dá)20kb/s,并有可能最終達(dá)到45Mb/s。后向(偵察信息)鏈路速率可達(dá)10.71~45Mb/s,137Mb/s或274Mb/s,最終有望達(dá)到548Mb/s和1096Mb/s。戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且环N大帶寬數(shù)據(jù)鏈,主要提供雷達(dá)信息、圖像、視頻和其他傳感器信息的空對艦或空對地的點對點傳輸,具有保密功能,傳輸范圍可達(dá)200km。它會聚集無人或有人駕駛飛機上傳感器的寬帶偵察數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)傳送到艦載或地面終端,以供戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)分析和其他應(yīng)用。2.星型結(jié)構(gòu)通常在戰(zhàn)場中負(fù)責(zé)戰(zhàn)術(shù)信息或戰(zhàn)術(shù)情報收集并分發(fā)的數(shù)據(jù)鏈采用星型結(jié)構(gòu),這些數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)包括早期的Link4A系統(tǒng)。在Link4A系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)控制站負(fù)責(zé)點名呼叫各個參與節(jié)點(如受控飛機),被點名的受控飛機在規(guī)定時段內(nèi)發(fā)送應(yīng)答。在一個Link4A系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)控制站既是系統(tǒng)的管理者,也是系統(tǒng)通信的中心樞紐。由Cubic公司研制的監(jiān)視控制數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍９〦8聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)(JSTARS)使用的抗干擾廣播數(shù)據(jù)鏈。該數(shù)據(jù)鏈在E8C飛機和多個地面站之間提供保密、全天候鏈接,從而幫助E8C飛機將雷達(dá)數(shù)據(jù)和相關(guān)報文傳送給機動的地面站。同時,監(jiān)視控制數(shù)據(jù)鏈也為地面站提供了向E8C飛機發(fā)送服務(wù)請求的功能。3.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,任何節(jié)點之間都可以相互通信。不過,不同類型的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)采用的系統(tǒng)管理和通信控制方法有所不同。Link11采用的是有中心控制站的“呼叫輪詢”的方式,EPLRS采用的是有中心控制站的TDMA方式,Link16、Link22則采用的是無中心控制站的TDMA方式。美軍的火控級數(shù)據(jù)鏈也采用了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。4.多網(wǎng)結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)鏈的實際作戰(zhàn)運用過程中,作戰(zhàn)區(qū)域可以同時存在多個數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),比如Link16的層疊網(wǎng)結(jié)構(gòu)、Link22的超網(wǎng)結(jié)構(gòu),以及基于各類網(wǎng)關(guān)或轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的多數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1.3數(shù)據(jù)鏈的作用和分類1.3.1數(shù)據(jù)鏈的作用數(shù)據(jù)鏈作為C4ISR系統(tǒng)的一個重要的組成部分,是利用無線信道在各級指揮所、艦艇、飛機及各種作戰(zhàn)平臺的指揮控制系統(tǒng)或戰(zhàn)術(shù)平臺之間,構(gòu)成陸、海、空、天、電一體化的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),按照規(guī)定的信息格式,實時、自動、保密地傳輸和交換各種作戰(zhàn)數(shù)據(jù),實現(xiàn)情報資源共享,為指揮員迅速、正確地做決策提供整個戰(zhàn)區(qū)統(tǒng)一、及時、準(zhǔn)確的作戰(zhàn)態(tài)勢。數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)在近年來的歷次局部戰(zhàn)爭中大顯身手,獲得了很好的實戰(zhàn)效果。數(shù)據(jù)鏈在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用可以歸納為以下幾點:1.數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菓?zhàn)斗力的“倍增器”2.數(shù)據(jù)鏈可以提升指揮決策水平3.數(shù)據(jù)鏈創(chuàng)新作戰(zhàn)協(xié)同模式4.數(shù)據(jù)鏈提高武器打擊效果1.3.2數(shù)據(jù)鏈的分類針對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中各種作戰(zhàn)方式的不同需求,有多種類型的數(shù)據(jù)鏈,各種數(shù)據(jù)鏈都有其特定的用途和服務(wù)對象。從不同的角度,可以將數(shù)據(jù)鏈分為不同類型。1.按應(yīng)用角度分按應(yīng)用角度的不同,數(shù)據(jù)鏈可分為以下幾種:(1)以搜集和處理情報、傳輸戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)、共享資源為主的數(shù)據(jù)鏈。(2)以常規(guī)命令的下達(dá),戰(zhàn)情的報告、請示,勤務(wù)通信和空中戰(zhàn)術(shù)行動的引導(dǎo)指揮等為主的數(shù)據(jù)鏈。(3)綜合型機載數(shù)據(jù)鏈。這種數(shù)