浅析美军通信网络
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美国陆军战术作战人员信息网(WIN-T)是美国陆军战术通信网的主干网,能够提供语音、视频和数据通信以及任务指挥能力,可用于为各种军事行动提供支持。
一般来说,地面部队通信由两部分组成。
在最低层,是战术电台,通常为甚高频(VHF)电台,主要提供单兵与指挥部之间的视距通信,其特点是高机动性和便携性,但带宽较小。
在其之上,通常是相对来说静态的视距区域通信系统,用于提供高宽带网络,将各指挥部连接起来,对于该网络,只有有限的机动用户能够接入。
美国陆军的WIN-T 便是这样一种通信网络,但随着其“增量”2型系统列装部队,美国陆军战术通信网络水平也达到了一个新高度。
美国陆军对WIN-T“增量”2型的后续作战试验与鉴定2是和网络集成与鉴定(NIE)15.1联合开展的,完成的时间是2014年10月至11月初,地点是得克萨斯州的布利斯堡和新墨西哥州的白沙导弹靶场,这一试验活动共持续了19天,覆盖了3 000多平方英里。
试验的结果将为该系统能否进入批量生产决策提供支持。
WIN-T“增量”1最初是在2004年部署的,当时被称为联合网络节点(JNN),作为一种过渡解决方案,该系统旨在为最低到营级提供停止间的高性能通信能力。
2007年该系统被改命为WIN-T “增量”1,当时该系统已明显能够提供WIN-T 所需的部分能力。
2012年,该系统完成了对陆军现役部队、预备役部队和国民警卫队的部署。
通用动力C4系统公司是主承包商。
WIN-T“增量”1有三种传输网络节点,用于提供高速广域网络,实现安全语音、视频和数据交换。
战术网络中心节点(THN)为师指挥部提供支持;联合网络节点为旅级指挥部提供支持;营指挥所节点(BnCPN)为营级指挥部提供支持。
还有一种节点,称为地区网络中心节点(RHN),这是一种固定设施,相当于三套战术网络中心节点,用于为战区级作战提供支持。
“增量”1的一个关键部分是拖车载装的卫星传输终端(STT),该终端与联合网络节点和营指挥所节点共同使用。
Science &Technology Vision 科技视界1美军战略通信系统美军战略通信的主要职责是保障美军最高指挥当局(总统和国防部长)与参联会、各军种部、九大联合司令部、情报机关、核战略部队、各大军事基地和各战区部队之间通信联络的畅通,以确保最高指挥当局对全球美军的指挥和控制。
目前,美国总统通过战略通信系统逐级向第一线作战部队下达命令,最快只需3分钟-6分钟;在紧急情况下,总统可越级向战略核部队下达命令,最快只需1分钟-3分钟时间。
美军的战略通信系统主要由国防通信系统、国防卫星通信系统、最低限度应急通信网等组成。
1.1国防通信系统国防通信系统国防通信局管理,主要采用有线通信、无线电通信、卫星通信和光纤通信等多种手段,线路总长6729万多公里,覆盖五大洲80多个国家和100个地区的3000多个军事指挥所和工作站。
新一代国防通信系统的一个重要组成部分是国防数据网,该网把部署在全球各地美军各军兵种的数据网联成了一体,使得美军各军兵种部队之间可以轻易完成话音、图像、传真和数据通信以及发电子邮件等通信业务。
1.2国防卫星通信系统(DSCSⅢ)该系统由位于赤道上空地球同步轨道上的14颗卫星组成,主要工作在超高频波段(后4颗卫星上增设了特高频通信),每颗卫星的通信总容量或为100兆比/秒或为200兆比/秒,该系统拥有三种带宽,覆盖范围为南北纬75度之间,可为东太平洋、西大西洋、东大西洋、印度洋和西太平洋等五个区域的美国陆、海、空三军提供加密且可靠的全球通信服务。
1.3最低限度应急通信网(MEECN)专供美国总统在核战条件下与陆、海、空三军核部队的通信与指挥。
该系统由空军卫星通信系统、海军陆基甚低频电台广播网、海军“塔卡木”机载甚低频对潜通信系统、海军极低频对潜通信系统和陆军“地波应急网”等若干专用通信系统组成,空军卫星通信系统是空军和国防部指挥空军战略部队传递紧急文件的主要通信手段,该系统没有自己的星体,但在“国防卫星通信系统”(DSCSⅢ)、“军事星系统”(Milstar)和“全球定位系统”(GPS)的星体上设有专用信道转发器,其地面终端为AN/ARC-171(V)特高频卫星通信机,频率范围225-399.995兆赫,目前美国空军的战略轰炸机和加油机都安装了此类卫星通信机。
美军的现代化通信技术:堪称战场WiFi,开创性提升通信效率21世纪初,美国连续主导了两场战争。
虽然美国为首的联军在阿富汗和伊拉克的正面战场都取得了胜利,但战场上频频出现参战国之间误伤的报道。
有人认为这是两国之间沟通不顺畅造成的。
其实想想根本不可能,作为一个军事联盟,沟通和配合问题是一直都在研究解决的。
而不是上了战场才发现的。
如果说美国和英国之间的误伤是配合问题,那么美军内部之间的怎么解释?其实阿富汗和伊拉克战争已经说明,当时的军事通信技术已经到了需要再进一步的程度了。
于是,美军历经十几年,开发出了一套被称为'战场WiFi'的通信系统。
1、沟通的重要性美国的空中力量非常复杂,除了本家空军之外,陆军、海军和海军陆战队都有飞机。
4个军种的飞机型号虽然不一样,但是用途是重叠的,由此可以看出四家的关系。
再加上每年'军费争夺战'是保留的上演节目,因此4个军种之间的恶劣关系让看似顺理成章的多军种配合,变得暗流涌动。
这里的'暗流涌动'并不是互相拆台,而是无法建立一套凌驾于所有军种之上的指挥通讯系统,大家各自为政,如果需要配合还要增加'转接'的步骤。
刚进入21世纪,F22已经到了马上服役的关键节点。
受当时的技术限制,F22之间可以进行通讯,但与其他机种则无法进行正常联系。
为了让F22和空军,甚至陆军、海军、海军陆战队的不同类型作战飞机正常说话,美国开始立项,要求打造一款通过数据链之类的技术手段,可以进行即时的战术数据交换。
二、空中WiFi技术格鲁曼公司成为了中标的研发公司,他们认为空中单位的沟通只能通过空中解决,于是打造了一架类似于预警机作用的通信飞机——E11A。
E11A外型就像一架普通的支线客机,没有预警机那样标志性的'大盘子'。
如果不是发动机上淡颜色的美军标识,则完全看不出这是军方作战单位。
E11A的作用形象一点就是一座商城,各军种、各类型作战单位如同商城里边的店铺。
世界性难题——通信:美军通信现状作为他们正在进行的现代化建设的一部分,美军正不断升级其通信。
美军正在进行一场辩论,研究下一代战斗车辆和旋翼飞机的外观。
然而,当谈到未来战场如何沟通时,美陆军似乎一致同意 :智能手机!自从 1997 年启动联合战术无线电系统【 JTRS 】,美陆军已奋斗了 20 年来满足战场上的通信需求。
在2018年的美陆军协会【AUSA】上,达通世界通信展出了其新的HH-3100幽灵多终端多频段手持战术电台和MT-3100移动底座,标志着该公司进军多频段领域。
HH-3100加入到了幽灵战术电台系列,为整个战区的下车步兵和乘车步兵提供了30-512MHz频段的安全灵活通信网。
该电台具有嵌入式电子对抗措施、AES-256标准通信安全系统、嵌入式GPS以及用于地空通信的调幅调制解调器。
此外,该电台通过了美国国防部军用标准810G认证,可在恶劣环境下工作。
其跳频通信和数字加密波形可使通信和传输更安全。
HH-3100的很人性化,具有便于双手操作的双按钮和便于掌握收发器平衡的中央定位天线。
公司销售副总裁John Biljan表示,H H-3100基于现有客户的多年反馈,达成了技术先进性和易用性的平衡。
“达通正致力于为客户提供能在任何环境下使用,价格划算的新产品,让客户(主要)关注任务,而非技术。
”在加密模式下,HH-3100电台向上兼容达通的所有甚高频【VHF】(30-300MHz) 电台,客户无需扩充内存,即可实现更多功能。
与美国战术无线电供应商不同,波兰陆军战术通信的参展者向MT 表示,该国政府已要求供应商Radmor评估部队未来通信需求和战术电台的可能架构。
他们还表示,波兰军队目前使用的战术电台来自不同供应商。
其中Thales公司的PR4G系列甚高频战术电台用于保障陆军,而特种部队使用的是哈里斯公司提供的无线电收发器。
他们推测,Radmor最终可能会被要求开发一种新的单兵和车载电台,取代传统的PR4G家族列装部队。
美军军事通信卫星技术分析卫星通信在现代军事行动中地位越来越重要 ,它为军事指挥官提供的灵活性、实时性、全球通信覆盖能力以及战术机动性均是其它通信媒介难以实现的。
迄今为止 ,世界各军事大国均已拥有自己的军用卫星通信系统 ,美、俄、英等都发射了几代军事通信卫星 ,形成了综合的、全球的军用卫星通信网。
其中以美国的军用通信卫星最为先进 ,并已在1991 年的海湾战争中、1998 年的“沙漠之狐”行动中和 1999 年科索沃战争的行动中经实战考验 ,效果十分明显。
因此了解美军卫星通信系统对我军卫星通信系统的规划和设计有很大的借鉴意义。
美军现役军事通信卫星系统美国现有多种军用通信卫星系统 ,它们功能各异,用途多变,更新速度快。
主要包括第三代国防卫星通信系统(DSCS3)、舰队卫星通信系统(FL TSA TCOM)、空军卫星通信系统(A FSA TCOM)、地面机动部队卫星通信系统(GMFSCS)和军事星(Milstar),其中“军事星”特别引人注目。
1.国防卫星通信系统(DSCS)是一个提供超高频SHF宽带和抗干扰通信的通信系统。
供各种宽带军事用户使用 ,为美国的陆、海、空三军提供了安全可靠的全球通信服务,其典型的应用包括全球军事指挥和控制、危机管理、情报和早期预警数据的中继、条约监控及监视信息、外交通信等。
国防卫星通信系统可以承载国防部所有卫星通信80%的业务以及45%的战地宽带通信业务。
现已发展到第三代,即DSCS-3。
DSCS-3 具有核加固能力,其上有6个SHF转发器和一个UHF转发器,不仅能与FDMA,而且能与TDMA等多址方式通信网兼容。
DSCS3C 系统是美军建设的最新一代国防卫星通信系统,这种改进的卫星将SHF扩展到EHF频段并在设计时特别注重核加固和抗干扰能力。
2.海军卫星通信系统(FL TSA TCOM):工作于UHF频段,主要供美国海军使用,用于全球战略、战术通信,为舰舰、舰岸和舰空之间提供话音、数据链路。
美军现役通信系统分战略通信系统和战术通信系统两种。
一、战略通信系统美军战略通信的主要职责是保障美军最高指挥当局(总统和国防部长)与参联会、各军种部、九大联合司令部、情报机关、核战略部队、各大军事基地和各战区部队之间通信联络的畅通,以确保最高指挥当局对全球美军的指挥和控制。
目前,美国总统通过战略通信系统逐级向第一线作战部队下达命令,最快只需3分钟–6分钟;在紧急情况下,总统可越级向战略核部队下达命令,最快只需1分钟–3分钟时间。
美军的战略通信系统主要由国防通信系统、国防卫星通信系统、最低限度应急通信网等组成。
1、国防通信系统由国防通信局管理,主要采用有线通信、无线电通信、卫星通信和光纤通信等多种手段,线路总长6729万多公里,覆盖五大洲80多个国家和100个地区的3000多个军事指挥所和工作站。
新一代国防通信系统的一个重要组成部分是国防数据网,该网把部署在全球各地美军各军兵种的数据网联成了一体,使得美军各军兵种部队之间可以轻易完成话音、图像、传真和数据通信以及发电子邮件等通信业务。
2、国防卫星通信系统(DSCSⅢ)是美国战略远程通信的支柱,该系统由位于赤道上空地球同步轨道上的14颗卫星组成,主要工作在超高频波段(后4颗卫星上增设了特高频通信),每颗卫星的通信总容量或为100兆比/秒或为200兆比/秒,该系统拥有三种带宽,覆盖范围为南北纬75度之间,可为东太平洋、西大西洋、东大西洋、印度洋和西太平洋等五个区域的美国陆、海、空三军提供加密且可靠的全球通信服务。
3、最低限度应急通信网(MEECN)则专供美国总统在核战条件下与陆、海、空三军核部队的通信与指挥。
该系统由空军卫星通信系统、海军陆基甚低频电台广播网、海军“塔卡木”机载甚低频对潜通信系统、海军极低频对潜通信系统和陆军“地波应急网” 等若干专用通信系统组成,其中:——空军卫星通信系统是空军和国防部指挥空军战略部队传递紧急文件的主要通信手段,该系统没有自己的星体,但在“国防卫星通信系统”(DSCSⅢ)、“军事星系统”(Milstar)和“全球定位系统”(GPS)的星体上设有专用信道转发器,其地面终端为AN/ARC–171(V)特高频卫星通信机,频率范围225–399.995兆赫,目前美国空军的战略轰炸机和加油机都安装了此类卫星通信机。
浅议美军Ad hoc网络技术的作战运用特点Ad hoc网络是一种自组网的多跳移动网络,也是一种比较特殊的无线移动通信网络,与普通移动网区别在于:一是网内节点不仅具有普通移动节点功能,而且具有报文转发能力。
二是网络节点通过分层的网络协议和分布式算法相协调,实现网络的自行组织和运行。
在近年来得到迅速发展的美军战术互联网中,Ad hoc网络技术因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强、通信距离远等特点,成为其核心技术。
其作战运用特点主要有以下几个方面。
一、伴随部队同步移动,便于网络快速展开Ad hoc网络技术不需要基础设施,移动中可以实施通信和网络快速展开与组织,适应战术移动环境下作战部队对于战术通信网络快速架构的要求,因此美军充分发挥Ad hoc网络的这点优长,在其部队的各分层网络中普遍运用Ad hoc 技术进行组网。
例如美军在战术互联网中使用近期数字电台(NTDR,Near Term Digital Radio)组网时采用的就是Ad hoc网络技术,并且是其中的双频分级结构。
在这种分级结构的网络中,簇成员的功能比较简单,不需要维护复杂的路由信息。
这大大减少了网络中路由控制信息的数量,因此具有很好的可扩充性。
这样就使得整个网络结构简单扁平化,便于部队在高速机动中和随机展开中的使用。
二、配置于作战前沿,保证网络的稳定性由于Ad hoc网络技术的运用使得网络具有很强的抗毁性,美军注重将其运用于一些危险性较大的作战前沿地区来保证网络的稳定性和可靠性。
例如在美军战术互联网中,空中作战平台之间组成的通信网络称之为空中网络,是战时航空通信系统的重要组成部分,是获取战场态势信息和指挥控制信息的重要手段。
但是这些空中目标也是敌人防空和空中力量重点打击的对象,其工作环境应属于作战的前沿,需要网络具有很强的抗毁性能。
通过采用Ad hoc技术,网络节点的独立性增强,当空中网络的某一个节点被击毁后,整个网络不会发生瘫痪,大大增强了网络的抗毁性能。
美军战术互联网体系架构分析与研究摘要:战术互联网(TI)是美军现役战场通信网络,是以无线通信和互联网技术为基础,将战术电台、交换路由设备和信息终端等互联而成的,面向美军数字化战场的一体化战役/战术通信系统。
以美军战术互联网的架构为基础,研究了上层战场地域通信网和下层战术电台互联网的组成,分析了战术互联网中最典型的网络互连设备,并从网络互联的角度阐述了各子系统的功能特性和其在战术互联网中的主要应用。
关键词:战术互联网;移动用户设备;单信道地面与机载通信系统;增强型位置定位报告系统;近代数字电台引言美军战术互联网分为上层的战场地域通信网和下层的战术电台互联网。
上层战场地域通信网属于军师战术通信网络,主要连接旅级以上的作战指挥单元;下层战术电台互联网属于旅和旅以下战术电台互联网,主要用于连接旅和旅以下作战单元[1]。
从美军战术互联网部署来看,典型的军级战役部署覆盖范围约为35 000平方公里,在军和师级主要部署移动用户设备(MSE)和战术分组网(TPN)。
TPN可为军级覆盖范围内的2000个IP数据用户提供有线局域网服务,对于军级覆盖范围内的移动用户,MSE可通过无线接入单元RAU为其提供接入服务[2]。
1 战场地域通信网——军师级战术互联网美军军师级战术互联网由移动用户设备(MSE)构成,MSE是美军便携式战术广域通信系统,部署在军师级,为每个军所包含的5个师所在的37500平方公里范围内的用户提供电路交换话音、传真和分组数据服务。
MSE的用户设备包括电话、传真(FAX)和数据终端(DATA)。
(1)系统组成MSE由节点中心(NC)、大型用户节点(LEN)、小型用户节点(SEN)和无线入口单元(RAU)组成,在师级部署下,4个节点中心(NC)组成MSE的干线节点,传输设备主要为微波接力机。
每个NC节点上可根据作战需求部署一个LEN节点和一个SEN节点,通常作为旅级或营级的作战指挥中心(TOC),NC节点与LEN节点和SEN节点间均通过微波接力机实现互联。
美军通信网络与信息系统发展研究摘要:科技创新能力日益成为衡量一个国家综合国力和军事实力的决定性因素,也对武器装备发展和未来作战模式产生深远影响。
以美国为代表的军事强国高度重视并长期坚持科技创新。
通过制定战略规划、加强顶层管理、加快项目布局,多措并举推进科技创新,加快前沿科技创新成果军事化应用。
关键词:美军通信网络;信息系统;发展前言美国国防部太空发展局(SDA)2019年7月提出建设由“传输层、跟踪层、监管层、战斗管理层、导航层、威慑层、支持层”组成的“国防太空架构”(NDSA),强调基于威胁驱动更多地利用微小卫星星座,更换现有的小型、大型和高价值卫星,以提高天基系统的灵活性和抗破坏能力。
此外,美国还在大力加强与盟国和商业公司的太空合作,意图构建“混合太空架构”,进一步提升太空体系弹性,应对未来可能的太空高端战争。
传输层作为美国下一代七层太空架构,乃至“混合太空架构”的核心和骨干,将以数百颗搭载光学星间链路、Link-16数据链、综合广播服务(IBS)、Ka通信、战斗管理指挥控制与通信(BMC3)模块等载荷的微小型卫星构成的扩散性星座为主,正在大力建设之中,具备重大作战价值。
1作战运用分析太空发展局要求太空网状网络必须能在两种模式下运行:一是正常模式,即网络正常运行而且没有任何中断,网络可以使用标准的路由协议或预先计算好的路由;二是恢复模式,即网络的一部分由于故障或对抗性攻击而降级或无法运行,网络必须能够使用剩余的网络元素检测中断、恢复和自我修复。
支持对先进导弹的智能防御作战美军将高超声速导弹、洲际弹道导弹等先进导弹视为重大威胁,正在“天基红外系统”等高轨导弹预警架构的基础上建设中低轨的导弹跟踪架构——跟踪层,然而跟踪层对先进导弹的跟踪识别后,必须利用传输层提供的Link-16等能力,将威胁信息近实时传输给一体化防空和导弹防御(IAMD)网络,实现智能多层拦截,最大程度提升反导防御作战成功率。
实现对天基情报的智能处理分发美军“国防太空架构”所有建设的天基资产均将搭载BMC3模块,组成战斗管理层,其中传输层星座是信息智能处理和分发的核心。
浅谈21世纪美军战略通信系统二O一一年三月二十一日一、摘要:战略通信系统是整个战略C3I系统的“脉络”。
从目前世界各国的战略通信系统看,以美国的战略通信系统最为完整,技术最为先进,但也存在不少薄弱环节。
主要是生存能力低、互通性较差、保密通信能力和抗干扰能力不足。
美国的战略通信系统分通用通信系统和专用通信系统两部分。
在美同战略C3I系统中专用通信系统主要有空军卫星通信系统、陆基甚低频电台广播网“塔卡木’机我甚低频中继通信系统、极低频对潜通信系统、战略空军司令部的若干专用通信系统等。
二、通用通信系统(一)国防通信系统该系统由“自动电话网”、“自动数字网”、“自动保密电话网”组成,主要用于保障美国总统同国防部长、参谋长联席会议、情报机关、战略部队的通信联络,保障国防部长与各联合司令部和特种司令利的通信联络,此外,还为固定基地、陆、海、空军机动部队提供中枢通信网络。
“自动电话网”为全球性非保密长途电话交换网,用模拟空分矩阵交换、交换机容量从50门到1万门范围内。
有67个交换中心,为50多万用户服务、它采用5级优先制,并有占先业务,最高两级用户与世界任何地区的用接通时间不超过10秒。
目前,美国正研制国防交换网以取代该网。
“自动数字网”为全球性存贮转发保密电报网,有16个自动交换中心,1500多用户。
它使用6级优先制,8种速度(45~4800比特),日转报量为60多万份。
目前,美国正在其基础上发展国防数据网(DDN)。
DDN采用了通信处理机、分组交换技术和分布式结构,具有资源共享,网络协议分层化特点。
在该网中,主机对主机传输速率为56千比特/秒,终端对主机传输速率为9600比特/秒。
全网时延小于1秒,误码率为4.2*10-12。
在海湾战争中,该网曾投入使用。
“自动保密电话网”为全球密话通信网。
供指定的国防部及非国防部用户使用。
它有12个自动交换中心和101个人工交换中心,有1万多用户。
国防通信系统使用视距无线电、对流层散射、高频无线电、卫星和电缆等传输媒介及有关的通信设备,能用话音、数据、传真、电报等通信方式工作。