TTNT数据链系统的发展分析
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TTNT数据链系统发展分析2008年5月13日,首架安装TTNT数据链的F-22A“猛禽”战斗机参加了在内华达州内利斯空军基地举行的2008年美军联合远征部队第三阶段试验演习(JFEX—08—3),表现出了极强的战场态势感知能力和网络中心战能力。
演习表明:F-22不仅具备超强的信息采集能力,而且还能通过机载先进战术瞄准网络数据链系统(TTNT)将海量的战场情报信息和态势图像对其他作战平台进行高速传输和实时共享。
可以说,TTNT是美军下一代战术数据链系统中一颗冉冉升起的新星,是其网络中心战的中枢系统。
本文将从数据链的基本介绍开始,着重剖析TTNT系统,以达到初步掌握其本质的目的。
美军的战术数据链自20世纪50年代开始发展,至今已经形成了一个庞大的作战体系,从Link4,Link11到Link16以及即将装备的Link22和TTNT,每一步发展都会迅速改变现有的作战格局。
近十年来,战术数据链系统更是经历了战争的考验,海湾战争、阿富汗战争、科索沃战争、伊拉克战争,每次战争中的成功应用使数据链系统赢得了“战争中作战能力的倍增器”的美誉。
那什么是战术数据链呢?引用美国国防部对其下的定义:“战术数据链是用于传输机器可读的战术数字信息的标准通信链路”。
战术数据链通过单一网络体系结构和多种通信媒体,将两个或多个指挥和控制或武器系统连接在一起,从而进行战术信息的交换。
战术数据链系统的一般组成结构如下图所示:下面我们将对美军目前的通用数据链Link16进行一个简单介绍。
TADIL J(北约称之为Link16)研制于20世纪70年代,较其前任而言,是一种保密、大容量、抗干扰的数据链路,采用J序列报文格式。
Link16工作在960~1215MHz频段,传输速率为115.2kbps-238kbps,采用TDMA方式组网,具有跳扩频相结合的抗干扰方式,跳频速率为76900次/秒。
以下是Link16机载数据链的组成图示:由于受到机内空间和载荷量的限制,原有的一些组件被整合成三大任务模块。
信息技术与应用China Science & Technology Overview武器数据链及其在潜射对陆攻击导弹中的发展运用分析张雅琦 蔡云祥(中国人民解放军海军潜艇学院,山东青岛 266100)摘 要:数据链可保障导弹精确制导,通过介绍美军典型的3种武器数据链:武器控制数据链、协同交战能力数据链、战术瞄准网络技术,并结合潜艇使用巡航导弹对陆攻击的特点,对我潜射对陆攻击导弹中数据链发展方向进行分析。
关键词:潜射导弹;武器控制数据链;协交战能力数据链;战术瞄准网络技术中图分类号:TN919.2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2022)04-0048-03信息技术与应用China Science & Technology Overview1991年的海湾战争由“路易斯维尔”号核潜艇率先发射对陆导弹开启,2011年的多国联军空袭利比亚战争中,海基平台又发射了上百枚“战斧”巡航导弹对利比亚20多处陆地目标实施突击。
多次实践证明,在战争初期,潜艇可利用自身的隐蔽性,再联合其他作战平台兵力的火力协同,对敌方关键目标进行突袭。
特别是可利用战争初期的敌我双方态势不明朗的特点,潜艇可远程精确打击,既以通过在特定海域进行实弹射击演习、海空联合作战演习等方式,就可以向外界展示潜艇兵力作战准备程度,彰显己方作战决心,也可以锻炼部队,提高部队应对突发战争的能力。
在战争规模较小时,通过小范围的精确目标打击行动,利用潜射对陆攻击巡航导弹“打得准”的优势给对方造成巨大的心理压力,产生心理震慑。
在战争全面爆发时,通过集中优势兵力,利用潜艇对陆攻击巡航导弹全面492022年2月下 第04期 总第376期502022年2月下 第04期 总第376期信息技术与应用China Science & Technology Overview摧毁敌方要害目标,使敌方产生绝望情绪,从而加速迫使敌方投降。
TTNT数据链系统发展分析2008年5月13日,首架安装TTNT数据链的F-22A“猛禽”战斗机参加了在内华达州内利斯空军基地举行的2008年美军联合远征部队第三阶段试验演习(JFEX—08—3),表现出了极强的战场态势感知能力和网络中心战能力。
演习表明:F-22不仅具备超强的信息采集能力,而且还能通过机载先进战术瞄准网络数据链系统(TTNT)将海量的战场情报信息和态势图像对其他作战平台进行高速传输和实时共享。
可以说,TTNT是美军下一代战术数据链系统中一颗冉冉升起的新星,是其网络中心战的中枢系统。
本文将从数据链的基本介绍开始,着重剖析TTNT系统,以达到初步掌握其本质的目的。
美军的战术数据链自20世纪50年代开始发展,至今已经形成了一个庞大的作战体系,从Link4,Link11到Link16以及即将装备的Link22和TTNT,每一步发展都会迅速改变现有的作战格局。
近十年来,战术数据链系统更是经历了战争的考验,海湾战争、阿富汗战争、科索沃战争、伊拉克战争,每次战争中的成功应用使数据链系统赢得了“战争中作战能力的倍增器”的美誉。
那什么是战术数据链呢?引用美国国防部对其下的定义:“战术数据链是用于传输机器可读的战术数字信息的标准通信链路”。
战术数据链通过单一网络体系结构和多种通信媒体,将两个或多个指挥和控制或武器系统连接在一起,从而进行战术信息的交换。
战术数据链系统的一般组成结构如下图所示:下面我们将对美军目前的通用数据链Link16进行一个简单介绍。
TADIL J(北约称之为Link16)研制于20世纪70年代,较其前任而言,是一种保密、大容量、抗干扰的数据链路,采用J序列报文格式。
Link16工作在960~1215MHz频段,传输速率为115.2kbps-238kbps,采用TDMA方式组网,具有跳扩频相结合的抗干扰方式,跳频速率为76900次/秒。
以下是Link16机载数据链的组成图示:由于受到机内空间和载荷量的限制,原有的一些组件被整合成三大任务模块。
ttnt数据链频率范围1. 介绍数据链是一种无线通信技术,用于在不同的设备之间传输数据。
ttnt数据链是一种新兴的数据传输技术,具有广泛的应用潜力。
在本文中,我们将探讨ttnt数据链的频率范围以及其对通信性能的影响。
2. ttnt数据链的基本原理ttnt数据链是一种基于时分多址(TDMA)技术的数据传输系统。
它通过分时将数据进行分组发送,以实现多设备间的高效通信。
ttnt数据链工作在射频(RF)频段,以保证信号在不同环境中的传输质量。
3. ttnt数据链的频率范围ttnt数据链使用的射频频率范围主要取决于具体的应用场景。
一般来说,ttnt数据链的频率范围可以分为以下几个方面:3.1 频率分配ttnt数据链的频率分配是指在特定的通信系统中,将可用的频率范围划分为多个子频带,以实现多设备间的并行通信。
频率分配通常通过频率规划算法来确定,以最大限度地减少同频干扰和频谱利用率。
3.2 频率范围选择ttnt数据链的频率范围选择取决于多个因素,包括需求、环境和法规等。
在选择合适的频率范围时,需要考虑以下几个方面:3.2.1 通信需求不同的应用场景对通信需求的要求有所不同。
例如,高速数据传输可能需要更大的频带宽度,而低功耗设备则可能需要更低的工作频率。
3.2.2 环境条件环境条件对信号传输的质量有重要影响。
例如,在城市环境中,有许多干扰源可能会影响通信性能;而在农村或远程地区,信号传输可能面临更少的干扰。
3.2.3 法规规定不同国家和地区对无线通信设备的频率范围有着不同的法规要求。
在选择频率范围时,需要遵循相关的法规规定,以确保通信设备的合规性。
4. ttnt数据链频率范围的影响ttnt数据链的频率范围对通信性能有直接影响。
以下是几种主要的影响:4.1 传输距离较低的频率通常能够提供更远的传输距离,因为低频信号在传播过程中衰减较慢。
然而,高频信号的传输距离较短,但可以提供更高的数据传输速率。
4.2 干扰频率范围内的其他设备可能会引起干扰,对通信质量造成负面影响。
美军战术数据链的发展现状2008年05月27日星期二 19:24一、美军战术数据链的发展现状战术数据链的建设始于20 世纪50 年代,首先是装备于地面防空系统和海军舰艇,之后才逐步应用到飞机上。
到目前为止,已有多种战术数据链问世,大致可分为三类:态势感知数据链,用于各军兵种多种平台之间交换不同类型的最新信息、满足多样化任务需求,一般工作在低频,波长较长,数据率较低,主要是传输格式化报文信息,包括Link 4A、Link 11、Link 16和Link 22等;情报、监视和侦察(ISR)数据链,用于传输各种图像情报和信号情报信息,一般工作在高频,波长较短,数据率较高,能实现视频和高分辨率图像的高速传输,包括通用数据链(CDL)和战术通用数据链(TCDL)等;专门为完成某一特定作战任务而设计的功能与信息交换形式较为单一的专用数据链,包括JSTARS专用的监视与控制数据链(SCDL)和增强型位置定位和报告系统(EPLRS)等。
(1)态势感知数据链Link 4A数据链Link 4A 数据链是一种自动、高速、由计算机控制的通信系统,采用TADIL C型数据格式,通常把战术支援飞机与飞机控制单元连接起来进行飞机控制和目标信息方面的传输,标准传输速率为600~5000bps。
Link 4A 系统一般由控制站/受控站终端系统和传输系统组成。
典型的终端系统由特高频无线电台、调制解调器、通信保密设备、数据处理器和用户接口设备组成。
其中,控制站终端和受控站终端都采用半双工方式进行工作,但控制站终端必须具有全双工通信能力。
目前,美国海军、空军和海军陆战队都装备了Link 4A 数据链,一般是供舰载飞机使用。
Link 11数据链Link 11数据链是一种自动、高速、计算机对计算机的通信系统,采用TADIL A型数据格式,在具有Link 11功能的各单元,如海上舰艇、飞机和岸上节点之间进行敌情报告等战术数据的交换。
此外,它还可用于协调作战区域内各个平台的作战行动。
美军联合作战概念发展对装备建设的影响美军将联合作战概念作为确保转型成功的关键要素。
联合作战概念已成为美军装备建设的重要牵动力。
本文主要介绍了美军联合作战概念的发展,联合作战概念指导装备建设的主要方法,以及联合作战概念牵引下武器装备建设的方向和重点。
为了应对未来日益不确定安全环境的挑战,实现向信息化军队的转型,美军将联合作战概念作为确保转型成功的关键要素,不断创新发展,使其成为变化最深刻、最活跃的领域。
联合作战概念已成为美军装备建设的重要牵动力,成为军事理论与装备建设之间的桥梁,影响着美军的武器装备建设方向。
一、创新发展的联合作战概念成为美军转型的理论指导美军认为,“概念是思想的表达,联合作战概念是未来作战的可视化表达。
”“通过开发联合作战概念,一体化联合作战的思想得到详细说明,然后通过联合试验和其它评估手段对联合作战概念进行进一步的探索。
”在这种思路的指导下,美军大力加强一体化联合作战概念的开发,不断推动其深入发展。
2003年以来,美军先后制定出由《联合作战顶层概念》为指导,《联合行动概念》、《联合功能概念》和《联合集成概念》相互支撑、相互衔接的系列联合作战概念文件。
它们以2012~2025年为时间参照点,分别从顶层、作战、功能等角度描述了未来一体化作战的环境、原则和能力等。
《联合作战顶层概念》主要描绘美军在2012~2025年之间可能面临的安全环境和军事问题,确定未来联合部队应具备的特征,明确了未来联合部队应如何作战,为开发《联合行动概念》、《联合功能概念》和《联合集成概念》提供框架。
《联合行动概念》用于勾画特定军事行动中美军所面临的挑战、解决挑战的方法、要实现的作战目标及所需的能力,并用于指导《联合功能概念》、《联合集成概念》和各军种作战概念的开发和集成。
《联合功能概念》描述未来联合部队如何完成特定的军事功能,确定实现联合行动概念及支持未来联合部队作战所必需的功能能力和特征,并为开发《联合集成概念》提供框架。
TTNT数据链系统发展分析2008年5月13日,首架安装TTNT数据链的F-22A“猛禽”战斗机参加了在内华达州内利斯空军基地举行的2008年美军联合远征部队第三阶段试验演习(JFEX—08—3),表现出了极强的战场态势感知能力和网络中心战能力。
演习表明:F-22不仅具备超强的信息采集能力,而且还能通过机载先进战术瞄准网络数据链系统(TTNT)将海量的战场情报信息和态势图像对其他作战平台进行高速传输和实时共享。
可以说,TTNT是美军下一代战术数据链系统中一颗冉冉升起的新星,是其网络中心战的中枢系统。
本文将从数据链的基本介绍开始,着重剖析TTNT系统,以达到初步掌握其本质的目的。
美军的战术数据链自20世纪50年代开始发展,至今已经形成了一个庞大的作战体系,从Link4,Link11到Link16以及即将装备的Link22和TTNT,每一步发展都会迅速改变现有的作战格局。
近十年来,战术数据链系统更是经历了战争的考验,海湾战争、阿富汗战争、科索沃战争、伊拉克战争,每次战争中的成功应用使数据链系统赢得了“战争中作战能力的倍增器”的美誉。
那什么是战术数据链呢?引用美国国防部对其下的定义:“战术数据链是用于传输机器可读的战术数字信息的标准通信链路”。
战术数据链通过单一网络体系结构和多种通信媒体,将两个或多个指挥和控制或武器系统连接在一起,从而进行战术信息的交换。
战术数据链系统的一般组成结构如下图所示:下面我们将对美军目前的通用数据链Link16进行一个简单介绍。
TADIL J(北约称之为Link16)研制于20世纪70年代,较其前任而言,是一种保密、大容量、抗干扰的数据链路,采用J序列报文格式。
Link16工作在960~1215MHz频段,传输速率为115.2kbps-238kbps,采用TDMA方式组网,具有跳扩频相结合的抗干扰方式,跳频速率为76900次/秒。
以下是Link16机载数据链的组成图示:由于受到机内空间和载荷量的限制,原有的一些组件被整合成三大任务模块。
任务计算机主要是处理信息数据以及对数据加密;,联合收发系统则集成了数据终端机和RF设备中的射频设备的功能,负责对数据的调制解调以及生成波形;接收/发射天线主要收发无线电信号。
Link16数据链虽然先进,但毕竟是上世纪70年代的产物,那时的雷达和各类光电设备的分辨率还不高,Link16尚能胜任其数据传输的任务。
但随着各种探测技术的发展,现代战斗机(如F-35)上的机载小型有源相控阵雷达(AESA)在合成孔径模式下测绘的数字地图分辨率已经达到了250毫米量级,其光电传感器的探测距离和红外成像分辨率也在成倍提高。
Link16已经无法满足如此巨大的信息传输需求了。
于是美军在2001年便启动了新数据链的研发工作,TTNT应运而生。
TTNT全称是Tactical Targeting Network Technology,直译为战术目标指向网络技术。
TTNT是Rockwell Collins公司为了解决从"传感器到射手"的数据链接问题而提出的一种传输量大、反应时间短的解决方案。
它以互联网络协议(IP)为基础,这种高速、动态的专设网络可使美军能够迅速瞄准移动及时间敏感目标。
2毫秒内TTNT数据链在185.2千米(100海里)距离的数据传送速率能够达到2兆比特/秒,这一技术可使网络中心传感器能够在多种平台间建立信息联系,并对时间敏感目标进行精确定位。
JEFX试验证明TTNT几乎能够使用包括语音、文本对话、视频流以及静止图像在内的各种类型IP应用,并且可以支持200位以上的用户在高速互联网络传输下安全、抗干扰地传送数据。
综上及其他资料,我们总结出TTNT的四大特点:(1)基于IP的网络格局。
这点完全有别于原有的Link16系统的TDMA机制;(2)高速,宽带,低时延。
根据JEFX演习资料,TTNT支持的网络容量高达10Mb/s,信息延迟为1.7毫秒;(3)快速自组网。
TTNT的网络结构简单,可以自动组网,新用户进入更新协议并注册的时间约为3秒。
而Link16组网则需要手工加入,一般需要1-2天时间; (4)支持用户数量多。
TTNT 网络可以支持200个成员,每个成员都有自己的独立IP,相比Link16的20个成员高出了一个数量级。
TTNT如此先进,其工作原理是怎样的呢?下面我们将从天线及频率选择、高速传输、快速组网这几个关键技术方面对其进行剖析。
一.TTNT的频率选择。
如下图所示,TTNT的成型产品是集成于Link16的联合收发系统(JTIDS)之中的,并未在其基础上添加其他射频单元。
另外,TTNT的单节点传输半径至少要达到100海里(185.2千米),由此我们可以推断出TTNT的数据传输频段约为900MHZ至1500MHZ之间。
二.TTNT系统的天线选择如下图所示,一般机载数据链天线多采用全向天线,以保证战机翻滚机动时信号不因机身遮挡,反射造成衰减。
但是采用全向天线收发数据最大的缺陷就是容易被敌方探测到其电子信号特征,从而暴露目标。
科索沃战争中,一架F-117A 隐形战斗机在塞尔维亚上空被南联盟的SAM-3防空导弹击落,就是因为数据通信的电子信号泄的密。
而TTNT号称是一种低可截获的通信系统,必然不会采用全向天线通信。
目前美国研制了一种可以高速切换方向的多波束天线(MBA),再配合特殊的天线对准及跟踪算法,能够在快速机动中保持天线波束对准。
TTNT极有可能就是采用这种天线模块。
三.TTNT的高速率TTNT的定向天线的窄波束不仅能够提高系统的低截获性和抗干扰性,更有利于实现高数据传输率。
另外TTNT是集成到原有的通信组件之中的,数据加密也是采用的原有的加密系统。
要达到高通量高速率,就得在调制上做文章,采用较高阶的调制方式和较高的编码速率。
四.基于IP的快速组网TTNT的网络是已IP协议为基础的,其网络结构简单,可以快速实现组网。
我们主要研究了其入网,出网管理,给出了简单流程。
1)TTNT入网流程1.进入网络范围,接收欢迎信号2.解码接收信号,提取最近节点的位置信息3.向最近节点发送身份验证信息4.验证通过,返回注册IP验证不通过,继续要求提供验证信息5.建立连接,从最近节点获取其他节点信息6.不间断地向附近节点发送自己的位置信息(每秒20次)2)退出TTNT网络任务结束的战机要退出网络有两种方式:1.飞离网络范围,无法收发该网络的信息。
原网络无法更新其位置信息,将其IP收回,断开连接。
2.手工发出断开网络连接请求,停止发送其位置信息,最近节点接收到其断开连接信息,将其IP从连接表中删除,断开连接。
结合以上的分析,我们可以得出如下结论: TTNT是一种比较成功的数据链系统,在此基础上还会发展出TTNT 2,TTNT 3等更加成熟更加先进的技术。
但世上没有攻不破的马奇诺防线,通过分析TTNT的原理,我们可以发现几个突破点:1.虽然其节点间采用定向波束进行通信,号称低截获率,但其广播的网络欢迎信息仍是其无线电信号的泄密点。
虽然其广播信号经过伪装及加密处理,但只要长期监听就一定能发现其特定的内容。
2.从内部着手。
TTNT 这种无中心节点的网络,注册时间很短,其新节点的验证必然不够,只要能通过其他途径得到一台原型机加以分析,用伪装节点进入其网络必然可造成极大的破坏。
未来战争是信息化条件下的高科技比拼,在这一领域,美国一直是遥遥领先的,我国目前与其差距还十分巨大。
但当今世界,新技术的扩散十分迅速。
我方只要能掌握其关键技术,采用不对称的方式对其进行反制必能收到事半功倍的效果。
在过去的1 0年中,先进战斗机日益成为集情报侦察、战场监视于一体的作战平台。
其间,机载传感器的发展尤为迅速,如有源电扫描雷达现在已经能够提供分辨率超过1 米的图像;经过大幅度改进的电子战系统能够使用先进的数字射频技术,对无线电发射机进行识别、定位,而在此之前,这种能力只有专用的大型电子监视飞机才具备;先进目标定位吊舱在其作用距离、分辨率,以及目标定位的地理精度等方面也比早期型号提高了数倍。
但相比较之下,战斗机将这些信息传输给其他用户的能力增长并不十分显著。
由美国发展目前使用较为普遍的LI NK1 数据链,仅能够传送短信息和数字数据,还无法传送图像情报;而以色列拉斐尔公司研制的Li teni ng吊舱尽管能够把获取的图像信息传输给地面的近程空中支援控制站,但它所配备的是专用设备,并非一种通用的网络设备;以色列为其F-1 I 战斗机配备了双向卫星链路,但其通信能力仍然十分有限。
受目前这种局面影响最大的当数目前美国最先进的战斗机—F- 22A“猛禽”和F- “闪电2”战斗机。
要将这些战斗机整合进作战网络,就要面临这样的问题,即所有的传输链路都是可被截获的。
如捷克的“维拉- E”无源监视系统就可以通过判断无线电信号到达不同基站时间的延迟,准确计算出信号源的三维空间坐标,而这又能进而引导其他传感器对该目标所处区域实施不间断的监控。
几年前计划作为bl ock 0全球打击配置的一部分)作为F-22通信系统的计划,转而发展和演示一系列新型数据链和波形,即被称为战术目标网络技术( TTNT)的先进数据链。
它将于近期安装在F-22A战斗机上,参与名为“联合远征部队试验-200 ”(JEFX0 )的演习。
TTNT是一种基于罗克韦尔·柯林斯公司相关系统研发的互联网协议,将被应用于战斗机的无线电系统,据称,其可以在 1 00海里的距离内提供高达2兆位/秒的数据传输率,并使用静态模型管理军事装备ARMS & EQUIPMENTS ▲数据链技术发展的滞后使F-22A战斗机被排斥在现有网络中心环境之外ONMILIT 输出,能够根据数据的优先级分配其传输带宽,降低被截获的概率。
F - 22战斗机也经历着类似的变化。
F - 33 最初的发展设想是与“20 1 0 指挥控制系统”兼容,而现在,F- 22将朝着融入互联网协议( I P) 环境的方向发展。
F- 22战斗机除配备MADL数据链外,还将配备L I N K1 6 数据链。
对于F- 22 来说,LI NK1 6数据链有2个缺陷。
首先,该数据链不是低可截获率数据链,F-22战斗机只有在进入敌方领空之前或离开敌方领空之后,才能使用这种数据链,或者是F-22配备外挂武器执行非“战争首日”行动,不要求隐身能力的一般作战任务时;第二,LI NK1数据链无法传输F-22所获取的各类情报信息。
F-22战斗机还计划配备宽带超视距卫星通信数据链,但这种数据链的研制并不顺利,发展进程不断拖延。
按照最初设想,卫星通信数据链是利用美国国防部UHF后继卫星来实现,但由于卫星支持的用户有限,未来F- 22一旦大量装备,这一技术设想的可行性便成为问题,为此,F- 22的卫星通信数据链将使用“下一代机动用户目标系统”(MUOS)卫星。