美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

IoT 1年前 (2023) admin
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1、美军情报通信网络简介

    美军情报通信网络建设十分完善,按用户主要划分为国内网络和与盟友互联的网络。其中,国内网络主要用于美军用户,与盟友互联的网络,除美军使用外还可与盟友共享情报信息。

1.1 国内用户网络
1.1.1、DNI-U (Director National Intelligence-Unclassified)
该网络属敏感但非保密网络(颜色代码:绿色),该网络由DNI-CIO Intelligence社区企业服务办公室 (ICES)-负责运维,主要用于提供开源信息。在该网络上运行的应用主要有Intelink-U、 Intellipedia-U、EViTAP 等。
1.1.2、NIPRNet(非保密 互联网协议路由器网络)
该网络顾名思义为非保密网络(颜色代码:绿色),由国防部的非机密网络组成,提供对公共互联网的受保护访问。拥有CA卡的美军用户可访问该网络,目前用户数约400万。该网络主要为美国国防部 (DoD)、参谋长联席会议 (JCS)、军事部门 (MILDEPS)、作战司令部 (COCOM) 和高级领导层提供作战支持应用程序。目前,该网络支撑的网络服务主要有算机应用:电子邮件、文件传输和网络服务(如联合可部署情报支持系统 (JDISS)、视频电话会议 (VTC)等。如下图巴克斯代尔空军基地运营中心房间的网络安全人员有连接到 NIPRNet(绿色背景/边框)和 SIPRNet(红色背景/边框)的屏幕。
1.1.3、SIPRNet(保密互联网协议路由器网络)
该网络为秘密级网络(颜色代码:红色),主要采用TACLANE (KG-175A/D) 网络加密机,地址格式:http: //subdomains.domain.smil.mil。使用CA智能卡的用户可访问该网络,目前用户50万人。该网络由 JCS、NSA、DIA 和 DISA负责运维。该网络是美军传递战术和作战信息的骨干网络,支持全球指挥和控制系统(GCCS)、国防信息系统(DMS)、协作规划和众多其他机密作战人员应用程序,以及国防部最大的可互操作的指挥和控制数据网络。该网络支撑的网络服务主要包括:Intelink-S、Intellipedia-S、TREASUREMAP、联合可部署情报支持系统(JDISS)、Defense Knowledge Online、Army Knowledge Online、InfoWorkSpace(IWS)等。此外,还可提供电话服务:VoSIP(Voice over Secure IP)、安全视频电话会议 (VTC)等。
1.1.4、JWICS(全球联合情报通信系统)
    该网络为绝密级网络(颜色代码:黄色),采用 TACLANE (KG-175A/D) 网络加密机, 地址格式:http://subdomains.domain.ic .gov。电子邮件格式:[email protected]。美国情报机构和政府部门的用户可访问该网络,其中情报用户通过 IC PKI 证书,军事用户通过国防部 PKI 证书访问。该网络主要用于美国情报界 (IC) 内协作和共享情报数据。该网络支持的网络服务主要有:ICE-mail,Intelink-TS、Intellipedia-TS、GHOSTMACHINE、ROYALNET、TREASUREMAP、ICREACH、联合可部署情报支持系统(JDISS)。此外还提供国防部情报信息系统(DoDIIS) VoIP电话系统、安全视频电话会议(VTC)等。如下图白宫情况室中的计算机,带有黄色屏幕保护程序,表明它们已连接到JWICS计算机网络。
    上述这些不同的军事和情报网络都运行在国防信息系统网络(DISN)这一全球物理基础设施上运行,该网络由国防信息系统局(DISA)维护,由固定电话、移动电话、无线电和卫星通信链路组成。通常,机密级以上的通信必须采用Suite A 加密模块加密。在大多数网络上,主要使用由 General Dynamics 制造的1 类认证TACLane (KG-175A/D) 在线网络加密器来实现的。

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    大多数美国军事基地都连接到 SIPRNET 骨干网,但对于战场的战术用户,SIPRNet 和 JWICS 网络可以通过卫星通信 (SATCOM) 链接扩展到移动站点,例如TROJAN SPIRIT和 TROJAN SPIRIT LITE,它们包括一种卫星终端,可以安装在托盘上、掩体中、拖车上。
    此外,美国其他政府部门和情报机构也有自己的不同分类级别的计算机网络,例如:
1.1.5、白宫
– TNet(白宫助手完成工作的主要平台;绝密级,连接到 JWICS)
– NICE(NSC 情报协作环境,TNet 的一个子域,由国家安全委员会情报项目司管理,绝密/SCI)
1.1.6、FBI
– LEO(在线执法;非保密,用于执法通信)
– FBINet(联邦调查局网络,机密)
– SCION(敏感隔离信息操作网络,绝密/SCI)
1.1.7、DHS
– HSIN(国土安全)安全信息网络;非保密)
– HSDN(国土安全数据网络,机密)
1.1.8、国务院
– OpenNet(非保密)
– ClassNet(机密,地址格式:http://subdomain.state.sgov.gov )- INRISS(INR情报支持系统;最高机密/SCI)
1.1.9、能源部
– DOENet(DOE 企业网络,非保密)
– ECN/U(紧急通信网络,非保密)
– ECN/C(紧急通信网络,保密)
1.1.10、CIA
– AIN(机构互联网,非保密)
– CWE(通用工作环境;绝密/SCI)
– ADN(机构数据网络,绝密/SCI)
– RDINet(引渡、拘留和审讯网络,用于与 SSCI 工作人员共享机密信息)
1.1.11、NRO
– GWAN(政府广域网,也称为 NRO 管理信息系统(NMIS),绝密)
– CWAN(承包商广域网;绝密)

1.1.12、NGA
– NGANet(国家地理空间情报局网络,绝密/SCI)
    最后,还有Capitol Network(CapNet,以前称为 Intelink-P,P 代表 PolicyNet),它为国会情报用户提供与Intelink-TS和CIASource 的连接,后者是 CIA 用于已完成和未完成情报的主要传播工具报告。

1.2 与盟友互联网络
    除了上述只有经过授权的美国军事和情报人员才能访问的网络外,还有美国为多国联盟建立的计算机网络,因此伙伴国家的官员也可以使用这些网络。
    可以访问此类联盟网络的国家集团通常用与参与国家数量相对应的多个“眼睛”来表示。
1.2.1、NSANet(国家安全局网络)
    该网络为绝密级网络(颜色代码:黄色TACLANE网络加密机,地址格式http: //subdomain.domain.nsa,电子邮件格式:john.doe@nsa。美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰的信号情报用户可以访问该网络,该网络主要用于五眼联盟共享情报。
    NSANet 支持的网络服务主要有:InfoWorkSpace (IWS),维基信息, Tapioca, JournalNSA, SpySpace, Giggleloop, RoundTable, Pidgin, SIDToday,TREASUREMAP,MAILORDER,MARINA,TURBINE,PRESSUREWAVE,INTERQUAKE, CATAPULT,Cellular Information Service (WCIS), GATC Opportunity Volume Analytic等。
    除了 NSANet 作为其通用内联网之外,NSA 还运营着其他几个计算机网络,例如 TAO 部门进行的黑客攻击活动。我们可以在下图中看到其中的一些网络,它显示了数据如何(逆时针)从互联网上受害者计算机中的机器人,通过代号为 WAITAUTO 的网络到达 TAONet,然后从那里通过 TAONet/NSANet非军事区(DMZ) 到 NSANet 上的数据存储库和分析工具。下面这张图表显示了 TAO 僵尸网络黑客操作的数据流。

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1.2.2、PEGASUS   该网络为机密网络,美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰军事用户可以访问该网络,主要用于共享指挥控制信息。该网络由CIA负责运维,提供安全电子邮件、聊天和 VoSIP 通信
1.2.3、STONEGHOST(Quad-Link 或 Q-Lat) 该网络为绝密网络(TOP SECRET//SCI),美国、英国、加拿大、澳大利亚军事情报用户可访问该网络,主要用于共享军事情报信息。提供的网络服务主要有Intelink-C等。
1.2.4、SIGDASYS(信号情报数据系统) 该网络摸密级不详,应该在机密级以上吧。SIGINT Seniors Europe (SSEUR/14-Eyes) 成员及其 SISECT 反恐分析工作组 (AWG)可访问该网络,主要用于共享信号情报。
1.2.5、COSMOS(联盟安全管理和运营系统) 该网络密级不详,美国、澳大利亚、加拿大、英国和新加坡用户可访问该网络。该网络由欧洲司令部 (EUCOM) 和太平洋司令部 (PACOM)负责运维,主要用于伊拉克自由行动 (OIF) 期间,在单一且安全的综合联军网络上向联军伙伴以及联军伙伴之间快速、安全地发布和保护关键指挥与控制 (C2) 信息,以减少战斗中的混乱、不确定性和延迟和危机行动。
1.2.6、CENTER ICE   该网络密级为绝密,阿富汗 SIGINT Coalition (AFSC) 成员可访问该网络,主要用于交换战术情报,以及与情报相关的事件和威胁信息。
1.2.7、CRUSHED ICE  该网络为秘密级,SIGINT Seniors Pacific (SSPAC) 成员可访问,主要用于交换反恐相关的信号情报。
1.2.8、CFBLNet(联合作战实验室网络)  该网络分非保密和秘密网络两类,美国、英国、加拿大、澳大利亚、新西兰和至少九个欧洲国家研发机构能访问该网络,主要用于支持指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察 (C4ISR) 系统的研究、开发和测试。2009年的CFBLNet国家,有3个五眼国家(黄线)、6个欧洲北约国家和北约组织(黑线)、6个北约嘉宾国(虚线)和2个非北约国家。  为了多国联盟成员之间的通信,美国提供了称为联合企业区域信息交换系统(CENTRIXS) 的计算机网络。这些是安全的广域网 (WAN) 架构,它们是根据特定联盟演习或行动的特定需求建立的。CENTRIXS 支持在“与 [国家/联盟指定者] 秘密相关”级别安全共享情报和操作信息,并提供选定的集中服务,如 Active Directory/DNS 根、VoIP 电话、Windows 服务器更新服务 (WSUS) 和反病毒定义。    目前设有 40 多个 CENTRIXS 网络,28 个北约成员国和大约 80 个其他国家参与其中。最著名的 CENTRIXS 网络是:
1.2.9、CENTRIXS -Four Eye(CFE 或 X-Net)该网络密级为绝密(TOP SECRET//ACGU),采用 TACLANE网络加密器,美国、英国、加拿大,、澳大利亚军事用户可访问该网络
1.2.10、CENTRIXS-ISAF (CX-I) 该网络为绝密(TOP SECRET//ISAF),采用TACLANE网络加密器,约50 个盟国使用,主要用于共享关键战场信息,可提供Web 服务、即时消息、通用操作图片(COP) 、IP语音等。
1.2.11、CENTRIXS-M 该网络为秘密级,支持美国海军联盟伙伴的舰艇之间的多国信息交换,以提供执行任务所需的关键、时效性规划和支持数据的访问权限,可供电子邮件、聊天消息、网页等服务。
1.2.12、CENTRIXS-GCTF 秘密级网络,采用TACLANE网络加密器,址格式:http : //subdomains.domain.gctf.cmil.mil,全球反恐部队 (GCTF) 的 80 个部队派遣国用户可使用。
1.2.13、CENTRIXS-CMFC 秘密级网络,中央司令部 (CMFC)联合海上部队可使用该网络。
1.2.14、CENTRIXS-CMFP 秘密级网络,太平洋联合海上力量(CMFP)可使用该网络。
1.2.15、CENTRIXS-J 秘密级网络,美国和日本用户可访问该网络。
1.2.16、CENTRIXS-K -秘密级网络,美国和韩国用户可访问该网络。

    

2. 美军现役通信系统分战略通信系统和战术通信系统两种。

    美军发明了互联网,今天的移动通信网络的前身正是美军的MSE (Mobile Subscriber Equipment,美军移动用户设备系统)。80年代,美军开始寻找新的技术来升级军事通信网络,希望新的军事通信网络能够提供更广范围的覆盖、更好的纠错能力和更高的数据容量,并且能够提供自动路由和交换功能。1985年,美军选择了通用动力(前身为GTE)为主要合作商。通过大量的研究,终于开发出了MSE系统。MSE,即Mobile Subscriber Equipment,就是今天手机终端的前身。

美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

    通信技术很多都是从军用发展到民用的,军事通信通常领先于民用通信。比如,前段时间媒体报道称,美军正在利用移动自组织网增强通信能力。美军的移动自组织网技术正由研究和开发转向生产和部署,并且通过美陆军负责指挥、控制和战术通信的项目执行办公室,利用“联合战术无线电系统”项目开发出一系列具有互操作性的软件定义无线电技术,协助装备较弱的用户实现移动自组织网能力。不管是自组织网络还是软件定义无线电,这些都是未来民用移动通信技术的发展方向。

美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统


2.1 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),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,其地面终端为AN/ARC–171(V)特高频卫星通信机,目前美国空军的战略轰炸机和加油机都安装了此类终端。

    海军陆基甚低频电台广播网在其本土、日、英、澳、巴拿马等地架设了11个500KW以上的大功率甚低频电台,每个电台的天线阵有7–26个铁塔,塔高最高达383米,该网可在危机时刻向地处全球各大洋的美军核潜艇传达紧急命令。

    海军“塔卡木”机载甚低频对潜通信系统是美国海军对潜通信最主要的抗毁手段,目前该系统使用E-6B飞机,其甚低频天线采用一长一短的双拖曳天线(7925米/1220米),最大输出功率可达250KW,能有效地保障最高指挥当局与战略核潜艇部队之间的通信联络。

    海军极低频对潜通信系统,无线电波对海水的穿透能力与其波长有正相关性,30–300Hz的极低频波长(1000–10000km)极长,其对海水的穿透能力可达100 米以上。因此,依靠该系统,美国海军能与潜航在80米以下数千公里之外的战略核潜艇建立通信联络。

    陆军“地波应急网” 在全国建有400座高299米的铁塔,其频率范围为150K–175KHz,该网的抗毁性能很强,即使其中的200个中继节点被摧毁也不会影响该网的整体效能。因此,陆军“地波应急网”能有效地保障美军最高指挥当局在遭受核袭击后仍然可以向战略核部队下达核报复的作战指令。


美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

2.2 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。

    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。国防通信系统线路总长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。

    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。

    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。

    海军陆基甚低频电台广播网在其本土、日、英、澳、巴拿马等地架设了11个500KW以上的大功率甚低频电台,每个电台的天线阵有7–26个铁塔,塔高最高达383米,该网可在危机时刻向地处全球各大洋的美军核潜艇传达紧急命令。海军“塔卡木”机载甚低频对潜通信系统是美国海军对潜通信最主要的抗毁手段,目前该系统使用E-6B飞机,其甚低频天线采用一长一短的双拖曳天线(7925米/1220米),最大输出功率可达250KW,能有效地保障最高指挥当局与战略核潜艇部队之间的通信联络。海军极低频对潜通信系统,无线电波对海水的穿透能力与其波长有正相关性,30–300Hz的极低频波长(1000–10000km)极长,其对海水的穿透能力可达100 米以上。因此,依靠该系统,美国海军能与潜航在80米以下数千公里之外的战略核潜艇建立通信联络。

    陆军“地波应急网” 在全国建有400座高299米的铁塔,其频率范围为150K–175KHz,该网的抗毁性能很强,即使其中的200个中继节点被摧毁也不会影响该网的整体效能。因此,陆军“地波应急网”能有效地保障美军最高指挥当局在遭受核袭击后仍然可以向战略核部队下达核报复的作战指令。

2.3 战术通信系统

    战术通信系统一般是指集团军以下的各级通信系统,其主要作用是为作战部队提供保障战役或战斗顺利进行所必须的通信联络。

    战术通信系统主要由基本通信工具、平台通信系统和野战地域通信网构成.

    基本通信工具主要有无线电台、数据链、通信卫星、电话、传真等基础设施。

    平台通信系统主要指飞机、坦克、水面舰船和潜艇等作战平台以及指挥所的通信设施。

    野战地域通信网是指在一定的作战地域内开设若干个干线节点或通信中心,通过电缆、光缆、微波中继线路、卫星通信线路和机载中继线路以及数据链路等方式互连,形成一个栅格状可移动的公用干线网,而各级指挥所、各种作战平台以及其它移动用户要想传输或获取话音、视频和数据等战场战术信息,都必须通过其入口节点入网才能实现。


    战术通信系统一般是指集团军以下的各级通信系统,其主要作用是为作战部队提供保障战役或战斗顺利进行所必须的通信联络。

    战术通信系统主要分三个层次:

    第一层次即基础层次,它是由无线电台、数据链、通信卫星、电话、传真等基本通信工具构成;

    第二层次即作战平台通信系统,它把电台、数据链、卫星通信系统等基本通信工具集成在飞机、坦克、水面舰船和潜艇等作战平台上以及指挥所里,为作战部队实施“平台中心战”、执行各种战役战术任务提供了有力保障;

    第三层次即野战地域通信网,一种把散布在空、天、地、海的各种基本通信工具、各种作战平台和指挥所等链接在一起而形成的立体网络。该网构成了现行战术通信系统的主体部分,并为未来“网络中心战” 的实施奠定了基础。


2.4 美军现役战术通信系统主要有:

2.4.1、“猎鹰”(Falcon)战术无线电台

    其型号主要有“猎鹰II”和“猎鹰Ⅲ”系列产品,其中:“猎鹰II”AN/PRC-150(C)背负式/车载式高频无线电台,频率覆盖范围1.6–60MHz,传输速度为9.6千字节/秒,可兼备地对地和地对空通信,能为处在偏远地区和被崎岖地形包围的美军提供远程超视距保密的语音和数据等态势感知信息。


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    “猎鹰Ⅲ”AN/PRC-152(C)手持式多频段无线电台,一种具有可编程加密和波形升级能力的软件无线电系统,可为美军提供绝密级的语音和数据通信,其中包括特高频(UHF)地对地视距通信、近距离空中支援和战术卫星通信服务,并且该电台还可与一些传统无线电台兼容。目前其全球使用量已超过13万台。

“猎鹰”III AN/PRC-117G宽带便携式无线电台,这也是一种软件定义可升级的无线电台,具有较强的宽带联网能力,可用于美军网络化数字战场的构建。该电台工作在VHF/UHF频段,可为美军提供保密的移动语音、视频和数据传输服务。


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此外,“猎鹰”系列产品中还有其它多种型号,如“猎鹰Ⅱ”RF-5800M多频带无线电台、RF-5800V超高频无线电台和“猎鹰Ⅲ”RF-7800W大容量视距无线电台、RF-7800V甚高频战网无线电台等等。


2.4.2、单信道地面与机载无线电系统(SINCGARS即“辛嘎斯”电台)


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    单信道地面与机载无线电系统(SINCGARS即“辛嘎斯”电台)其系列主要有:AN/PRC-119E(背负式);AN/VRC-89E、AN/VRC-90E、AN/VRC-91E、AN/VRC-92E、AN/VRC-93E(车载式)和AN/ARC-201E SIP型(机载式)。该系统是一种甚高频/调频系列无线电台,重量仅7公斤,采用了微处理机、扩频、跳频、反电子干扰和模块化结构等先进技术,能够以16 kbps速度发送加密的语音、模拟或数字数据,主要为美军旅、营及其低层次单位作战提供视距通信服务,十分适宜于执行战役战术任务的坦克、步战车、直升机、火炮或者排、班、组等小部队使用,是美军战场指挥员在前沿20公里的范围内指挥部队和空中支援的主要手段,仅陆军使用的数量就超过了25万部。

    该系统是一种甚高频/调频系列无线电台,型号有背负式、车载式和机载式,采用了微处理机、扩频、跳频、反电子干扰和模块化结构等先进技术,能够以16 kbps速度发送加密的语音、模拟或数字数据,主要为美军旅、营及其低层次单位作战提供视距通信服务,十分适宜于执行战役战术任务的坦克、步战车、直升机、火炮或者排、班、组等小部队使用,是美军战场指挥员在前沿20公里的范围内指挥部队和空中支援的主要手段,仅陆军使用的数量就超过了25万部。



2.4.3、联合战术无线电系统(JTRS)


    目前,美军正在逐步对现役通信系统进行数字化项目改造,以适应未来数字化战场的需要,联合战术无线电系统(JTRS)就是其中的一个重要项目。它是美军唯一一种可适用于所有军兵种要求的通用新型系列(数字)战术电台,其作用主要用于逐步取代美军各军兵种现役的20多个系列约125种以上型号的75万部电台。联合战术无线电系统(JTRS)工作频率范围(2MHz–3GHz)极宽,基本覆盖了高频/甚高频/特高频波段,型号有手持式、背负式、车载式、机载式、舰载式和固定式等,其主要特点为多频段多模式多信道、可网络互联,这使得JTRS各种型号的电台在复杂的战场环境下不仅能做到相互之间兼容互通,而且还可通过其跨频段跨时空的横向和纵向网络为分布在广阔战区内不同地域的美国陆、海、空和海军陆战队提供远程超视距且安全可靠的语音、数据、图像和视频通信,因而联合战术无线电系统(JTRS)未来有望成为美军在数字化战场中的主要通信手段。


美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

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2.4.4、军事通用数据链


    美军现役数据链系统主要有通用数据链Link4、Link11、Link16和Link22以及一些专用数据链如用于情报、监视与侦查等数据传输的ISR数据链、弹药数据链和网络数据链等等,其中Link16占据主导地位,该数据链工作在特高频波段,是美军三军通用的具有加密、扩频、跳频抗干扰能力的一种战术数据链,可以为美军提供近实时的数据通信、导航和敌我识别等多种服务,其第一代终端设备JTIDS(联合战术信息分发系统)共有17种型号,最大通信距离达800千米(使用卫星可全球通信);其第二代终端设备MIDS(多功能信息分发系统)不仅具备了更强的抗干扰数字化语音与数据保密通信功能,而且还可以通过自动中继技术实现超视距通信。

    Link16广泛配备给美军的舰艇(如海军的航母、巡洋舰、驱逐舰和两栖攻击舰等)、预警机(如空军的E-3A“哨兵”预警机、海军的E-2C“鹰眼”预警机等)、战斗机(如空军的F-15、F-16,海军的F/A-18A和F-14舰载战斗机等)、轰炸机(B-1、B-2和B-52战略轰炸机)、侦察机和指挥控制飞机(如空军的RC-135战略电子侦察机、E-8联合监视与目标攻击雷达系统飞机、EC-130机载战场指挥控制中心,海军的P-3侦察巡逻机等等)以及陆军的地面指挥控制中心、“爱国者”导弹防御系统等等。

    Link-16数据链在美军战术体系中的作用十分重要,它可以把卫星、侦察机和预警机等各种探测系统获得的战术信息汇集起来,分发到战区内的美军各军兵种部队,使各级指挥员都能够同步近实时地感知战场态势,为美军在大规模三军协同联合作战中快速实施指挥决策、战术机动和战术控制等创造了必要条件。


2.4.5、战术卫星通信系统


    目前,美军的卫星系统建设正处在更新换代阶段,即美军正在以“宽带全球卫星通信系统(WGS)”取代“国防卫星通信系统(DSCSⅢ)”,以“移动用户目标系统(MUOS)”接替“特高频后继星系统(UFO)”,以“先进极高频系统(AEHF)”替换“军事星系统(Milstr)”等,这些新一代卫星通信系统的带宽、数据传输速率和信道数量将呈指数级增长,而保密性、抗干扰性、低截获率和波束覆盖范围等其它性能指标也将得到全面提升,如一颗“宽带全球卫星通信”卫星的信息传输能力是一颗“国防卫星通信系统”卫星的10倍;一颗“先进极高频”卫星的容量是一颗“军事星”卫星的12倍;一颗“移动用户目标系统”卫星比一颗“特高频后继星”卫星的信息传输能力提高10倍,容量提高15倍等。

    在现代战场上,美军的高速机动性往往突破了其地面战术通信网的保障范围,此时卫星就成了美军最重要的通信手段,因为卫星覆盖面广,三颗地球同步卫星就可以覆盖全球,几乎不存在通信盲点。美军的战术通信卫星体系十分庞大,种类繁多,其中有:

    国防卫星通信系统(DSCSⅢ)是一个由14颗卫星组成、以超高频(SHF)通信为主的宽带系统,该系统不仅可以为国家最高指挥当局担负战略通信任务,而且还可以为美国陆、海、空三军战术部队包括陆基固定和移动用户以及一些大型军舰和飞机提供大容量、高传输速率、保密和抗干扰的宽带通信服务。

    特高频后继星卫星通信系统(UFO)是一种工作频段为特高频和极高频的窄带系统,由11颗卫星组成,运行在地球同步静止轨道上,每颗卫星可提供39个信道,该系统是美国海军最重要的战术通信系统,,主要为舰舰、舰岸和舰与飞机之间提供话音、数据链路。此外,该系统还可为美国空军、陆航飞机和无人机等提供通信服务。

    军事星系统(Milstar)目前在轨5颗,这是一种波束覆盖全球的极高频对地静止卫星通信系统,能够为美军联合部队提供一个受保护的全球通信网路,其最大特点是地面终端发送和接收的信息(语音、资料、图像或视频等)可直接通过其它卫星中继,而不必经过地面站的中转,因此,在地面站被摧毁的情况下,仍可保持系统的有效性。该系统支持的车载式接收机能够完全适应陆军师团级的作战要求;便携式接收机可适用于班组等小股部队;而机载和舰载接收机则可保障空军和海军的战役战术通信需求。

    全球广播系统(GBS)是由搭载在“特高频后继星”上的容量极大的Ka波段组成的一种单向高速宽波束广播通信系统,世界各战区的美军战术用户随时都可通过该系统的便携式终端得到各类大量信息。

    目前,美军的卫星系统建设正处在更新换代阶段,即美军正在以“宽带全球卫星通信系统(WGS)”取代“国防卫星通信系统(DSCSⅢ)”,以“移动用户目标系统(MUOS)”接替“特高频后继星系统(UFO)”,以“先进极高频系统(AEHF)”替换“军事星系统(Milstr)”等,这些新一代卫星通信系统的带宽、数据传输速率和信道数量将呈指数级增长,而保密性、抗干扰性、低截获率和波束覆盖范围等其它性能指标也将得到全面提升,如一颗“宽带全球卫星通信”卫星的信息传输能力是一颗“国防卫星通信系统”卫星的10倍;一颗“先进极高频”卫星的容量是一颗“军事星”卫星的12倍;一颗“移动用户目标系统”卫星比一颗“特高频后继星”卫星的信息传输能力提高10倍,容量提高15倍等。


2.4.6、机载通信系统

    美军机载通信系统通常包括无线电通信电台、卫星通信终端设备以及Link16数据链(即联合战术信息分发系统“JTIDS”)等。其中:

    ARC–210型甚高频/特高频电台,其频率范围为30–512兆赫,主要用于调幅(AM)/调频(FM)视距通信,可为用户提供高性能抗干扰保密的双向多模式语音和数据通信以及图象传输等通信业务,其ARC–210(V)卫星通信接收机还可为用户提供(超视距)卫星通信服务。目前已有30,000多套安装在B–52、F/A–18E/F等海陆空10多种战机上,包括直升机和无人机,是美军一种标准的机载无线电台。

    ARC-231型甚高频/特高频电台,一种软件可编程无线电系统,目前已有5000多部装备在美陆航飞机和部分空军飞机上。该电台可为美军提供多波段、多模式优质语音和数据视距通信以及(超视距)卫星通信服务。

    战斗轨道II(Combat Track II)机载卫星通信系统,该系统目前已有500多套

安装在美空军运输机和轰炸机上,如C-130、C-17、B-52和B-1飞机等,主要为机组人员提供指挥和控制信息以及飞机与空中作战中心之间的超视距保密通信。

    美军现役机载无线电通信电台和卫星终端还有SRT-470(高频)、ARC-310(高频)、ARC-190(高频)、ARC-171(超高频)、ARC-164(甚高频)、ARC-222、SINCGARS“辛嘎斯”和KY-58保密话音通信系统以及ARC-171(V)特高频卫星通信机、ASC-19卫星终端等。

    而Link16数据链则可安装在美军大部分战机上,其功能除了视距通信外,还可通过卫星中继实现全球通信。未来,ARC-210型等电台和联合战术信息分发系统“JTIDS”将被“联合战术无线电系统”(JTRS)和“多功能信息分发系统”(MIDS)取代,这两种系统将成为美军主流机载通信设备以适应美军从“平台中心战”向“网络中心战”的转型。


2.4.7、舰载通信系统

    美军舰载通信系统主要有数据链、卫星通信系统和无线电台等。其中:

(1)、舰载数据链

    美国海军战术数据链实质上是一种舰载自动化通信系统,其主要型号有4A号链、11号链、14号链和16号链等等,主要用于解决舰船与舰载机之间、舰与舰之间、舰与岸之间以及机与机之间的通信问题,包括数据、数字语音、图形、图像、文本等各种格式信息的传输。

    4A号链工作在特高频(UHF)频段,标准传输速率为600–5000bps,主要用于在水面舰艇与舰载机之间建立信息共享的链接关系,以实现航母或E-2预警机对舰载作战飞机的指挥、控制和引导。

    11号链工作频段为高频(HF)和特高频(UHF),主要用来链接海上舰艇、空中舰载机和陆基节点,使参战的美海军各战术部队彼此之间能够交换战术数据。该数据链主要使用高频,因而可进行超视距通信,其标准传输速率为1200bps;使用特高频时,标准传输速率为2400bps,可在视距范围内实现各种作战平台的互连。

    16号链工作频段为特高频(UHF),它把数据链的应用范围从海军单一军种扩展为陆海空三军通用,而且可与4A号链或11号链互操作。该数据链可以用来链接海军的舰艇、舰载机和空军的预警机、战斗机、轰炸机以及陆军的防御系统等,现已成为美军用于指挥、控制和情报的主要战术数据链。

(2)、舰载卫星通信系统

    美军舰队超视距通信主要依靠卫星通信系统,如“特高频后继星卫星通信系统”(UFO)、超高频“国防卫星通信系统”(DSCSⅢ)和极高频“军事星”(Milstar)卫星通信系统等,这些系统通常安装在美国海军11艘“尼米兹”级航空母舰、22艘“提康德罗加”级导弹巡洋舰、60艘“阿利·伯克”级导弹驱逐舰、30艘“佩里”级导弹护卫舰、8艘“黄蜂”级两栖攻击舰等大中小型舰船上,可充分保障美军舰队对数据、语音、图像、文本等大量战术信息的实时需求。

    其中:“特高频后继星卫星通信系统”(UFO)是一种窄带系统,因此可重点支持需要语音或低数据速率通信的用户包括移动用户和小型终端用户,非常适合海军舰艇使用。目前美军特高频频段用户终端约有7500套,其中大部分是海军用户,其舰载终端主要有AN/SRR-1(特高频UHF)和AN/WSC-3(特高频UHF),可为美国海军大中小型舰艇提供可靠的窄带通信能力。

    超高频“国防卫星通信系统”(DSCSⅢ)是一种宽带系统,最大特点是容量大、数据传输速率高和抗干扰能力较强。该系统用户里包括了美国海军的大型舰艇和岸基固定或移动终端站,其舰载标准终端为AN/WSC-6(超高频SHF),通常安装在航空母舰和带拖曳阵监视系统的舰艇上等。通过“国防卫星通信系统”,美国海军已经在太平洋、大西洋和印度洋上建立起了一套能在若干个舰艇和各种岸基终端站之间进行可靠链接的通信系统。

    极高频“军事星”卫星通信系统(Milstar),其主要特点是采用了星际间链路,通信范围因此而覆盖了世界各大洋且整体抗毁性强,能在核战条件下,为美国海军舰队尤其是战略核潜艇部队提供可靠的通信保障;其次该系统抗天线尺寸小,可采用自适应天线调零技术,大大地提高了其抗干扰能力。而且,该天线是一种高增益万向锐方向性射束天线,能发射轮廓分明的点波束,因此,该系统可以用来保障美军海上特遣部队在特殊地域作战的通信。

    “军事星”是美军一种三军通用的卫星通信系统,其海军用户终端为AN/USC-38(极高频EHF),现在已有数百套安装在美国海军各型水面舰艇、潜艇和岸基终端站上。此外,“军事星”还保留了4条特高频信道,可以和美国海军现有的特高频用户兼容,此举大大地拓展了“军事星”在海军的应用范围。

    目前,美军下一代“先进极高频”(AEHF)卫星的海军多波段终端(NMT)已经研发成功,它可以将美军现役卫星系统、即将服役的卫星星座以及未来通信卫星系统链接起来,使得美军的舰船可以使用同一种天线就能与不同的卫星之间进行通信,确保了信息的无缝链接、全球覆盖,大大地提升了美国海军在世界各大洋展开战略和战术行动的能力。

(3)、舰载无线电台(HF/VHF/UHF)

    当通信卫星受到严重干扰时,舰载高频无线电台(HF 2–30MHz)就可接替卫星成为美军舰队超视距通信最重要的手段,为此,美军近几年来加大了对高频通信技术的开发,提出了高频改进规划、建立高频无线电多媒体通信系统等。目前,美国海军大部分水面舰艇上都安装了哈里斯公司提供的舰载高频宽带无线电通信系统,可满足海军多种平台对远程通信的需求。

    此外,甚高频/特高频无线电台(VHF/UHF 30MHz–3GHz)在支持美国海军舰对舰、舰对岸和舰对空视距通信方面也可起到重要作用,其中30–80MHz电台可用于两栖作战的舰对岸通信,225–400MHz电台则主要用于战术视距通信等等。

2.4.8、潜艇通信系统


    美国海军对潜艇的通信主要依赖其陆基、机载、卫星和舰(潜)对潜通信系统,其中:

    (1)、陆基对潜通信系统,主要有海军陆基甚低频电台广播网和海军陆基极低频对潜通信系统,它们发射的无线电波长分别为甚长波和极长波,对海水的穿透能力分别可达数十米和上百米,作用距离可达几千公里到上万公里。通过在核潜艇上安装甚低频和极低频接收机——如“海狼”级攻击型核潜艇就安装了WRR-7低频、甚低频接收机以及极低频通信设备,它们都能在深海接受外界发射的甚低频和极低频信号,从而完成岸对潜通信。

    (2)、机载对潜通信系统,即“塔卡木”机载甚低频对潜通信系统,这是一种把甚低频对潜通信系统搬到E-6B飞机上,从空中实现对潜艇单向通信的系统。这种系统在地面对潜通信设备被摧毁的情况下,仍可支持美国海军对潜艇部队的指挥。

    (3)、卫星对潜通信系统,即在核潜艇上安装卫星通信终端,其天线安装在潜艇的潜望镜上,当需要通信的时候,潜艇可上浮到潜望镜深度并升起天线至水面,与通信卫星进行话音和数据等信息的双向传输,如“俄亥俄”级战略核潜艇、“洛杉矶”级和“海狼”级攻击型核潜艇就装备了AN/WSC-3卫星终端,可与“特高频后继星卫星通信系统”进行通信;“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇则安装了新型潜艇高数据率(Sub HDR)多波段卫星通信(SATCOM)系统,可同时工作在超高频和极高频波段,能与“国防卫星通信”、“军事星”和“全球广播系统”卫星链接,进行保密的宽带多媒体、话音和数据的双向通信等。

    (4)、舰对潜、岸-潜双向通信系统,一般情况下,为了隐蔽,潜艇只收不发,属于一种单向通信,但必要时,使用舰载、岸基和潜艇的HF/VHF/UHF即高频、甚高频和特高频电台即可实现舰对潜和岸对潜的远程或视距双向通信。

    此外,在对潜通信系统中,美军还可利用通信浮标进行潜对岸、潜对舰、潜对飞机和潜对潜甚至潜对卫星的双向通信,如“洛杉矶”级攻击型核潜艇就安装了AN/BRT–1/2、AN/CRC–1、AN/BRT–6等多种无线电通信浮标;而“俄亥俄”级战略核潜艇配备的AN/BQS-5拖曳浮标和AS-2629A/BRR浮力电缆天线系统可接收中频、高频和极低频信号。因此,潜艇可在不必因上浮而暴露位置的情况下,就能通过各种不同类型的通信浮标向舰、岸、飞机、潜艇甚至卫星发射和接受信息。


2.4.9、三军联合战术通信(TRI-TAC)系统


美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统


    主要供军以上单位使用,用于美陆军、海军、空军、海军陆战队之间以及盟国部队之间协同通信。该系统主要由交换设备、传输设备、用户终端和接口设备以及控制设备等组成,其中的交换设备AN/TTC–39 移动式数字信息交换机,能与国防通信系统等美军战略通信系统互通,使战区内美军可同时与战区内外进行通信联络;传输设备主要有AN/TRC–170 数字式对流层散射设备,最大传输距离为240公里;而其用户终端中的传真设备 AN/UXC–7 型轻便数字传真机,可与北约设备通信。


2.4.10、移动用户设备(MSE)

     一种移动、全数字、保密、自动交换的军、师级战术通信网。在军一级,该系统直接与三军联合战术通信(TRI-TAC)系统互连,其覆盖范围为150×250平方公里的军作战区域,可为8100个用户(其中有线用户6200个,移动用户1900个)提供通信服务。移动用户设备(MSE)系统由干线节点(42个节点中心)、入口节点(9个大型有线用户入口节点、224个小型有线用户入口节点和92个无线电入口单元车)和终端(电台、电话机、电传打字机、传真机、数据终端和打印机)等要素组成,每个节点中心由交换机车、无线电接力机车、无线电入口单元车等数台车辆组成,节点之间用无线电接力机互连形成栅格状网络;军、师级指挥所通过9个大型入口节点入网,旅、营级指挥所通过224个小型入口节点入网,而移动用户(电台)则通过92个无线电入口单元车(被称为中心台)入网,而且,移动用户(电台)之间也可不必经过中心台而直接进行通信。

2.4.11、战术互联网

    简而言之,战术互联网是按互联网协议互联的一组战术(数字)无线电台、路由器、计算机硬件和软件的集合。美国陆军旅及旅以下战术互联网主要由三部分组成,即

A、改进型“辛嘎斯”电台(SINCGARS- SIP),这是一种具有声音加密和数据传输特性的甚高频(30~88兆赫兹)无线电台,可通过外部配装的互联网控制器来接入(无线)战术互联网,通常配备到班一级;

B、增强型定位报告系统(EPLRS),一种特高频(420–450兆赫兹)宽带数据无线电台,通常配备到连一级,可为部队提供自动实时数据转发和数据(如目标的识别、位置等信息)通信;

C、21世纪部队旅和旅以下作战指挥系统(FBCB2)由一组计算机硬件、系统与应用软件以及安装工具组成,其计算机彩色屏幕能将敌我双方坦克、步战车以及部队位置等实时战场态势以图像形式显示出来。

    战术互联网的基本工作方式:班一级搜集到的战术信息被“辛嘎斯”电台发往连级的EPLRS电台,然后被自动转发到FBCB2系统,通过FBCB2系统综合分析处理后获得当前战场态势图再分发给各级使用FBCB2终端、EPLRS电台/“辛嘎斯”电台的部队,而且,FBCB2系统还可利用卫星或其它手段获得输入信息或向各部队分发处理后的信息,使参战人员能够随时得到更新了的战场态势图。此外,战术互联网也可通过移动用户设备(MSE)与军/师级战术通信网相连。未来新一代美军战术互联网将使用联合战术无线电系统(JTRS)担负网内各层信息连通的任务。


2.4.12、战术级作战人员信息网(WIN-T)

    目前正逐步用于替换美军现役的“三军联合战术通信系统(TRI-TAC)”和“移动用户设备(MSE)”,WIN-T是未来美国陆军一种移动、高速、大容量的宽频主干网通信网络,可支持陆军全频谱作战,其地域覆盖范围上至战区级单位下至连级单位。该网络也是以节点(包括机载通信节点)为中心的系统,主要节点有广域网络节点(WN)和用户节点(SN),其中广域网络节点之间的连接是依靠地面宽带无线电中继系统或卫星通信或对流层散射通信或无人机通信或光纤电缆等方式实现的,这些相互连接的广域网节点就形成了WIN-T网络的主干;而用户节点则为战术用户接入该网络提供了入口。未来战术级作战人员信息网(WIN-T)将广泛使用联合战术无线电系统(JTRS)和机载通信节点(ACN),以解决互通、带宽、速度、入口等问题,最终实现美军各军兵种部队对战场实时态势的全面感知。

2.4.13、全球信息栅格(GIG)

     所谓“全球信息栅格”(Global Inforration Grid),就是由可以链接到全球任意两点或多点的信息传输能力、实现相关软件和对信息进行传输处理的操作使用人员组成栅格化的信息综合体。从体系结构上看,GIG一改大多数C4ISR系统纵向一条线或组网一个面的链接模式,按照联合作战体系结构、一体化系统要求,构建起栅格化的信息网系。在GIG框架下,美军分布在全球的计算机、传感器网和作战平台网将组成一个大系统,实现全球范围内时域和空域的一致以及各分系统的协同,可保证未来战场上“在任意时间、任意地点将任意形式的信息传递给任意人”。按照美军的“时间表”,他们将于2020年建成全球性的信息栅格系统。   

     美军传统的地基、海基、空基和天基信息系统大部分都是一些专用系统,彼此之间难以兼容互通,显然,美军这种信息不能及时共享的状况大大地制约了三军联合作战效能的提升。因此,美军提出了“全球信息栅格(GIG)”计划,试图通过整合现有各种信息资源,建立起一个供美国陆、海、空三军通用的全球通信网络,并以此为中介,把美军散布在全球范围内的传感器网、计算机网和武器平台网联为一体,最终形成一个全时、全维、全频谱和全球性的用于信息化作战的立体互联网,为美军实现互联、互通、互操作奠定基础。


    全球信息栅格(GIG)可以使高度分散的美军作战单元在多维空间同时进行协同作战,其主要构成有传感器栅格、通信网络栅格、计算机网络栅格和武器平台栅格等,几乎涉及到了美军所有的作战资源,其中:

    传感器栅格由互联的地基、海基、空基和天基侦察设备组成,主要有侦察卫星、侦察飞机、预警机、无人机、雷达、声纳等等,利用传感器栅格,美军可以实时掌握战场信息,及时地发现各个方向、各个区域的各种威胁,为美军把握最佳战机创造了先决条件。我们可用一句话来概括传感器栅格的作用:发现信息以实现战场单向透明。

    通信网络栅格由互联的各种通信卫星、通信飞机、数据传输链路、微波中继站、地面光缆、无线电台、作战地域网等通信基础设施组成,利用通信网络栅格,美军可以做到“在恰当的时间、恰当的地点,将恰当的信息以恰当的形式交给恰当的接收者”,从而确保美军的绝对信息优势。简言之,通信网络栅

格的作用就是传输信息以实现全球信息的无缝链接和信息共享。

    计算机网络栅格由各种计算机、存储器、网格软件平台、数据库、地理信息系统等计算信息设施组成。海量的信息往往使参战人员无所适从,难以决策,计算机网络栅格的作用就是对搜集到的信息进行筛选、分析、处理,区分轻、重、缓、急,并综合成实时或近实时的战场态势图。利用计算机网络栅格,美军还可计算出最佳路线,选择最恰当的作战目标,采取最有效的作战方法和手段,动用最合适的力量,最大限度地打击敌人、减少己方损失。因此,计算机网络栅格的作用,用一句话概括,即处理信息以获取决策优势。

    武器平台栅格由各种信息化的武器平台如飞机、坦克、导弹、火炮、军舰等组成,其主要作用就是运用信息,即武器平台根据输入的信息对敌目标实施(超视距)精确打击。

    全球信息栅格(GIG)建设的重点是通信基础设施的建设,其中包括基于光纤技术的地面段建设,如GIG带宽扩展(GIG–BE)计划;基于可编程、模块化的联合战术无线电系统(JTRS)的无线电段建设;以及基于(激光技术的)宽带通信卫星的空基段建设。

    目前,全球信息栅格(GIG)已经初步实现了与美国导弹防御系统的对接,这使得美国导弹防御系统不仅大大地强化了自身一体化的建设,而且还通过与美军其它武器系统或信息系统的互联互通而大幅地提升了其整体作战效能。


2.4.14、联合战术无线电系统(JTRS)

    联合战术无线电系统(JTRS)是美军唯一一种可适用于所有军兵种要求的通用新型系列(数字)战术电台,其工作频率范围(2MHz-3GHz)极宽,基本覆盖了高频/甚高频/特高频波段,型号有手持式、背负式、车载式、机载式、舰载式和固定式等,其体系结构以软件可编程和模块化为基础,既能兼容传统波形(电台),又可支持功能不断的升级,其主要特点为多频段多模式多信道、可网络互联,这使得JTRS各种型号的电台在复杂的战场环境下不仅能做到相互之间兼容互通,而且还可通过其跨频段跨时空的横向和纵向网络为分布在广阔战区内不同地域的美国陆、海、空和海军陆战队提供远程超视距且安全可靠的语音、数据、图像和视频通信,因而联合战术无线电系统(JTRS)未来有望成为美军在数字化战场中的主要通信手段。




2.4.15、美军航母平台信息系统


    美军航空母舰是全球机动能力最强,舰载能力最突出的海上作战平台。美军航母信息系统实现了空舰一体化和密切协调的攻防体系,具备了深层次特点的空间作战系统。美军航母的C3I系统及其配套的技术装备对航母的生存能力和能否正常发挥其战斗能力有着十分关键的作用。美军航母群具有很强的协同作战能力,航母上安装了海军模块化自动通信系统(NAUMACS),它能够直接通过卫星与全球的海洋舰艇进行通信。

    美军的全球战略是美军加速发展信息化建设的动力,而美国社会的发达经济为美军实施全球通信战略提供了物质保障,在当今世界军事变革的潮流中,如何抵御强国不断扩张的军事实力是我们必须面临的问题。只有不断增强自身的军事通信实力,创新科技发展,才能确保国家国防安全。



美军短波通信情况及典型装备

短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR,现在的ITU-R),的划分是指波长在l00m~l0m,频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信,又称高频(HF)通信。实际上,为了充分利用短波近距离通信的优点,短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。
短波通信可以利用地波传播,但主要是利用天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增,在同样的地面条件下,频率越高,衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信,其工作频率一般选在5MHz以下。地波传播受天气影响小,比较稳定,信道参数基本不随时间变化,故地波传播信道可视为恒参信道。天波是无线电波经电离层反射回地面的部分,倾斜投射的电磁波经电离层反射后,可以传到几千千米外的地面。天波的传播损耗比地波小得多,经地面与电离层之间多次反射(多跳传播)之后,可以达到极远的地方,因此,利用天波可以进行环球通信。天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定,其信道参数随时间而急剧变化,因此称为变参信道。天波不仅可以用于远距离通信,而且还可以用于近距离通信。在地形复杂,短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区,利用高仰角投射的天波可以实现通信。
与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比,短波通信也有着许多显著的优点:
1)短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,因而建设和维护费用低,建设周期短;
2)设备简单,可以根据使用要求固定设置,进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信;
3)电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性;
4)对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小,容易隐蔽,便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听,破坏后容易恢复。
这些是短波通信被长期保留,至今仍然被广泛使用的主要原因。短波通信也存在着一些明显的缺点:
1)可供使用的频段窄,通信容量小。按照国际规定,每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度,而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰,全球只能容纳7700多个可通信道,通信空间十分拥挤。并且3kHz通信频带宽度,在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。
2)短波的天波信道是变参信道,信号传输稳定性差。短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的,电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰,都随昼夜、频率、地点而不断变化着。一方面电离层的变化使信号产生衰落,衰落的幅度和频次不断变化。另一方面天波信道存在着严重的多径效应,造成频率选择性衰落和多径延时。选择性衰落使信号失真,多径延时使接收信号在时间上扩散,成为短波链路数据传输的主要限制。
3)大气和工业无线电噪声干扰严重。随着工业电器化的发展,短波频段工业电器辐射的无线电噪声干扰平均强度很高,加上大气无线电噪声和无线电台间干扰,在过去,几瓦、十几瓦发射功率就能实现的远距离短波无线电通信,而在今天,10倍、几十倍于这样的功率也不一定能够保证可靠的通信。大气和工业无线电噪声主要集中在无线电频谱的低端,随着频率的升高,强度逐渐降低。虽然,在短波频段这类噪声干扰比中长波段低,但强度仍很高,影响着短波通信的可靠性,尤其是脉冲型突发噪声,经常会使数据传输出现突发错误,严重影响通信质量。
这些问题的存在,不仅限制了短波通信的发展,而且也不能很好地适应人们日益增长的对数据通信,特别是对高速数据通信业务的需求。当20世纪60年代卫星通信兴起时,由于卫星通信与短波通信相比具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、通信容量大等优点,短波通信受到严重挑战。许多原属短波通信的一些重要业务,被卫星通信所取代;对短波通信的投入急剧减少,短波通信的地位大为降低。至70年代后期,有人甚至怀疑短波通信存在的价值。
然而,实践证明卫星通信的初建费用高,灵活性有限。曾被设想为可能取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需要。事实上也不是所有用户都需要宽带线路。此外,在战争时期,卫星通信容易遭受敌方攻击,信道不易抵御敌方的电磁干扰。与此相比,短波通信不仅成本低廉,容易实现,更重要的是具有天然的不易被“摧毁”的“中继系统”–电离层。卫星中继系统可能发生故障或被摧毁,而电离层这个中继系统,除非高空原子弹爆炸才可能使它中断,何况高空原子弹爆炸也仅仅是有限的电离层区域内短时间影响电离密度。1980年2月,美国国防部核武器局(Defense Nuclear Agency)在一份报告中提出:“一个国家,在遭受原子袭击后,恢复通信联络最有希望的解决办法是采用价格不高,能够自动寻找信道的高频通信系统”。事实上,从20世纪70年代末,80年代初开始,短波通信又重新受到重视。许多国家加速了对短波通信技术的研究与开发,陆续推出了一些性能优良的新型设备和系统。美军在1979年修改的综合战术通信计划中,又突出了短波通信的地位,把它列为第一线指挥控制通信手段之一;80年代初开始,美军实施了遍及三军的一系列短波通信改进计划;在海湾战争中,美、法等国军队大量运用短波通信,取得了突出的效果。近年来,其他一些国家的军队,也把短波通信列为重要的通信手段之一。此外,在民用通信的某些领域,短波通信的应用也有发展的趋势。特别是近十几年来,由于多种新技术的应用,短波通信技术及装备取得了很大进展,短波通信原有的缺点,已有不少得到了克服,短波通信链路的质量大大提高,无论是电话传输还是数据传输的质量可以与卫星通信相比。短波通信又重新焕发了青春。
短波通信方面,美军主要在中远程机动通信和战术通信中使用,例如,水面舰队远距离通信、陆空联络以及特种作战等,频率覆盖范围为3-30MHz。下面为大家介绍几种典型的短波通信装备。

一、陆军野战师级/大功率电台

1、AN/VRC-47电台
  工作频率:2-12兆赫
  功  率:100瓦
  通信距离:64公里

2、AN/MRT-9电台
  工作频率:1.5-20兆赫
  功  率:110瓦
  通信距离:150公里(话)、400公里(报)

主要负责师与团,师与师。师与军,之间的信息交换,此级别的电台,全都是车载型号,数据是安装车载移动天线的情况下有效的通讯距离,如果使用双极增强型天线百瓦级的相信广大HAM们对短波的通讯距离还是知道的,不

用我过多解释。

二、陆军营,团级/中功率电台

1、AN/PRC-70双波段电台
工作频率:2-76兆赫
功  率:30瓦
通信距离:4000公里
2、AN/GRC-142短波电台
  工作频率:2-30兆赫
  功  率:25瓦
  通信距离:80公里
3、AN/GRC-160短波电台
  工作频率:2-30兆赫
  功  率:200瓦、400瓦(单边带)
  通信距离:2700公里
正常情况下炮兵团装备 67 部、全般支援炮兵营装备 10 部、每个步兵团 79 部、坦克营装备 163 部、轻装甲侦察营 23 部、战斗工兵营装备 7 部、师部
与师部勤务营装备 17 部。一个师级规模的部队装备多达520部此级别电台。

三、空军短波全球通信系统(HFGCS)

    美国空军短波全球通信系统HFGCS 是高度自动化的短波通信系统,主要的使命是为作战飞机飞行中的指挥控制、国家指挥机构紧急作战命令发布、
全球人道主义以及北约军事行动等提供短波通信手段。它采用有线地面支撑网络将全球 15 个短波台站连接起来,形成一个 IP 网络化,使用经济方便的通
信系统,系统能够支持地对空语音、数据通信。

    HFGCS采用 4 kW 大功率地面短波台站,每个台站语音通信覆盖范围约为 3 200 km,数据通信覆盖范围约为4 000 km。整个系统覆盖了欧洲、亚洲、北美洲、南美洲、澳洲、大西洋、印度洋和太平洋大部分地区。HFGCS 系统现阶段采用中心控制方式运作,15个地面短波台站中,有两个属于互相备份的中心网络控制台站,分别部署在美国本土的安德鲁斯( Andrews ) 空 军 基 地 和 格 兰 特 福 克 斯 ( Grand Forks)空军基地。

    在中心控制工作模式,其他短波台站都接受中心网络控制台站的集中控制,部署在中心网络控制台站的地面网关实现与他网络(如电话网、SIPRNET、NIPRNET)的互联互通。


美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统



    HFGCS不专注与某项何服务或命令,但它具备所有美国防部的授权用户使用有优先使用的原则。现在实行SCOPE将替代原先老的大功率GHFS设备,SCOPE计划集成了ALE以实现自动建立通信。

    所有的HFGCS固定站的发射和接收设备都可以通过位于安德鲁的“CNCS“进行远程控制。

HFGCS基本服务

a)常规电话转接和信息转发服务

b)自动链路建立(ALE)

c)短波数据业务支持

d)飞机执行命令和任务跟踪

e)紧急情况消息发布(EAM)

f)信息广播

g)E-mail服务,可以接入美国军用保密网和非保密网

HFGCS任务和服务对象

a) 主要用于美国空军中对飞机的命令和控制;

b) 为美国空军的提供全球通信。在海外的空军基地都在使用HFGCS,包括空-空、空-地、地-地以及广播通信;

c) 为飞机上的美国总统或其他政府军方官员提供短波通信服务,称为“神秘星”计划;

d) 美国防部其它的ALE装备也可以接入HFGCS;

e) 为美海军提供舰-岸的Voice和Data通信;

f) 提供DCS短波接入服务;

g) 为在北美、中美和南美等18个国家部署的美国空军提供一个西语、葡语和英语的通信网络;

h) 为北约军事组织活动提供支持;

i) 为全球的人道主义救援提供支持。


美军军事通信波形开发情况

美军自1950年代以来,通过军民合作持续开发研究60余种军用通信波形,具体如下:


编号

波形名称

1

466ER

2

A-CDL

3

Advanced Special Communications Mode (ASCM)

4

AEHF XDR

5

ANW2C

6

APCO P25

7

BE-CDL Rev A

8

BE-CDL Rev B

9

Blue Force Tracking (BFT)/Blue Force Tracking 2 (BFT-2)

10

COBRA

11

Cooperative Engagement Capability (CEC)

12

D-CDL

13

Distributed Tactical Communication System (DTCS) Netted Iridium

14

DoD 802.16 Secure Profile (WIN-T LAW)

15

EHF LDR

16

EHF MDR

17

Enhanced Position Location Reporting System (EPLRS)

18

EPLRS Situational Awareness Data Link (SADL)

19

FM Analog

20

HaveQuick I/II

21

HF SSB/ISB; SSB/ISB ALE AJ; SSB/ISB ALE AJ DLink; SSB/ISB ALE AJ ATC Dlink

22

High Capacity Line-of-Sight (HCLOS)

23

Highband Networking Waveform (HNW)

24

Intra-Flight Data Link (IFDL)

25

Joint Precision Approach Landing System (JPALS)

26

JTRS BOWMAN VHF Waveform (JBW)

27

Link 11/TADIL A/B (HF and UHF)

28

Link 16 / TADIL-J and Enhanced capabilities

29

Link 22 NATO Improved L-11 (NILE)

30

Link 4A

31

Mobile User Objective System (MUOS) Common Air Interface (CAI)

32

MPU5 L and S Band Waveform

33

Multifunctional Advanced Data Link (MADL)

34

N-CDL

35

Network Centric Waveform (NCW) v10.x

37

Protected Tactical Waveform (PTW)

38

Range Instrumentation Waveform (RIW)

39

Second Generation Antijam Tactical UHF Radio for NATO (SATURN)

40

Silvus Waveform

41

Single Channel Ground and Airborne Radio System (SINCGARS) Version 2

42

Single Channel Ground and Airborne Radio System (SINCGARS) Version 3

43

Small Unmanned Airborne Systems Digital Data Link (SUAS DDL)

44

Soldier Radio Waveform (SRW)

45

Standard CDL

46

Surveillance & Control DL

47

Tactical

48

Tactical Scalable MANET (TSM) Waveform

49

Tactical Targeting Networking Technology (TTNT)

50

Terminal Area Communications (TAC) (CSEL Radio)

51

Terminal Area Communications (TAC) (Hook 2 Radio)

52

Terminal Area Guidance (TAG) (CSEL Radio)

53

Terminal Area Guidance (TAG) (Hook 2 Radio)

54

UHF SATCOM (non-DAMA)(DAMA)(IW)

55

UHF SATCOM Common Interactive Broadcast (CIB)

56

Unified Minimum Essential Emergency Communications Network (MEECN)Mode (UMM) Strategic Waveform

57

Very High Frequency/Ultra High Frequency Line of Sight (VULOS)

58

VHF Data Link 2; Data Link 3; Data Link 4

59

VHF FM; FM ATC Ext;

60

VHF-AM ATC; AM ATC Data Link

61

VHF-FM PSK VMF

62

VORTEX Native Waveform (VNW)

63

Warrior Robust Enhanced Network (WREN)

64

Wideband Networking Waveform (WNW)

65

XM-7 Spyder XM7 Networked Munition System Waveform 


搞得这么复杂还不如搭个星链搞个WiFi局域网,每个终端自动互联WiFi。

美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

原文始发于微信公众号(太空安全):美军情报通信网络、战略通信系统和战术通信系统

版权声明:admin 发表于 2023年2月25日 下午6:16。
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