数据链

发展历程

数据链最早的雏形是美国军方于1950年启用的半自动地面防空系统（semi-automatic ground environment，SAGE）。这种以计算机辅助的指挥管理体系使用了各种有线与无线的数据链，将系统内21个区域指挥控制中心36种不同型号共214部雷达连接起来，由数据链自动地传输雷达预警信息。数据链在SAGE系统中的运用，使得北美大陆的整体防空能力大幅提高。

海军、空军对数据链的需求最为迫切。迅速交换情报信息的数据链可使海军舰队中各舰艇或飞行编队中各机共享全舰队或整个机队的信息资源，可使感知范围由原先各舰或各机所装备的传感器探测范围，扩大到全舰队或全机队所有的传感器探测范围，使编队内的各平台被数据链连接为一个有机的整体，大幅提高了各平台的战场感知能力。传统陆军野战部队因作战形式的改变较为缓慢，作战节奏的增加幅度较小，除了防空或部分炮兵部队外，一般陆军野战部队的情报或作战指令的传递仍以有线、无线电话音为主，对数据链的应用相对较晚。

为满足21世纪网络中心作战的要求，数据链总的发展趋势是：①向系统集成方向发展。②向着具有更好的实时性、更大的传输容量、更高的保密性、更强的抗干扰能力和更强的抗摧毁能力的方向发展，以解决现代战争中的多平台、多种类的探测器、传感器信息资源共享，多平台、多类型武器协同所要求的实时性、联合作战指挥协同所需的保密、抗干扰等问题。数据链的建设不是一个孤立的系统建设问题，而是成为指挥体系里的一种技术手段，作为传统话音通信的辅助、补充、延伸与发展，配合信息处理等系统，以保障部队实施有效的指挥控制。

特征

数据链系统的突出特点是实时传输能力强、信息传输效率和自动化程度高，是实现信息系统武器化、武器系统信息化、信息系统与武器系统一体化的重要手段和有效途径。数据链与相关系统的关系如图1所示。

图1 数据链与其相关系统的关系

综合考虑数据链的链接对象、链接手段和链接关系的突出特点，数据链的基本特征归纳主要有：①信息传输实时化。由于战场状态瞬息万变，例如像飞机、导弹的坐标位置这样的战术信息具有很强的时效性，如果交换的信息达不到一定的实时性要求，时过境迁，信息也就失去了意义。②链接对象网络化、智能化。由于完备成熟的数据链是一个网络，因而非数字化、非智能化的作战平台不能实现与数据链的有效链接，也无法成为数据链的链接对象。故链接对象智能化是数据链完成战术链接的前提，也是数据链的重要特征。③信息格式化、处理自动化。数据链具有一套完备的消息标准，标准中规定的参数包括作战指挥、控制、侦察监视、作战管理、武器协调、联合行动等静态和动态描述的集合。信息内容格式化是指数据链采用规一化的面向比特定义的信息标准。采用统一的格式化消息标准能使战术信息数据的采集、加工、传输、处理到使用自动完成，这样既提高了信息流程实时化的程度，又缩短了战术信息流转中间过程的时间，使信息更加有效地发挥作用。④时间和空间的统一要求。为实现运动平台的传感器信息能为其他用户所共享，数据链的各用户需要统一时间和空间位置参考基准。⑤链接关系紧密化。数据链的紧密链接关系是在各作战平台之间构成的，主要体现在两个方面。一是数据链的各个链接对象（作战平台之间）的紧密链接关系，依赖的主要手段是信息资源共享；二是数据链的单个链接对象内部，各武器平台之间链接紧密。链接关系紧密化便于战术共同体的形成，使单个作战平台的作用范围大幅延伸，作战威力得到大大增强。

数据链的主要任务是在传感器、指挥控制机构与武器平台之间，实时交换战术数据。数据链在系统各个用户间，依据共同的通信协议和信息标准，使用自动化的无线或有线收发设备传送和交换战术信息。数据链通常包括3个基本要素：传输信道设备、通信协议和消息格式标准。其系统构成如图2所示。

图2 数据链系统构成示意图

工作过程

数据链的工作过程是：首先由平台的信息处理系统将本平台欲传输的战术信息，按照数据链消息标准的规范转换为标准的消息格式，经过组网通信协议进行处理后，通过传输设备（通常为无线设备）将信息发送到接收平台，接收平台由其无线电终端机接收到信息后，经信息处理系统还原为原来的战术信息，并同时显示在平台的显示器上。

一套典型的数据链系统通常包括战术数据系统、保密设备、数据终端设备和无线收发设备。其中，战术数据系统硬件通常是一台计算机，接收各种传感器（如雷达、导航、电荷耦合器件成像系统）和操作员发出的各种数据，并将其编排成标准的信息格式；计算机内的输入/输出缓存器，用于数据的存储分发，同时接收链路中其他战术数据系统发来的各种数据。保密机是数据链路中的一种重要设备，用来确保网络中数据传输的安全。数据终端设备是数据链网络的核心部分和最基本单元，主要由调制解调器和网络控制器（以计算机为主）等组成。通信规程、消息协议一般都在数据终端机内实现，它控制着整个数据链路的工作并负责与指挥控制或武器控制系统进行信息交换。

数据链的工作频段一般为高频（high frequency，HF）、甚高频（very high frequency，VHF）、特高频（ultrahigh frequency，UHF）、L、S、C、K等频段。具体的工作频段选择取决于其使命任务和技术体制，例如，HF一般传输速率较低，但具有超视距工作能力；VHF/UHF用于视距传输、传输速率较高的作战指挥数据信息；L频段常用于视距传输、大容量信息分发的战术数据链系统；S、C、K频段常用于宽带高速率传输的武器协同数据链和大容量卫星数据链。

数据链与数据通信的关系

数据链与一般数据通信系统的主要区别如下。

①使用目的不同。数据链用于提高指挥控制、态势感知及武器协同能力，主要实现对武器的实时控制和提高武器平台的作战主动性。数据通信技术是数据链的基础。

②使用方式不同。数据链直接与指控系统、传感器以及武器平台铰链，以“机-机”方式交换信息，实现从传感器到武器的无缝链接；而数据通信系统一般不直接与指控系统、传感器、武器系统铰链，通常以“人-机-人”方式传送信息。

③传输信息要求不同。数据链传输的是作战所需要的实时信息，要对信息进行必要的整合、处理，不是一般的透明传输；而数据通信一般对信息内容不作处理，透明传输。另外，为实现运动平台的传感器信息为其他用户所共享，数据链的各用户需要统一时间和位置参考基准，而一般数据通信系统不需考虑时间基准与空间位置的关系。

④与作战需求关联度不同。数据链网络设计，决定了每个具体终端可以访问什么数据，传输什么样的消息，什么数据被中继，数据链的网络设计方案是受作战任务驱动的，根据特定的作战任务，从预先规划的网络库中挑选一种网络设计配置，在初始化时加载到终端上。数据链的组网配置直接取决于当前面临的作战任务、参战单位和作战区域。数据链的应用直接受作战样式、指挥控制关系、武器平台控制要求、情报的提供方式等因素的牵引和制约，与作战需求高度关联；而数据通信系统的配置和发展与这些因素的关联度相对较低。

数据链有针对性地完成部队作战时的实时信息交换任务，而数据通信用于解决各种用户和信息传输的普遍性问题。数据链所传送的信息和数据链用户要实现的目标十分明确，它无交换、路由等环节，并简化了通信系统中为了保证差错控制和可靠传输的冗余开销，它的通道链路协议和格式化消息的设计都针对满足作战的实时需求。由数据链网络连接各种平台，包括指控站和无指控能力的传感器与武器系统，其平台上的计算机都要专门配置相应的软件，以接受和处理数据链端机传来的信息或向端机发送信息。数据链与平台任务计算机之间必须相互紧密集成，以支持机器与机器、机器与人之间的相互操作。数据链是紧密结合战术应用，在数据处理技术和无线数据通信技术基础上发展起来的一项综合技术，将传输组网技术、时空统一技术、导航技术和数据融合处理技术等综合，形成一体化的装备体系。

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