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。其线路总长达6700多万千米,能将配置在
近80个国家100多个地区的3000多个指挥所和工作站连接起来。目前,
美国国防通信系统正处于模/数混用状态,并逐步向全数字化过渡。该系
统的弱点是不少设备缺乏抗核加固,因此,在核环境条件下易受到核电磁
脉冲的严重影响。另外,抗干扰能力也不足。
(二)国防卫星通信系统(DSDC)
该系统是美国战略、战术共用的卫星通信系统。它由空间部分、地面
终端部分及控制部分构成,主要用于传送战略指挥信息、情报数据、高度
优先的战略预警信息和特种信息等,是战略远程通信的支柱。美国国防卫
星通信系统于1962年开始筹建,分三个阶段实施,分别称为DSCS
--I、DSCS-Ⅱ、DSCS-Ⅲ。目前,处于DSCS一Ⅱ、DSC
S一Ⅲ混用,并正向DSCS-Ⅲ过渡之中。在海湾战中,美军就使用了
DSCS-Ⅱ、DSCS-Ⅲ,DSCS-Ⅲ于1979年底建成,它由6颗卫
星组成,其中4颗工作垦,2颗轨道备份星。每颗卫星有4条信道,4副
通信天线,其中两副喇叭型,一收一发,全球后盖,波束宽为18S两副抛
物面天线,它们以窄波束分别照射指定的2个地球区域,它可为美军提供
13OO路双工话音或每秒100兆比特的数字通信能力,使用70多个
地面站,DSCS-Ⅲ于1974年开销筹建,1982年开始发射卫星。它
也由6颗星组成,但每颗卫星有6条通信信道,卫星天线除7有多波束波
导透镜天线Z外,还有喇叭天线、高增益抛物面天线、交叉弓弦形特高频
天线等,星载转发器的功率比DSC*一回卫星有较大增加、此外,DS
CS一Ⅲ卫星将采用固态功率放大器代替被省放大器,这样可使可靠性从
20万小时增加到32万小时。在美国防卫星系统中,除DSCS-Ⅲ的
抗毁能力、抗电子干扰能力和拉核辐射能力较强外,DSCS--I、D
SCS-Ⅱ卫星寿命比较短,生存能力也较低。
(三)最低限度紧急通信网
该网主要供美国最高军事指挥当局在核战争条件下把美国总核战争
计划(即所谓的“单一综合作战计划”)的命令传递给美国在全球的战略
部队,并接收这些部队回报执行命令的情况、它使用有生存能力的机载、
舰载、潜艇载、地基和卫星基系统,为海、空军和国防通信局提供战略通
信手段,保证在核战之前、核战之中和核攻击以后,国家最高军事指挥当
局能与战略部队保持不间断的通信联络.该网涉及战略空军司令部空中指
挥所、国家紧急空中指挥所、海军陆基对潜甚低频通信系统、“塔卡本”
甚低频对潜通信中继飞机、卫星通信系统等.该网由美参谋长联席会议组
织管理,国防通信局负责技术指导。组建该网的计划,由美国防部7O年
代初提出,目前尚在筹建之中。美军为保证该网的实现,制定了5个计划,
即空军2832低频/甚低频改进计划、空军2834地被应急通信网计
划、海军X07951程计划、国防通信局的AJ00战略互连性试验与
评价计划和AK00战略互连性工程计划。
二、专用通信系统
(一)空军卫星通信系统
该系统由星戴转发器、地球站和终端设备组成。主要用于为国家最高
军事指挥当局有效地指挥战略部队提供安全、可靠的特高频卫星通信手
段。它优先供国家指挥机关、战略空军司令部、太平洋舰队司令部、欧洲
总部、军事空运司令部使用,提供100字/分的电传打字通信或75比
特速率的电传电报。该系统的终端为模块设计,结构形式多样,可以满足
不同用户的需要、该系统的星载转发器有两类多信道转发器和事信道转发
器、多信道转发器由舰队卫星通信系统、卫星数银系统和国防部的其他保
密的卫星携带,而单信道转发器由国防卫星通信系统和卫星数据系统胡卫
星摇欲在海湾战争中,该系统投入了使用、美空军卫星通信系统本身没有
专用的速信卫星,它的空门设备要寄宿在其它军用卫星上,此外,系统的
抗毁性能和保密性能也不
强。
(二)陆基甚低频电台广播网
该网的特点是:电台发射的甚低频无线电波利用地波传播受电离层扰
动和季节变化影响小,传播稳定。通信可靠,适宜在磁暴、太阳黑子做发、
核爆炸或有极光的情况下进行远距通信、它衰减小,在空中传播衰减率为
2-2. 5分贝/千千米,在海水中传播衰减率为s分贝/米,对海水有
一定的界透力,是目前美军主要对潜通信手段.美军现已建成全球性陆基
甚低频对潜广播网,其台站除分布在本土外,还分设在巴拿马、日本、英
国和澳大利亚等国、陆基甚低频电台均为大功率电台、它们的发射功率最
小为500千瓦,最大为2000千瓦。工作频率为10于赫-35千赫。
每一台站的天线阵有7-26座铁塔,铁塔最高达383米。甚低频电台的
缺点是电目占地面积大、生存能力较低、投资大,研制周期也比较长;甚
低频电波穿透海水能力差,潜艇接收信息须减速并将天线浮至一定深度。
限制了潜艇的作战能力并降低了它的生存能力。
(三)“塔卡不”机载甚低频中继通信系统
该系统是目前美军指挥机关与弹道导弹潜艇通信的主要手段之一、
其特点是;在空中机动,不易受到攻击,与陆基甚低频电台广播网相比,
具有较强的生存能为它包括 200千瓦的 AN/USC—13甚低频
通信系统,3部保密的 AN/ARC-182甚高频/特高频电台,2部A
N/ARC-192高频电台,有特高频卫星通信终端、应急火箭通信系
统、新型保密通信设备、电传打字机、AN/Ute-14通信中心控制
台、AI.R-66(V)电子支援测量系统以及导航、雷达、飞行管理
计算机等设备、平时,它分担陆基台站系统的通信业务,战时,作为应急
通信手段保证指挥机关与弹道导弹潜艇的通信联络、该系统载机为EC-
130Q飞机,美军已装备18架,编成2个中队。该系统有几条上行线
路,其频率范围从甚低频到持高频。接收从国家级军事指挥中心、空军卫
星通信系统和陆基甚低频台站传来的指令信息.以保证接收的可靠性、所
接收的信息经过机载通信中心处理以后,用长约10千米的拖曳线天线向
潜艇中继、由于EC-130Q飞机没有经过抗核加固,因此在校环境下
的生存能力低,而且飞机的航程有限、速度慢、易过载。所以,美军目前
正用E-6A替换E—130Q飞机。
(四)极低频对潜通信系统
该系统是一种低数据奉、单向、高可靠的通信系统,它由通播控制、
报文输入、发射和接收设施等部分组成、其特点是极低频信号在地球和电
高层之间所构成的“大型波导管”中传播,稳定可靠,受核爆炸影响个极
低频无线电波传播衰减小,在海水中传播时,其衰减率为03分贝/米,
比甚低频小一个数量级,能穿入海水数百米深,在大气中传播时,其衰减
率为 12~15分贝/千千米,比甚低频小近 1倍、该系统使用 40~
50赫和 70~80赫的工作频率,发射功率为8瓦、信息用字母编成
短语,可表达210种意思、数据率为每4分钟1个3字母编码、该系统只
用于平时对潜编码通信,能向7400千米远的潜艇发送信息,处于作战
深度的潜艇不用减速上浮即可接收到有关信息项计,到90年代末,所有
美国海军潜艇初将装上极低额接收机、极低频通信系统的缺点是天线网庞
大,易遭到攻击;天线效率低,对四周环境易造成有害影响,对电力线、
电话线和电气设备有电磁干扰,费用昂贵。