盾和弹之间的那点事（十七）——话外篇：数据链（续）

　　前篇曾介绍过了，情报级数据链主要用于传输各种侦察平台收到的图像、视频等情报信息，而且这些信息很多情况下还是未经处理的原始数据。什么叫未经处理的原始数据呢？比如无人侦察机拍摄到的图像中，可能90%以上都是无情报价值的图像，但这些图像难以直接在无人机上进行处理，只能下传到地面控制站由专门人员进行筛选，最终找出有价值的情报。这些图像数据量很可观，尤其是大型战略侦察机航程远、覆盖范围大，传输的各种情报数据可以用海量来形容，再加上战时对情报侦察的实时性要求非常高，侦察到的情报需要实时回传给后方的指挥人员，因此对数据链的传输带宽要求非常高。前篇提到的美军CDL“公共数据链”的通信带宽达到10~274Mbps，传输72兆字节的合成孔径雷达图像数据仅需3.5秒，同样的数据量换了Link16则需要48分钟，可见CDL的通信带宽之大、数据传输速率之高。此外，未经处理的原始数据也指的是侦察到的图象、视频未经过加密、压缩等数据处理，这在一些小型侦察平台如无人机上是很常见的。因为无人机的体型小、机载设备简单、机上处理能力有限。

　　和通用战术数据链一样，情报级数据链也存在数据终端的体重问题。CDL数据链主要装备U-2、“全球鹰”、RC-135这样较大型的侦察平台，不适合中小型战术侦察平台，为此美国又研发了体积更小、成本更低的TCDL“战术公共数据链”，其终端可用于中小型平台如“捕食者”系列无人机。情报级数据链对通用性的要求比Link16这样的通用战术数据链要低得多，但这并不意味着它的实现难度就小。通信带宽要求高的结果就是技术研发难度大、终端机结构复杂、成本高昂，而且在远程侦察时往往需要通信卫星等中继平台的支持。总结来说，如果说通用战术数据链实现的难题在于“量”，则情报级数据链的实现难题就在于“质”上了。伊拉克战争是美国情报侦察监视体系集中爆发的一场战争，在战争中，美国动用了侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星和通信卫星等100多颗卫星，与预警机、有人/无人侦察机等相互配合，整个情报侦察体系使用了多达8种数据链系统，将侦察数据实时传送给地面控制中心、作战平台乃至于单兵作战人员，直接或间接地提升了美军的整体作战水平。在这场堪称典范的高科技局部战争中，以CDL、TCDL为代表的情报级数据链也得到大范围使用，美军的信息化作战能力达到了一个新的高度。

　　最后再来看看武器级数据链。武器级数据链一般专用于某一种武器系统，也可通用于多种相同类型的武器系统，其技术实现难度比通用战术数据链和情报级数据链要小一些。武器级数据链可以分为两类，一类用于在同一武器系统内多平台之间相互传输战术信息，另一类用于对精确制导武器的引导与控制。前者一般都是专用型数据链，相当于非通用的Link16数据链，使用范围较小。后者可以在同类型的武器系统中实现一定程度的通用化，相当于应用领域不同的Link16数据链，专用于武器制导领域，也可以称之为制导数据链。武器级数据链的性能特性并不固定，而是与其所配套的武器系统的类型和使用范围有关，比较典型的两种类型分别为防空武器和对地武器。这两种武器系统由于功能和作用不同，所配备的制导数据链也选择了两种不同的发展方向。

　　防空武器的攻击范围相比对地武器要小得多，现阶段射程最远的防空导弹也不过数百千米，而且防空系统自身一般都配备有完善的雷达系统，因此对外部情报的依赖程度比对地武器要小。防空系统配备的专用武器级数据链一般只作用于防空系统内部的作战单元，大多数情况下传输的是目标信息数据和指挥控制指令，对通信带宽的要求并不高，因此带宽较低的数据链便已堪用。比如舰空导弹在整个制导过程中，其配备的双向数据链上传的是控制指令信息，下传的一般是导弹自身的飞行状态信息，传输的数据量都不大，通常情况下Kbps级的传输速率即可满足需求。

　　对地武器就不一样了，各种对地攻击武器由于射程更远，发射平台要实现对目标的实时观测非常困难，因此有必要由对地武器自身去探测和捕获目标信息，从而使发射平台能够控制武器选择攻击目标，并且还能进行毁伤评估等。现代先进的对地导弹大多加装了红外、电视、合成孔径雷达成像导引头，再配合双向数据链，可以将成像导引头生成的目标区域图像通过数据链回传给后方，由后方指挥人员根据图像选择攻击目标，并对导弹发出攻击指令。显然，这种作战方式需要的数据链带宽就会比较高，因为涉及到图像和视频数据的传输，达到或接近了情报级数据链的带宽水平。比如美国就在研发用于对地导弹的专用宽带数据链，最大传输速率达到8Mbps。虽然这个传输速率跟CDL、TCDL等情报级数据链相比仍然差距明显，但对于武器级数据链已经很可观了。

　　实际上，防空武器和对地武器可以分别看作是两种不同功能的数据链系统——指挥控制数据链和态势感知数据链。指挥控制数据链以传输制导、控制等指令信息为主，对数据传输的可靠性要求较高，但对通信带宽的要求较低，就好比日常生活中你通过一条简短的文字短信就可以通知某人去做某件事。态势感知数据链则以收集情报、回传传感器探测信息为主要功能，对通信带宽的要求更高，相当于是日常生活中的视频通话信息。

　　下面再谈谈数据链的功能特点。

　　专有的信息格式一般来说，不管是哪种类型和型号的数据链系统，它都有自己专有的信息格式，对于通用战术数据链来说，信息格式还要实现统一化。打个比方，就相当于普通话和全国不同地区的方言。数据链的统一信息格式把机器之间的不同“方言”统一成“普通话”了。这样带来的好处是显而易见的，减少了机器之间因相互“翻译”而浪费的时间（因格式转换而造成的时延），能实现自动化的信息传输与交换（“机-机”间信息传输），提高了作战平台的快速反应能力和打击速度，并为多军种、多平台之间的信息共享提供了保证。统一的信息格式，是实现信息化、网络化作战的前提条件。

　　专有的通信规范 数据链要实现多平台之间的实时信息传输，通信规范是必不可少的，就好比城市中的道路，如果没有一套合理的交通规则，各种车辆想怎么走就怎么走，那么结局只有一个——全堵死了。这在瞬息万变的战场上是致命的，尤其是在数据链组网用户越来越多，而通信带宽却仍然有限的情况下，通信规范的重要性就显得愈发重要了。Link16数据链，采取了时分多址（TDMA）的工作方式。时分多址简单来形容就是一条公路上的多个车辆按时间顺序依次通过，在同一时间段内绝不允许出现两辆车同时通行。随着数据链技术的发展，一些新的组网工作方式如动态时分多址（DTDMA）、空分多址（SDMA）也开始应用于数据链系统。总结来说，一个合理有效的“交通规则”是数据链实现通信和组网的前提条件。随着数据链的组网用户越来越多、数据流量越来越大、网络构成越来越复杂，“交通规则”也要与时俱进。就好比从3G网络到4G网络的升级过程中，网速越来越快的同时，也是通信技术大发展的重要体现。

　　“机-机”对话 传统的无线电语音通信系统是典型的“人-机-人”的传输方式，信息传输的效率较为低下，已经越来越不适应高效率、实时性的现代化高科技战争了。数据链通信则可以摆脱“人”这一环节，直接实现“机-机”之间的信息传输，信息的传输、转换和处理都实现了自动化。简单点说就是数据链的传输已经不需要人的干预，就可以实现机器之间的“机器语言对话”。这样带来的直接好处是有利于实现自动化交战，提高了作战单元的反应速度和打击速度。而且“机器语言”可以用简单的编码承载大量的信息，通信传输效率比传统通信系统得到成倍的提高。日常生活中比较常见的“机器语言”有条形码和二维码，当我们用扫码器或手机摄像头读取后就可以瞬间获得信息。

　　数据链组网 数据链有专用的信息格式和通信规范，这为实现多用户组网提供了条件。在一定战场范围内配备同一种数据链终端的多个作战平台可以组成一个作战网络，可以看作一个“战场局域网”，具备内部相互通信、信息资源共享的功能。但这个“战场局域网”与我们日常生活中的局域网不同——没有“服务器”，即没有中心节点，而是多点对多点的网状网络，每个作战平台都只是其中的一个节点。这也是军用网络与民用网络的一大区别。军用网络之所以不设这个“服务器”，是因为对抗损性的要求非常高。如果“服务器”被敌方摧毁或自身出现故障，这个作战网络就会彻底崩溃。而在没有“服务器”的点对点网络中，任何一个节点被摧毁都不会对整个网络的正常运行产生较大影响。即使大部分节点都被摧毁，只要剩余的节点还能继续作战，那这个作战网络就仍然存在。敌方要想瘫痪整个作战网络，除非摧毁网络中所有节点。当节点的数量规模足够大时，整个作战网络的抗毁性将达到最高程度，因为需要攻击的目标数量过多也就等同于无法攻击了。

　　数据链网络很像我们日常生活中的公交车网络，每个公交车站点就是网络中的一个节点。如果两个站点之间没有直通的公交线路时该怎么办？很简单，转车——当数据链网络里的两个作战平台之间无法实现直接连接时（比如相距过远、中间有阻隔物等），可以通过其它平台进行中继传输；如果两个站点之间道路不通（比如正在修路）该怎么办呢？那就转道而行——当数据链网络里的一个节点被摧毁，一条链路报废时，可以自动生成一条新的通信链路，而不会影响到正常的数据链通信，更不会影响到整个数据链网络的正常运行；如果你有特别紧急的事要办，不愿意转车浪费时间，那还可以直接叫个的士，抄近道直通目的地——在数据链网络中，如果有重要情报信息需要进行远距离实时传输，可以通过通信卫星或其它空中平台的中继将信息直接回传给后方指挥系统。

　　前文曾讲过，通用数据链技术目前还难以做到一种数据链包打天下，因此战场上会出现多种功能不同、技术规范不同的数据链系统共存。如何实现不同数据链系统之间的互联与互通呢？答案就是前文中曾提到过的大型“网关”类装备。比如美国以“庞巴迪”公务机和“全球鹰”无人机为平台研发的战场通信节点飞机。这种大型有人/无人飞机专用于通信中继和通信转发，空间载荷较为充足，配备了众多的无线电通信设备，包括VHF通信、UHF通信、卫星通信、无线电电台、SADL数据链、EPLRS数据链、Link16数据链和CDL数据链等等，所有这些通信设备都由中央计算机进行集中处理。这种战场通信节点飞机可以起到类似网关的作用，从不同数据链系统中接收信息，进行综合分析与处理后再转发至其它平台，从而使战场上使用不同数据链系统的作战单元能够实现信息互通，不同的数据链网络之间也可以实现互联与互通。

　　传感器到射手 数据链与传统无线电通信的一大区别在于数据链已不再是点对点之间的单线通信，而可以实现多平台组网、多点对多点通信，并且数据链作为“战场神经”可以将战场上的各个作战单元与C4ISR体系连为一体，能够在传感器、决策者和射手之间快速准确的交换信息，实现“从传感器到射手”的直接连线。打个比方，我们在玩电脑游戏时经常会开“上帝模式”——整个游戏地图都在屏幕上一览无余，玩家作为“上帝”可以清楚地看到“电脑玩家”的一举一动，从而可以将“电脑玩家”可能构成的任何威胁第一时间消灭在摇篮里。显然这是一种作弊的游戏方式，不过这种作弊方式却可以通过数据链在真实的战场上实现。数据链的一大功能就是可以提高战场态势的实时感知能力，增强战场透明性，通过数据链系统可以将天基、空基、海基、陆基等各种传感器平台综合起来组成一个战场传感器网络，从而使战场信息对我方单向透明，与开启了“上帝模式”类似。更关键的是，这种信息掌控优势还可以通过数据链转化为实战效能，通过将传感器、作战平台以及决策者网络化连接后，从技术上实现了“从传感器到射手”、“发现即消灭”的能力，缩短了部队的反应时间、决策时间，更能提高武器的打击速度、打击范围和打击精度，并减少误伤概率。

　　比如美军F-15、F-16战斗机在加装Link16数据链后，从发现目标到摧毁目标的时间，从过去数小时缩短到数分钟，已经基本实现了“发现即摧毁”的能力。据统计，F-15在加装了数据链系统后，白天作战效能是原来的2.62倍，夜间作战效能也达到了原来的2.6倍，这意味着一架加装了数据链系统的战斗机比原来两架战斗机的作战效果还要好，数据链系统可谓名副其实的“战力倍增器”。美军在C4ISR的基础上又提出C4KISR的概念，增加的“K”就是在C4ISR内加入“杀伤链”，使C4ISR的能力直接体现在对敌方目标的打击和杀伤上。

　　协同作战 传统的作战模式是“平台中心战”，即强调单个平台的作战能力，而当各个作战平台实现数据链组网形成一体化的作战网络后，则能实现整个作战网络的联合作战，这将改变现代战争的作战模式。在“网络中心战”的作战模式中，单个作战平台的性能已不再是关键，战场空间分散的多平台网络化作战将成为未来的主流发展方向。这很有可能改变传统的作战思想，比如“集中优势兵力”的原则。当数据链网络将具备了实时精确打击能力和远程快速投送能力的各种作战平台连成一个整体时，空间分散的多个作战平台可以实现信息共享和同步行动，从而将分散的战场资源凝成一股力量，实现整体作战效能的提升。多平台协同作战能力在海军领域体现的尤为明显，无论是大型航母编队、两栖作战群，还是中小规模的舰艇编队，无不体现了多平台协同作战的作战理念，网络化、体系化作战也是未来海军的重要发展方向。2003年的伊拉克战争是美军“网络中心战”成功实施的一个战例，但要看到的是这其实是一场双方实力严重不对等的战争。伊拉克军队数量虽多，但却处于一边倒的信息劣势，伊拉克人不但无法威胁到美军的各种传感器平台，也几乎不具备有效的干扰和对抗手段。当分布式的多平台联网作战方式遇到实力对等的对手时，其作战效能是否还能有效发挥出来，或者说还能发挥多大的效能，目前尚未可知。不过总体来说，“平台中心战”理念终将被掘弃，新时期的网络化和信息化作战模式已经得到各国军队的普遍认同，并成为各国军队的重点发展方向。

　　高可靠性 数据链技术与我们日常生活中所接触的互联网通信技术非常相似，然而两者终究有本质区别，区别就在于一个是军用，一个是民用。众所周知，同样用途的一件物品，军用与民用的最大区别就在于使用可靠性上。比如同样是笔记本电脑，民用笔记本电脑多追求外观时尚、配置高档，因此民用笔记本电脑通常都具备超薄、超轻的特点，并以此为卖点加以宣传。军用笔记本电脑则正好相反，一般不追求外观和配置，而是在实用的前提下追求高可靠性，以及在特殊环境下的正常使用能力。军用笔记本电脑通常都具备防水、防尘、防震等特性，能在恶劣的战场环境下正常使用，为此而牺牲性能、抬高成本也在所不惜。数据链系统也是一样道理。作为一种军用通信系统，采取了多种技术手段以保证信息在复杂战场环境下的正常、可靠传输，比如先进的纠错编码和误差校正技术，以降低误码率，并采取数据加密技术以确保信息传输的安全性。对于对手可能实施的干扰措施，数据链系统多采取窄波、定向的传输方式，且功率密度较低，可以减少外泄信号，对方连截获信号都十分困难，更不要说有效的干扰了。而且先进数据链系统多采取了扩频、跳频等抗干扰技术，其传输链路也并不固定。目前要对数据链传输实施有效干扰仍存在一定的技术难度。

　　多功能化 数据链与互联网一样，不再是单纯的通信系统，而是更高一级的信息系统，两者的最大区别就在于多功能化。比如现在的互联网已经没有人把它看作是单纯的E-MAIL收发网络了，而是一个汇集了网络资讯、网络社交、网络游戏、多媒体、电子商务、电子政务等功能在内的庞大信息网络，并且还在往手机、电视等其它平台发展。数据链网络与互联网一样，采取了二进制数字信号，并且同样在往宽带传输的方向发展，这为它实现多功能化提供了可能。现在的数据链除了具备基本的通信功能外，一般还具有定位、目标识别、任务管理、装备协调、武器控制等多种功能，并且可以传输消息、指令以及各种格式的图像、音频、视频数据，用户则往小型化平台以及单兵化的方向发展。与互联网类似的是，由于数据链网络具备了多功能性的特点，这使得数据链的未来发展具备了无限可能，将来不但作战平台可以接入数据链网络，武器弹药、单兵作战人员也可以接入数据链网络，成为整个作战网络的组成部分。未来的数据链网络可以实现更多、更细化的功能，比如对弹药投放量的实时掌控与分配，对战场伤亡人员的实时检测与救助等等，其发展理念与当下流行的“物联网”概念有着异曲同工之妙。

　　文/涂林峰