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升級版AN/USQ-167通用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)

軍工資源網(wǎng) 2021年12月17日

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導(dǎo)讀:為滿足作戰(zhàn)行動與地域跨度等方面的需求,美國海軍近年來針對衛(wèi)星通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈以及電臺等艦載通信系統(tǒng)與技術(shù)開展了諸多研究,以實現(xiàn)與陸、空同步的帶寬,進(jìn)一步提升遠(yuǎn)程通信能力以及美軍與戰(zhàn)略伙伴國之間的聯(lián)合作戰(zhàn)能力等。本文對美國海軍下一代NMT艦載衛(wèi)星通信系統(tǒng)、下一代CBSP艦載寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、MTC-A多波段衛(wèi)星通信系統(tǒng),NTCDL艦載網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、MIDS-LVT軟件定義戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈、TCDL MST STE艦載戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、升級版AN/USQ-167通用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),以及DMR &Badger下一代艦載數(shù)字化模塊化電臺和ATCS未來戰(zhàn)術(shù)通信電臺的最新研究進(jìn)行梳理與淺析,以期對美國艦載通信系統(tǒng)與技術(shù)的最新研究進(jìn)展以及發(fā)展方向有所了解。


下一代艦載衛(wèi)星通信系統(tǒng)

通信帶寬是美國海軍對于通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和技術(shù)的首要能力需求,且以使帶寬實現(xiàn)與陸、空的帶寬同步為目標(biāo)。同時美國海軍的遠(yuǎn)程通信能力也亟需進(jìn)一步提升,以滿足其作戰(zhàn)行動與地域跨度的需求。而美國海軍現(xiàn)階段主要基于衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信以及與岸基通信網(wǎng)絡(luò)的連通,因此,美國海軍一方面加緊生產(chǎn)和部署海軍多波段終端(NMT),以兼容應(yīng)用美軍新一代和現(xiàn)役衛(wèi)星通信系統(tǒng);另一方面則致力于利用商用衛(wèi)星系統(tǒng)滿足通信帶寬需求,由此開展了艦載商用寬帶衛(wèi)星計劃(CBSP),以作為對艦船軍事衛(wèi)星通信能力的補(bǔ)充。

下一代NMT艦載多波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)

2016年1月美國海軍空間與海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部(SPAWAR)授予雷神公司空間與機(jī)載系統(tǒng)分部一項金額為1.029億美元的合同,為美國海軍水面艦艇、潛艇以及岸上基站提供300套海軍多波段終端(NMT)。美國海軍信息戰(zhàn)系統(tǒng)司令部(NAVWAR,原SPAWAR) 又于2021年1月授予雷神公司情報與航天部門價值 2000 萬美元的訂單,以建造海軍多頻段終端 (NMT) 系統(tǒng),從而加快為美國和盟國海軍部隊提供安全衛(wèi)星通信 (SATCOM) 能力的進(jìn)程。

NMT是為美國與盟國海軍所用的下一代衛(wèi)星通信系統(tǒng),可提供受保護(hù)的寬帶通信,可在艦船或潛艇的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與全球信息網(wǎng)格之間提供無縫、可靠的連接,其符合美國國防部最新的軟件通信體系結(jié)構(gòu)(SCA)標(biāo)準(zhǔn),有3種型號:岸基型、艦載型和潛艇型,既能使用相控陣天線,也可采用目前海軍艦船主要使用的拋物面天線,從而更易于滿足不同艦船的安裝要求。

NMT系統(tǒng)的關(guān)鍵特性在于其采用了高模塊開放式結(jié)構(gòu),可多波段工作,支持多帶寬波形等。


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總之,NMT可支持極高頻通信(EHF),先進(jìn)極高頻中低速、擴(kuò)展數(shù)據(jù)率通信,超高頻通信(SHF)等,可保障美國海軍及其盟友的艦載或潛艇計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和全球信息柵格間的無縫連接,具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)吞吐能力和抗干擾能力,并已通過海上惡劣條件下的測試。

  • 利用NMT在艦載運動的極端情況下使用低、中和擴(kuò)展數(shù)據(jù)速率波形為艦載計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了受保護(hù)的雙向網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信;

  • 在性能驗證測試中,NMT的網(wǎng)絡(luò)及點對點通信數(shù)據(jù)速率達(dá)到了8.2Mbps,在復(fù)雜的海上狀況中,其天線轉(zhuǎn)交只需要十億分之一秒的調(diào)整時間;

  • 為了提高帶寬效率,NMT還能利用海軍的時分多址接口處理器自動建立IP連接。


雷神公司計劃于2022 年 5 月向美國海軍交付NMT訂單。而美國海軍則計劃利用NMT取代現(xiàn)有的衛(wèi)星終端,包括美國海軍現(xiàn)役的AN/USC-38/后續(xù)終端(FOT)極高頻衛(wèi)星終端和AN/WSC-6 (V)寬帶超高頻衛(wèi)星通信終端,將在為海軍指揮官和作戰(zhàn)人員提供數(shù)據(jù)吞吐能力與防止敵人攔截的保護(hù)的同時,大大簡化艦上天線系統(tǒng),提升空間利用率。

屆時,美國海軍航母戰(zhàn)斗群中的艦船只需1~2臺NMT即可取代目前所使用的多臺終端,并且美國海軍計劃將近300套NMT裝備于艦船、潛艇與岸基之上,加之美國還將為其戰(zhàn)略伙伴國研發(fā)多種NMT機(jī)型。由此可以想見NMT將不僅成為美國海軍未來衛(wèi)星通信能力提升的關(guān)鍵設(shè)備,還將有助于提升美國與其戰(zhàn)略伙伴國的聯(lián)合作戰(zhàn)能力。

下一代CBSP艦載寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)

CBSP以USC-69為終端,具有三種版本,可分別用于航母等大型艦船、巡洋艦與驅(qū)逐艦等中型艦船以及其他小型艦船。據(jù)稱,CBSP裝備于大型艦船上時的通信速率約為21.4Mpbs,裝備于小型艦船上時的通信速率約為881kbps,能夠使海軍艦船的通信量增加約10倍,將取代美國海軍目前大、中、小型作戰(zhàn)艦船所使用的商用通信終端。

美國海軍自2014年起陸續(xù)授予哈里斯公司為美國海軍提供大型水面戰(zhàn)艦艦載高帶寬衛(wèi)星通信 (SATCOM) 的合同,將交付多達(dá)120個全新的高數(shù)據(jù)率終端,合同周期約8年,價值約2.5億美元。

圖表:下一代CBSP艦載寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的不同級別轉(zhuǎn)換衛(wèi)星通信設(shè)備
改型類型

部件級別轉(zhuǎn)換(FLV

2015年啟動)

單元級別轉(zhuǎn)換(ULV

2020年啟動)
交付系統(tǒng)兩套CBSP FLV動態(tài)艦載系統(tǒng)、三套CBSP FLV雙天線雙通道系統(tǒng)和一套CBSP FLV動態(tài)艦載雷達(dá)截面積減少系統(tǒng)--
性能特點使用單信道每載波調(diào)制解調(diào)器和動態(tài)帶寬調(diào)制解調(diào)器每秒 21.6 51.8 兆比特的數(shù)據(jù)吞吐量;能提供對軍事 NIPRNET SIPRNET 數(shù)據(jù)、安全電話以及情報數(shù)據(jù)庫和戰(zhàn)術(shù)圖像等的訪問可屏蔽射頻干擾,結(jié)合了用于靜態(tài)操作的MD-1366增強(qiáng)型帶寬高效調(diào)制解調(diào)器和用于動態(tài)操作的SLM-565A dSCP調(diào)制解調(diào)器,可通過局域網(wǎng)和個人電腦的用戶界面實現(xiàn)所有控制
通信能力使用支持同時進(jìn)行 C  Ku波段操作的單個雙波段饋電,為海軍提供終端到岸、太空和地面連接,以增加數(shù)據(jù)的吞吐量,提供衛(wèi)星通信冗余,并提高衛(wèi)星通信的可靠性

在軍/商用衛(wèi)星的X和Ku頻段工作,為商用高帶寬衛(wèi)星通信提供終端到岸及終端到空間和地面的連接,以增加通信吞吐量,提供軍用衛(wèi)星通信冗余,并實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)通信

適用艦船類型航空母艦、兩棲攻擊艦和其他大型水面艦艇小型海軍水面艦艇與支援艦艇
資料來源:調(diào)研整理

其中,CBSP FLV SATCOM 設(shè)備包括具有 C 和 Ku 波段功能的 8.9 英尺終端,其相對較高的帶寬容量能夠為每艘水面戰(zhàn)艦上的多達(dá) 5000 名軍事人員提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入,并將取代現(xiàn)有的 Harris AN/WSC-8 C 波段衛(wèi)星通信終端。

綜上可知,美國海軍正在對CBSP進(jìn)行部隊級別與單元級別的轉(zhuǎn)換,以滿足不同類型的艦船需求。NMT與CBSP的開發(fā)正在同步進(jìn)行,未來美國海軍將把二者相結(jié)合,利用NMT替代現(xiàn)役的軍用衛(wèi)星通信終端,利用CBSP替代現(xiàn)役的商用衛(wèi)星通信終端,二者將采用分別裝備不同艦船,或者同時裝備同一艦船的多種方式,以滿足不同型號艦船的通信需求。其中,CBSP將優(yōu)先裝備于現(xiàn)階段僅裝備了商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的小型艦船,之后再陸續(xù)裝備航母等艦船。美國海軍原計劃使CBSP于2020年達(dá)到完全運行能力,但截至2021年8月尚未見相關(guān)消息披露。

MTC-A多波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)

Maritime Targeting Cell-Afloat(MTC-A)多波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)是美國海軍正在研發(fā)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)之一,其能夠使作戰(zhàn)艦艇同時利用多個位于地球同步軌道和非地球同步軌道的通信衛(wèi)星實現(xiàn)持續(xù)通信,可在X、Ka與Ku波段工作,功能上將覆蓋CBSP,“朱姆沃爾特”級導(dǎo)彈驅(qū)逐艦將是裝備該系統(tǒng)的艦艇之一。

據(jù)稱,該衛(wèi)星通信系統(tǒng)將采用開放化架構(gòu),模塊化和可擴(kuò)展性設(shè)計,以及有源相控陣(AESA)天線體制,將能夠在X、Ka和Ku波段工作,并且天線采用了低雷達(dá)反射截面積設(shè)計,以保證“朱姆沃爾特”級等的低RCS特征。

預(yù)計MTC-A將在2021財年第三季度(截至2021年10月暫未見最新消息披露)和2022財年第三季度分別完成“初始設(shè)計審查”(PDR)和“關(guān)鍵設(shè)計審查”(CDR),于2023財年第三季度裝艦使用,并開展測試工作。

下一代艦載數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)

NTCDL艦載網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)

開發(fā)、部署下一代艦機(jī)間數(shù)據(jù)鏈——網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈(NTCDL)等數(shù)據(jù)鏈,用以裝備頻海戰(zhàn)斗艦等小型艦只,與航母、兩棲攻擊艦等大型艦船以及各種海上巡邏機(jī)、艦載直升機(jī),實施聯(lián)網(wǎng)作戰(zhàn),也是美國海軍近幾年發(fā)展艦載通信系統(tǒng)裝備的重點計劃之一。

理事單位more

  • 遼沈工業(yè)集團(tuán)有限公司
  • 中國長城工業(yè)集團(tuán)有限公司
  • 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
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