光纤通信在军事领域的应用探究

2018-08-07空军工程大学信息与导航学院夏新瑞

电子世界 2018年14期

空军工程大学信息与导航学院夏新瑞

引言

光纤通信技术具有较强的抗电磁干扰性和较高的通信速率，有利于军事设备通信系统的一体化建设，也有助于增强作战信息的保密性。此外，光缆相对于电缆而言，具有较小的体积和重量，能够有效节约军事空间，减少能源的损耗。将光纤通信应用到军事领域，能够为现代军事通信提供具有隐蔽性和生存能力的战场通信链路，提高通信系统的机动性和灵活性，激发陆军、海军、空军的作战潜能。

1 光纤通信在军事领域的应用

1.1 在陆上军事领域的应用

光纤通信系统及技术最早应用于陆军的战术通信系统，能够有效规划、协调和控制陆军不同部队之间的作战行动，以实现作战总指挥的资源共享、文件转移和信息交流。首先，在光纤制导方面，光纤通信技术的应用已经成为在线制导武器领域中的突破。光纤通信技术具有较强的抗电磁干扰能力和稳定性，不易受到温度的影响，能够有效提高导弹的射程，实现远距离的有效打击，在现代战争的电子对抗条件其具有较强的生存能力。此外，光纤制导可以增强导弹系统的隐蔽发射和远程目标的图像追踪，可高质量的完成作战任务。其次，在军事雷达上应用光纤通信技术，能够弥补传统电缆信号传输的不足，增强雷达的探测范围，极大降低了情报收集人员和阵地工作人员的安全风险。与此同时，使用光纤通信技术还能够避免数据信息在传输过程中的泄漏，有助于情报保密性的提升。再次，光纤通信技术与夜视仪的有机结合，能够有效提升图像的分辨率和清晰度，极大提升了攻击的准确性，为军队的夜间作战提供了保障[1]。

1.2 在水下军事领域的应用

水下光纤通信系统及相关技术的应用，极大促进到了海军的发展，其主要应用在舰船环境和潜艇环境之中。一方面，在舰船环境下，舰载光纤通讯系统的应用有效节约了舰船的使用空间，其练好的性能能够及时的发现远距离的飞机、舰艇和导弹等威胁目标，并将他们的数据信息传递给战斗单元。此外，舰载光纤通讯系统能够实现舰船编队内各部们之间的高速度、大容量、远距离的实时信息共享，以提高舰船的战斗能力。目前，舰载光纤通信系统已经越来越综合化、数字化、高速化以及智能化，已经成为海上军事活动最为广泛而重要的应用之一。另一方面，在潜艇环境下开展水下反潜对光纤通信系统也具有较强的依赖性，通过“光纤反潜战网络”能够有效侦查到敌方潜艇的声音信号，并利用光纤线路将相关信息传输到信息处理中心，以制定有效的作战计划。此外，光纤通信系统还能够实现扫雷舰与浮游载体之间的数据传输，其光纤网络具较强的自适应性，能够有效传递声呐信号和遥测信号，以实现信息交换、传输和控制的自动化和智能化。

1.3 在空中军事领域的应用

随着航空电子设备的日益复杂化，其通信传输也面临着越来越严峻的电磁环境干扰，在这样的状态下，航空中的信息传输系统必须具备较强的电磁屏蔽能力和高速的传输速率，显然，由同轴电缆所组成的传统的航空通信系统已经不足以应对这样的局面。采用先进的光纤通信技术，能够有效减轻飞机的负重，提升飞机内部信息传输的速率，不仅能够提升数据信息的抗干扰能力，避免电磁、射频对飞机通信的影响，而且能够通过通过电子支援子系统对敌方雷达进行干扰。以此同时，光纤通信技术的应用能够有效扩大指挥中心与前线之间的通信距离，具有较高的灵活性和可靠性，以提升战略指挥的精准性。现阶段，机载光纤通信正在深化对超大规模集成和超高速集成电路的研究以及高性能有源耦合器的研究，以促进满足航空电子体系结构应对不同场合和不同机种的需要。

2 建设我军光纤通信系统的建议

2.1 优化战术指挥作战体系结构模型

优化战术指挥作战体系结构模型能够为光纤通信的有效开展提供良好的环境。在战术级别的作战指挥中，要将军、师两级指挥中心作为光纤通信系统中的信息交换中心（图1）。军级指挥中心要依据侦查情报制定作战计划，并组建光纤通信网络、短电波单台网络、卫星通信网络等多种通信系统，并依据作战现场的实时变化调整战术布局。此外，军后勤部门还要根据相应的情报，制定适应的支援计划，以补充一线的军需物资。师级指挥中心受到军级指挥中心的领导，要依据其作战目标和意图，调整作战配置和管理，并及时更新一线的的动态信息。与此同时，师级的后期部门也要及时更新军需配属情况和装备受损情况，并向军级后勤部进行汇报，以获取相应的支援[2]。

图1 战术指挥作战体系结构模型

2.2 完善通信系统的建构

完善通信系统的建构，能够有效增强军事作战的机动性和灵活性。首先，要完善双向光纤通信系统，满足军、师两级之间的语音、数据、视频通信的需求。利用设置双向点到点的光纤通信系统，合理分配两级带宽业务量，以实现光纤通信系统的扩容，满足其传输容量和可靠性的需求。此外，该通信系统的传输速率能够达到34Mb/s的程度，能够有效提高军事作战对突发情况的应变能力。其次，要在战术指挥作战体系结构模型内部建立光纤局域网，以环形网络结构的形式对各个部门进行信息连接，实现物资和装备信息的实时沟通，提升对一线作战情况评估的准确性和及时性。另外，值得注意的是，光纤局域网内部需要100Mb/s的速率，因而优先考虑外调制的方式。最后，在各级后勤部和联勤部之间要建立一个单向的环形网络以简化物资或装备的调拨流程；在师司令部与作战部队之间建立稳定而可靠的统建链路，以保障战场上的语音和数据传输；在作战部队之中配备专门的具有100W的电台车，以实现部队之间的保密性通信。

2.3 促进光纤通信系统的发展

光纤通信系统在军事领域的作用已经成为国际关注的重点，加快对光纤通信技术的研发和应用能够有效提升我国的军事实力和国防实力。首先，我国要借鉴国外先进光纤通信系统的组网结构，采用双环网和网状网相结合的方式，提升通信系统的抗毁性和可靠性，以应对瞬息变化的战场局势。其次，要立足于我国的实际情况，研制符合军事需求的特种光纤，提高军用光纤对高温、高压、噪音等环境的适应能力。再次，要开发适合战场应用的光器件，强化对1.3μm波长中继器的研究，解决战场光纤断裂后的临时修复以及保障较短时间内通信顺畅的问题，开发低速率系统使用的相对稳定可靠的LD，以保障其具备大功率输出的特性和较长的使用周期。另外，军用光纤通信系统的光发射机和光接收机在恶劣条件的抗核辐射和抗电磁干扰问题也是亟待解决的。最后，要研制野外光缆接续技术，充分重视对光纤的非融接法连接技术的研发和应用，以促进野外光缆连接器的耐碰撞、耐腐蚀、耐高温等性能的提升[3]。