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散射通信在国外应用现状及发展趋势

2017-07-16纪晓辉

中国新通信 2017年11期
关键词:视距传输速率链路

纪晓辉

【摘要】 由于散射通信单跳跨距远、抗毁、抗扰和抗截获能力强,具有跨越山丘、海湾、沙漠等复杂地形进行全天候可靠通信等特点,因此在军事通信一直受到高度重视。美国、俄罗斯等国一直在持续不断的发展散射通信技术、更新散射装备,散射通信已成为各国战略、战区及战术通信网中不可或缺的重要通信手段。

【关键字】 散射通信 发展 应用

引言:随着“分散部署”时代的来临,作战部队对超视距通信的需求急剧增加,在卫星通信无力独自填补巨大需求缺口的压力下,散射通信作为经过实战检验的宝贵的超视距通信战术优势重新获得了军方的高度重视,值此契机迎来了它在部署应用中的重新跃升以及系统、技术革新的突破期。

一、散射通信设备的发展

相对于短波通信、微波通信,散射通信技术出现比较晚。上世纪三十年代,随着雷达技术的发展,发现了电磁波的超视距传播现象,随后进行了大量的传播试验;1950年在大量试验的传播试验的基础上,总结产生了散射传播理论;1955年美国最先实现的散射通信技术的实用化,从散射设备的实用化至今,基本上经历了以下4个阶段。

阶段1:固定散射站,多工作在L/S频段,传输容量一般小于2Mbps,天线口径基本在10米左右,发射功率在10kw甚至更高,单站值班和维护人员约20人。固定散射站主要用于构建远程骨干网,单跳通信距离在200km左右;

阶段2:机动散射站,传输容量在2Mbps左右,每站由2~3辆车组成,主要用于远程机动通信保障,单跳通信距离一般在150km以下,多用于战区通信;

阶段3:单车单站,在阶段2的基础上,利用单辆越野卡车上实现了天线、通信设备、供电等一体化设计,机动能力进一步提升。其最高传输容量支持20Mbps;

阶段4:单天线散射站,相继出现了以DART-T为代表的战术型散射装备,在本阶段更加注重设备的小型化、模块化以及多模式通信一体化设计。设备体积更小、重量更轻,可通过小型越野车进行承载或者人工背负,在战场快速部署中使用更加灵活。

二、散射通信现状及发展趋势

近年来,传统散射通信强国如美国、俄罗斯、法国以及印度、英国、乌克兰等均在持续推动散射技术的发展和装备的升级、更新,镶嵌新技术的系统装备重新焕发出勃勃生机。

2.1散射设备现状

2.1.1 Comtech公司CS67500及TCT300A

AN/TRC-170曾作為美军对流层散射通信设备的典型代表,在过去的军事通信部署中得到成功的应用,但是随着通信带宽需求的增加,原有的传输速率不能满足战场信息传输要求。Comtech公司研发了传输速率为50Mbps的调制解调器(CS67500),来替代原有低速率调制解调器,实现对现役AN/TRC-170系统的升级。

Comtech公司以CS67500调制解调器为核心,研制了新型散射通信终端TCT300A。TCT300A使用1面天线,安装在轻型战术拖车上(LTT),可使用悍马车或小型越野车进行运输,与传统的双天线系统相比,该系统的部署、开通时间显著缩短。

3.1.2 Ratheony公司DART-T散射/卫星双模通信终端

DART-T为双模式、全频段、可重新配置战术终端,具有散射和卫星两种工作模式,适用于快速部署、快速反应及应急通信、指挥中心与机动部队之间建立大范围快速移动的战术中继链路、边境监视、岛岛或内陆通信等。配有1面2.4米天线(典型),最高传输速率可达100Mbps,具有散射/绕射/视距/卫星多种工作波形。

3.1.3 Ratheony公司Ku频段战术TELOS设备

战术扩展视距(TELOS)系统是一种小型、轻重量的超视距通信终端,TELOS支持散射工作模式,和微波设备采取相同方式架设时,通信距离是微波通信方式的三倍,适用于市区、郊区、崎岖山区等一系列复杂地形环境下的部署。配有1面0.75米天线(典型),传输速率可达50Mbps,发射功率200W。

3.1.4俄罗斯“独木舟”散射通信站

俄罗斯“独木舟”散射通信站由1面天线、1套收发信机和1个调制解调器构成,可便携或车载。它采用时分双工体制,利用实时信道探测的自适应选频分集方式,在2~16个可用频率中实时自适应选择最佳频率传输,达到了单天线可靠通信效果。

此外,哈萨克斯坦、伊朗等国也很注重散射通信装备的研制,最近相继推出了本国化的散射装备。

2.2散射设备使用现状

2.2.1干线通信链路的建立

美军:历史上最大规模的散射通信部署是1991年在伊拉克的“沙漠风暴”行动,美军共使用了100多套AN/TRC-170,构建了60 多条链路,组成了全长3000公里的区域骨干通信网络,用于作战指挥、控制和情报信息传输。2003年在“伊拉克自由行动”中,美军从科威特北部到巴格达曾部署了散射通信系统,提供关键的远程骨干通信,为在伊拉克参加作战行动的海军陆战队远征部队提供支持[1]。“沙漠风暴”和“伊拉克自由”行动都证明了对流层散射通信系统是现代信息化战争中不可缺少的通信设备。

伊拉克:鉴于散射通信设备在伊拉克的出色表现,2013伊拉克国防部,公开招标采购3.39亿美元的散射通信装备,用于构建覆盖包含巴格达在内的全国各主要城市的军事干线网,全长超过2000km。采购内容包括:19跳机动型散射链路,并包含相关的人员培训、备品备件及技术支持等[2]。

2.2.2战区机动通信

阿尔及利亚85%国土面积为沙漠地区,人烟稀少,将光纤等基础设施完全覆盖到边境成本巨大。阿尔及利亚军方以散射为主要通信手段,结合微波和有线通信方式,构建了陆军电子对抗系统的机动通信网,主要用于短波侦察站、超短波侦察站、雷达站等情报信息到上级指挥所之间远距离、超视距通信。该通信网经过多期建设,散射通信节点已达20余个,并已部署在阿尔及利亚的南部、东部等边境地区。

2.2.3防空系统中的应用

散射通信设备在防空系统中大规模的应用时冷战期间美国空军在阿拉斯加建设的“白爱丽丝通信系统”它将空军在阿拉斯加的远程站点与指挥控制系统进行连接,利用对流层散射通信系统,在30多个站点间建立了长达6400km的链路,大多数站点位于沿边境线的偏远山峰上,最远散射链路达600km。

在上世纪90年代,美国在韩国部署的一个永久性的“爱国者”导弹营中,使用TRC-170设备将部署在3个视距之外的三个发射阵地连接起来,首次实现了单个情报协调中心在宽阔地域内对多个拦截控制站的控制。

2.3散射发展趋势

从美、俄等国的散射通信技术最新进展来看,散射通信设备的发展更加注重战术部署下的应用,以“小型化、多模化,高带宽”来适应未来信息数字化战场高机动性和高效性的需求,散射技术发展未来趋势可总结如下几点:

2.3.1高速散射调制解调技术

由于未来信息化作战对大容量散射通信系统的紧迫需求,“高速散射调制解调技术”已成为国内外研究的最新热点。Comtech公司的CS67500速率已达50Mbps,Ratheony公司DART-T傳输速率已经达到了100Mps,日本NEC公司OTH系统传输速率也达到了100Mbps,更高速率的调制解调技术仍旧是散射技术的研究热点和未来发展的方向。

2.3.2扩展工作频段

现役大部分散射设备的工作频段大都在5 GHz 以下,目前美国已有X频段和Ku频段的散射设备,更高工作频段的设备意味更多的工作频谱,更小的设备体积和天线尺寸,高频段的设备在战术部署中使用更加灵活。

2.3.3与其它通信模式的一体化设计

美军的DART-T战术机动散射终端不但能够同传统散射通信设备一样工作在散射、绕射、视距传输模式,而且率先实现了散射/卫星通信模式一体化,Ratheony公司Ku频段战术TELOS设备也可以工作在多种通信模式。与其它通信模式的一体化设计的散射通信装备可以在战场实现既定任务目标的同时,减少通信装备的种类、降低操作维护人员的工作难度[3]。

结论:随着散射技术的发展,“小型化、多模化,高带宽”已成为散射设备的发展趋势,随着战场数字化程度越来越高,战场通信数据量急剧增长,散射通信作为超视距通信的一种手段,在作战应用中已不再被视为卫星通信的备选方案,而成为了与卫星通信并驾齐驱的一个重要手段,散射通信在未来战场上将迎来广阔的应用和发展前景。

参 考 文 献

[1] 丁雪丽,军用对流层散射通信重新受到重视,现代信息,2009(1) 12~15

[2] 李妍、邹恒,驻伊美军大幅提升战术通信能力,外军电信动态,2009(1):22~24

[3] 王金耀、刘俊平,美陆军重构WIN-T战场通信计划,外军电信动态,2008(1):10~11

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