美軍數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用研究

田萬勇

(中國電子科技集團(tuán)公司第20研究所通信事業(yè)部，陜西西安 710068)

未來戰(zhàn)爭是信息化戰(zhàn)爭，未來戰(zhàn)場是數(shù)字化戰(zhàn)場。數(shù)據(jù)鏈享有“數(shù)字化戰(zhàn)場中樞系統(tǒng)”之稱，能將戰(zhàn)場上的指揮中心、各級(jí)指揮所、各參戰(zhàn)部隊(duì)和武器平臺(tái)相鏈接，構(gòu)成陸、海、空、天、電一體化的數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)。

在不同歷史時(shí)期，各國軍隊(duì)根據(jù)不同作戰(zhàn)需求開發(fā)了一系列的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，新數(shù)據(jù)鏈的出現(xiàn)并不意味著舊的數(shù)據(jù)鏈將被立即取代，而應(yīng)當(dāng)在較長的時(shí)間內(nèi)并存;同時(shí)，由于技術(shù)原因和作戰(zhàn)應(yīng)用對(duì)象的不同，任何一種數(shù)據(jù)鏈可能滿足所有作戰(zhàn)要求，于是就形成了當(dāng)前多種數(shù)據(jù)鏈路并存的現(xiàn)狀。但從現(xiàn)代戰(zhàn)爭的觀點(diǎn)看，戰(zhàn)場指揮和戰(zhàn)場態(tài)勢情報(bào)應(yīng)是統(tǒng)一的，各作戰(zhàn)單位應(yīng)分工合作，這才能形成體系對(duì)抗的優(yōu)勢，因此提出了多鏈路協(xié)同作戰(zhàn)的問題。各國軍隊(duì)為此做了眾多工作，以期使已有的數(shù)據(jù)鏈能夠最大程度的互聯(lián)互通，并能兼容以后即將出現(xiàn)的各種新型數(shù)據(jù)鏈，在新形勢下發(fā)揮更大的作用［1－2］。

1 美軍數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用現(xiàn)狀

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈與應(yīng)用系統(tǒng)/平臺(tái)的集成以及多數(shù)據(jù)鏈的互操作，在數(shù)據(jù)鏈應(yīng)用過程中，美軍和北約在不同時(shí)期，根據(jù)不同作戰(zhàn)需要開發(fā)了一系列集成應(yīng)用軟件/產(chǎn)品并集成到專用設(shè)備中［3］。

(1)防空系統(tǒng)集成器(Air Defense System Integrator，ADSI)，是一個(gè)多鏈路指揮、控制和通信系統(tǒng)，是裝載在計(jì)算機(jī)上的一組軟件模塊，提供空中態(tài)勢圖的多輸入和綜合顯示。ADSI能處理多種戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，如Link 11、Link 11 B、Link 16、ATDL－1及綜合廣播業(yè)務(wù)(IBS)等。其可接收寬范圍的多個(gè)雷達(dá)輸入，提供自動(dòng)航跡初始化，同時(shí)將來自多個(gè)雷達(dá)的航跡綜合成集中使用的戰(zhàn)術(shù)圖像。同時(shí)還可接收其他情報(bào)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，將新數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，以減少重復(fù)信息。

(2)空中互聯(lián)網(wǎng)。即將各種使用不同數(shù)據(jù)鏈路的空中平臺(tái)相聯(lián)接。例如:下一代的加油機(jī)將成為建立“空中互聯(lián)網(wǎng)”的核心。只需在加油機(jī)上安裝一個(gè)翻譯器，便可將一種數(shù)據(jù)鏈路的信息無縫地翻譯成另一種數(shù)據(jù)鏈路可使用的信息。通過該方法，使用Link 11、Link 16、協(xié)同作戰(zhàn)能力(CEC)和陸軍 EPLRS無線電系統(tǒng)的平臺(tái)就能彼此接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

(3)指揮控制處理器(Command and Control Processor，C2P)。主要用于作戰(zhàn)艦艇，是一套報(bào)文分發(fā)軟件，可使指控系統(tǒng)主機(jī)接入Link 4、Link 11和Link 16等數(shù)據(jù)鏈。C2P采用N系列消息格式為主機(jī)提供統(tǒng)一接口，其功能包括:端機(jī)初始化和控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)過濾、鏈路性能監(jiān)視、消息接收及應(yīng)答等。

(4)多戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈處理器(Multi－TADIL Processor，MTP)。美海軍提出的MTP將取代原有的C2P。可應(yīng)用于 AEGIS、ACDS、GCCS－M、飛機(jī)、指揮艦、潛艇和岸上設(shè)施等多種平臺(tái)。MTP除支持Link 4 A、Link 11/11 B和Link 16外，還支持Link 22、聯(lián)合距離拓展(JRE)及衛(wèi)星戰(zhàn)術(shù)數(shù)字信息鏈路J(S－TADIL J)等新型數(shù)據(jù)鏈。

(5)數(shù)據(jù)鏈處理器/機(jī)載數(shù)據(jù)鏈處理器(DLP/ADLP)。DLP(Data Link Processor)用于地面固定、移動(dòng)和海上平臺(tái)，而ADLP用于機(jī)載平臺(tái)。通過DLP/ADLP，指控系統(tǒng)或戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)(TDS)能方便地接入Link 11/11 B、Link16和Link22等數(shù)據(jù)鏈。

(6)通用鏈路集成處理(CLIP)。可用于飛機(jī)、艦船、岸上指控站點(diǎn)和陸地戰(zhàn)術(shù)單元。CLIP可鏈接Link 4 A、Link 11/11 B、Link 16、Link 22 等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈與TTNT、JTRS和WNW等新型數(shù)據(jù)鏈，可對(duì)不同消息格式與協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

(7)數(shù)據(jù)鏈公共操作構(gòu)件。美軍在共操作環(huán)境(COE)中，將不同數(shù)據(jù)鏈的消息處理服務(wù)封裝在相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈軟件段中。安裝COE軟件時(shí)，用戶可根據(jù)需要選擇安裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈軟件段，并可在COE軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用開發(fā)。

2 通用鏈路集成處理(CLIP)

2004年，美國陸?？杖娐?lián)合組成了“數(shù)據(jù)鏈集成問題”的開發(fā)小組，并提出了“低成本集成(LCI)”開發(fā)計(jì)劃，之后將其更名為通用鏈路集成處理(CLIP)。CLIP由諾斯羅普·格魯曼公司研發(fā)，是美國海、空軍合作項(xiàng)目，用以開發(fā)通用軟件，集成戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈路(TDL)，確保海上與空中平臺(tái)上的IP協(xié)議連通性［4］。該系統(tǒng)工程包括:系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、工程分析、軟件開發(fā)、軟/硬件集成、系統(tǒng)試驗(yàn)、認(rèn)證試驗(yàn)支撐、訓(xùn)練、操作訓(xùn)練支持、生命周期支持概念以及提供艦船、飛行平臺(tái)、海岸基地/陸地平臺(tái)等選項(xiàng)。

2.1 系統(tǒng)功能

CLIP 鏈接傳統(tǒng)的Link 4 A、Link 11/11 B、Link 16、Link 22、EPLRS和VMF等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈，同時(shí)提供衛(wèi)星S－TADIL J、綜合廣播業(yè)務(wù)(Integrated Broadcast Service，IBS)技術(shù)，將來還將包括戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Tactical Targeting Network Technologies，TTNT)、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)及(Joint Tactical Radio System，JTRS)寬帶網(wǎng)絡(luò)波形(Wideband Networking Waveform，WNW)，為不同平臺(tái)提供網(wǎng)關(guān)功能。圖1所示為CLIP的系統(tǒng)概念圖［5－6］。其功能包括:(1)連接具有不同消息格式的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈和新型數(shù)據(jù)鏈，支持戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈(TDL)間的轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)關(guān)功能。(2)簡化TDL間的通信，支持基于IP的通信技術(shù)以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的需求。(3)實(shí)現(xiàn)消息處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，提供與各主平臺(tái)兼容的接口。(4)采用多處理環(huán)境。(5)采用開放式的分層結(jié)構(gòu)和SCA(軟件控制結(jié)構(gòu))兼容。

圖1 CLIP系統(tǒng)概念圖

2.2 CLIP原理

CLIP能為不同通信格式進(jìn)行數(shù)據(jù)與協(xié)議轉(zhuǎn)換，可將通用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈(TDL)軟件集成到多個(gè)不同平臺(tái)上，可提升戰(zhàn)術(shù)通信效率，增強(qiáng)不同數(shù)據(jù)鏈間的互操作性，并降低數(shù)據(jù)鏈生存期的維護(hù)成本。

圖2為CLIP的軟件實(shí)現(xiàn)概念圖。CLIP可將上層的主系統(tǒng)(Host System)與下層的數(shù)據(jù)鏈隔離，對(duì)于主系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)峭该鞯?。CLIP最關(guān)鍵的部分是中間的鏈路處理單元，可將數(shù)據(jù)鏈通過各自I/O接口傳來的消息轉(zhuǎn)換成主系統(tǒng)能夠識(shí)別的消息，通過Host I/O傳給主系統(tǒng)，反之亦然。CLIP通過為各平臺(tái)提供所需戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈能力的通用軟件方案，將平臺(tái)的任務(wù)計(jì)算機(jī)/戰(zhàn)斗系統(tǒng)與戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈能力相隔離，從而使戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與能力的改變不對(duì)主平臺(tái)造成影響，以使其可供多種軍用平臺(tái)和設(shè)備使用，包括飛機(jī)，艦艇，岸基指揮站和地面戰(zhàn)術(shù)單元。

圖2 CLIP的軟件實(shí)現(xiàn)概念圖

CLIP利用通用的開放架構(gòu)，可格式化不同的消息并將其進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，從而允許現(xiàn)有未裝備戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的平臺(tái)以及裝備不同數(shù)據(jù)鏈的平臺(tái)間進(jìn)行通信。

迄今為止，CLIP程序已在B1，B52轟炸機(jī)與F35戰(zhàn)斗機(jī)上得到應(yīng)用，未來將集成到更多平臺(tái)上。

3 對(duì)我軍的啟示

對(duì)于我軍現(xiàn)存的各種數(shù)據(jù)鏈，由于其任務(wù)系統(tǒng)與平臺(tái)系統(tǒng)的集成性差，且消息格式與協(xié)議各不相同，難以實(shí)現(xiàn)直接互聯(lián)互通。因此可參照美軍CLIP成功的經(jīng)驗(yàn)，采用當(dāng)下成熟的體系架構(gòu)(Service－Oriented Architecture，SOA)技術(shù)，將數(shù)據(jù)鏈的各種功能抽象成服務(wù)(Service)。利用SOA松耦合的特性，使得其可按照模塊化的方式來添加新功能(服務(wù))或更新現(xiàn)有功能，以滿足新的作戰(zhàn)任務(wù)需求。這樣既能在不對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)鏈作較大改動(dòng)的情況下，最大程度地發(fā)揮其功能，也可為將來研發(fā)的新型數(shù)據(jù)鏈留下空間，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)鏈間的戰(zhàn)術(shù)信息共享，達(dá)到良好的互操作性。為此，需要構(gòu)建通用的數(shù)據(jù)鏈軟件開發(fā)框架，使未來數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用軟件的開發(fā)建立在一個(gè)公共的軟件平臺(tái)上，減少開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期且提高系統(tǒng)/平臺(tái)間的互操作能力。

4 結(jié)束語

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要的作用，數(shù)據(jù)鏈的建設(shè)是信息化戰(zhàn)爭發(fā)展的重要標(biāo)志之一，數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用水平?jīng)Q定著信息化戰(zhàn)爭的水平和能力。由于多種數(shù)據(jù)鏈并存的現(xiàn)狀，各鏈之間難以實(shí)現(xiàn)直接的信息共享，從而限制了其能力的發(fā)揮，如何實(shí)現(xiàn)多鏈路協(xié)同作戰(zhàn)成為亟待解決的問題。文中分析了美軍的數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用現(xiàn)狀，列舉了幾種典型應(yīng)用，并重點(diǎn)介紹了通用鏈路集成處理(CLIP)。并對(duì)我軍的數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用進(jìn)行了展望，提出了基于SOA的方案。

［1］王治安.數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展和集成應(yīng)用［J］.現(xiàn)代導(dǎo)航，2013(3):139－141.

［2］孫義明，楊麗萍.信息化戰(zhàn)爭中的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2010.

［3］黃鹍.美軍數(shù)據(jù)鏈集成應(yīng)用及其啟示［J］.艦船電子工程，2010(11):15－17.

［4］李云茹.戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈及其應(yīng)用技術(shù)［J］.中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2007，2(2):211 －217.

［5］趙敏.數(shù)據(jù)鏈集成交聯(lián)技術(shù)研究［J］.艦船電子工程，2011(8):18－21.

［6］羅敏.數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用［J］.電子工程師，2008(9):51－53.