數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與技術（第2版） 課件ch01數(shù)據(jù)鏈的基本概念

數(shù)據(jù)鏈的基本概念國防電子信息技術叢書數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與技術(第2版)第一章01信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈的建設是信息化戰(zhàn)爭的重要保證，數(shù)據(jù)鏈的應用水平在很大意義上決定著信息化戰(zhàn)爭的水平和能力。海灣戰(zhàn)爭是第一場以精確打擊為主要作戰(zhàn)手段的信息化戰(zhàn)爭。雖然美軍當時裝備了數(shù)據(jù)鏈，如Link-4、Link-11、PADIL等，但由于數(shù)據(jù)鏈應用范圍小、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)種類繁多且各軍種專用，這就導致了在組織、管理以及橫向互通方面的巨大困難。數(shù)據(jù)鏈在近幾場局部戰(zhàn)爭中的運用信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈基本上是作戰(zhàn)平臺加精確制導武器主導戰(zhàn)場，戰(zhàn)斗行動僅表現(xiàn)在打擊平臺的單打獨斗，尚未形成由打擊平臺、航空偵察監(jiān)視、天基信息系統(tǒng)和指揮控制中心組成的網(wǎng)絡體系，部隊和武器平臺的作戰(zhàn)效能未能得到充分發(fā)揮。由于沒有有效的數(shù)據(jù)通信和實時指揮系統(tǒng)，目標信息的處理和傳輸較慢，一般需要數(shù)天才能完成。而且，海軍艦船、巡航導彈和戰(zhàn)機的打擊計劃需要由直升機送達旗艦指揮官，時效性差，經(jīng)常出現(xiàn)計劃趕不上變化的情況。信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈以數(shù)據(jù)鏈為支撐的三軍聯(lián)合戰(zhàn)術信息分發(fā)系統(tǒng)的使用，對于美軍發(fā)揮信息優(yōu)勢，實施聯(lián)合作戰(zhàn)起到了至關重要的作用。在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍構建了陸、海、空、天一體化的無縫隙全源情報體系，將各種空中偵察平臺、武器平臺通過數(shù)據(jù)鏈達成網(wǎng)絡化和一體化，使美軍“從傳感器到射手”的時間大大縮短。數(shù)據(jù)鏈被美軍尊稱為“作戰(zhàn)效能的倍增器”。信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈是戰(zhàn)場獲取信息優(yōu)勢的重要基礎。數(shù)據(jù)鏈可實現(xiàn)諸兵種作戰(zhàn)力量之間的無縫鏈接。數(shù)據(jù)鏈將引發(fā)作戰(zhàn)指揮方式的深刻變革。信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈是作戰(zhàn)武器裝備效能發(fā)揮的倍增器。數(shù)據(jù)鏈使作戰(zhàn)部署更加靈活、快速和準確。數(shù)據(jù)鏈使作戰(zhàn)協(xié)同更加精確、主動和靈活。信息化戰(zhàn)爭中的數(shù)據(jù)鏈02數(shù)據(jù)鏈的定義數(shù)據(jù)鏈是武器裝備的生命線，是戰(zhàn)斗力的“倍增器”，是部隊聯(lián)合作戰(zhàn)的“黏合劑”。數(shù)據(jù)鏈是將數(shù)字化戰(zhàn)場指揮中心、各級指揮所、參戰(zhàn)部隊和武器平臺鏈接起來的信息處理、交換和分發(fā)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)鏈是獲得信息優(yōu)勢，提高作戰(zhàn)平臺快速反應能力和協(xié)同作戰(zhàn)能力，實現(xiàn)作戰(zhàn)指揮自動化的關鍵設備。數(shù)據(jù)鏈的定義數(shù)據(jù)鏈通過無線信道實現(xiàn)各作戰(zhàn)單元數(shù)據(jù)信息的交換和分發(fā)，采用數(shù)據(jù)相關和融合技術來處理各種信息。數(shù)據(jù)鏈是采用無線網(wǎng)絡通信技術和應用協(xié)議，實現(xiàn)機載、陸基和艦載戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換，從而最大限度地發(fā)揮戰(zhàn)術系統(tǒng)效能的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)鏈的定義數(shù)據(jù)鏈鏈接的作戰(zhàn)平臺根據(jù)平臺的作戰(zhàn)應用領域，通常將C*KISR系統(tǒng)中的作戰(zhàn)平臺分為傳感器平臺、指揮控制平臺和武器平臺。通過數(shù)據(jù)鏈，在傳感器平臺、指揮控制平臺和武器平臺間形成數(shù)據(jù)鏈接關系。不同類型平臺由于載荷的不同，產(chǎn)生的信息類型存在較大差異。數(shù)據(jù)鏈的定義數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)南?shù)據(jù)鏈傳輸?shù)南⒖煞譃閮深悾阂活愂翘峁┙o網(wǎng)內(nèi)作戰(zhàn)平臺的戰(zhàn)術消息，另一類是用于網(wǎng)絡運行所必需的勤務消息。數(shù)據(jù)鏈的定義03數(shù)據(jù)鏈的類型戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈是應用于戰(zhàn)術級作戰(zhàn)區(qū)域，傳輸數(shù)字信號（數(shù)據(jù)、文本及數(shù)字話音等）的數(shù)據(jù)通信鏈路，提供平臺間的準實時戰(zhàn)術數(shù)據(jù)交換和分發(fā)，以滿足聯(lián)合作戰(zhàn)為主要目的，主要功能包括海上作戰(zhàn)、空中控制、監(jiān)視、防空、情報、空中作戰(zhàn)、后勤、火力支援和機動等。戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈的類型態(tài)勢/情報共享型：以搜集和處理情報、傳輸戰(zhàn)術數(shù)據(jù)、共享資源為主的戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈。指揮控制型：以常規(guī)通信命令的下達，戰(zhàn)情的報告、請示，勤務通信以及空中戰(zhàn)術行動的引導指揮等為主的戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈。綜合型：包括前兩型功能的戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈。數(shù)據(jù)鏈的類型寬帶數(shù)據(jù)鏈寬帶數(shù)據(jù)鏈是專門用于分發(fā)對帶寬要求高的偵察情報如圖片、視頻、高速數(shù)據(jù)流信息的數(shù)據(jù)鏈，它主要用于支持偵察和監(jiān)視作戰(zhàn)任務，具有統(tǒng)一的消息格式和波形規(guī)范、傳輸速度快、系統(tǒng)容量大等突出特點。擁有其他數(shù)據(jù)鏈無法比擬的通信帶寬和數(shù)據(jù)通信能力，能夠很好地解決網(wǎng)絡中心戰(zhàn)中圖像、視頻等大容量偵察情報高速傳輸?shù)碾y題，因而目前在美軍中得到了廣泛的應用。數(shù)據(jù)鏈的類型專用數(shù)據(jù)鏈專用數(shù)據(jù)鏈是應用于某個特殊戰(zhàn)術領域的數(shù)據(jù)通信鏈路，可以理解為戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈的一類特殊分支。與戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈相比，其功能和信息交換形式較為單一。比較典型的有增強型定位報告系統(tǒng)（EPLRS）態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈（SADL）、情報廣播數(shù)據(jù)鏈、監(jiān)視與控制數(shù)據(jù)鏈（SCDL）、武器數(shù)據(jù)鏈（WDL）、陸軍1號戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈（ATDL-1）等。數(shù)據(jù)鏈的類型04數(shù)據(jù)鏈的基本組成是數(shù)據(jù)鏈通信的基礎，通常表現(xiàn)為端機、數(shù)據(jù)終端及電臺等；通過選擇合適的信道、工作頻段、發(fā)射功率、調(diào)制解調(diào)方式等，產(chǎn)生數(shù)據(jù)鏈信號波形，滿足數(shù)據(jù)鏈戰(zhàn)術信息傳輸要求，如通信距離、通信方式、通信業(yè)務、通信帶寬、傳輸速率等。傳輸通道數(shù)據(jù)鏈的基本組成是數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡中有關信息傳輸順序、網(wǎng)絡控制方面的規(guī)約，主要解決各種應用系統(tǒng)的格式化消息如何通過信息網(wǎng)絡可靠而有效地建立鏈路，從而快速達成信息的交互。它主要包括頻率協(xié)議、波形協(xié)議、鏈路協(xié)議、網(wǎng)絡協(xié)議等。通信協(xié)議數(shù)據(jù)鏈的基本組成是對數(shù)據(jù)鏈傳輸信息的幀結(jié)構、信息類型、信息內(nèi)容、信息發(fā)送/接收規(guī)則的詳細規(guī)定，形成標準格式，以利于計算機生成、解析與處理。格式化消息是數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)內(nèi)容，它使機器可以識別，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可用于控制武器平臺，也可以產(chǎn)生圖形化的人機界面。標準的格式化消息數(shù)據(jù)鏈的基本組成戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)（TDS）實際上就是一臺計算機系統(tǒng)，完成格式化消息轉(zhuǎn)換。它接收各種傳感器和操作員發(fā)出的數(shù)據(jù)（如雷達、CCD成像系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等），并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準的報文格式。數(shù)據(jù)鏈端機簡稱端機，是數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡的核心部分和最基本單元，主要由調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡控制器和密碼設備等組成。密碼設備是數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中的一種重要設備，用來確保網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?shù)據(jù)鏈的基本組成數(shù)據(jù)鏈的工作過程一般是：首先由作戰(zhàn)單元的主任務計算機將本單元欲發(fā)送的戰(zhàn)術信息，通過TDS按照數(shù)據(jù)鏈消息標準轉(zhuǎn)換為格式化消息，經(jīng)過接口處理及轉(zhuǎn)換后，由端機按照組網(wǎng)通信協(xié)議處理后，再通過傳輸設備發(fā)送（通常為無線設備）。接收方（可以一個或多個）由其端機接收到信號后，由端機按組網(wǎng)通信協(xié)議進行接收處理，再經(jīng)過接口處理及轉(zhuǎn)換后，由TDS進行格式化消息的解讀，最后送到主任務計算機進行進一步處理和應用，并通過圖形符號的形式顯示在作戰(zhàn)單元的屏幕上。數(shù)據(jù)鏈的基本組成05數(shù)據(jù)鏈的特征數(shù)據(jù)鏈與作戰(zhàn)平臺緊密結(jié)合，把地理上及空間上分散的部隊、各種探測器和武器系統(tǒng)鏈接在一起，保證戰(zhàn)場態(tài)勢、指揮控制、武器協(xié)同、情報偵察、預警探測等信息的實時、可靠、安全地傳輸，實現(xiàn)信息共享，縮短決策時間，提高指揮速度和協(xié)同作戰(zhàn)能力，增加部隊的整體作戰(zhàn)能力和防御能力，對敵方實施快速、精確、連續(xù)的打擊，對我方的重要目標進行全方位的有效保護。數(shù)據(jù)鏈的特征信息傳輸?shù)膶崟r性。對于目標信息和各種指揮引導信息來說，信息傳輸?shù)膶崟r性有較高要求。信息傳輸?shù)目煽啃?。?shù)據(jù)鏈系統(tǒng)要在保證作戰(zhàn)信息實時傳輸?shù)那疤嵯?，保證信息傳輸?shù)目煽啃?。信息傳輸?shù)陌踩浴榱瞬蛔寯撤浇孬@己方信息，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)一般采用數(shù)據(jù)加密手段，以確保信息傳輸安全可靠。數(shù)據(jù)鏈的特征信息格式的一致性。為避免信息在網(wǎng)絡間交換時因格式轉(zhuǎn)換造成時延，保證信息的實時性，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)規(guī)定了各種目標信息格式。通信協(xié)議的有效性。根據(jù)系統(tǒng)不同的體系結(jié)構，如點對點結(jié)構或網(wǎng)絡結(jié)構，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)采用相應的通信協(xié)議。系統(tǒng)的自動化運行。數(shù)據(jù)鏈設備在設定其相應的工作方式后，系統(tǒng)將按相應的通信協(xié)議，在各終端網(wǎng)絡（通信）控制器的控制下自動運行。數(shù)據(jù)鏈的特征數(shù)據(jù)鏈與數(shù)字通信系統(tǒng)具有天然的淵源，可以說數(shù)字通信技術是數(shù)據(jù)鏈的重要技術基礎，但并不等于說數(shù)據(jù)鏈就是數(shù)字通信。一般來說，數(shù)字通信的主要功能是按一定的質(zhì)量要求將數(shù)據(jù)從發(fā)端送到收端的透明傳輸，即完成所謂的“承載”任務，通常不關心所傳輸數(shù)據(jù)表征的信息，數(shù)據(jù)需要由所在的應用系統(tǒng)做進一步處理后形成信息。而數(shù)據(jù)鏈則不然，除要完成數(shù)據(jù)傳送的功能外，數(shù)據(jù)鏈終端還要對數(shù)據(jù)進行處理，提取出信息，用以指導進一步的戰(zhàn)術行動。數(shù)據(jù)鏈的特征06數(shù)據(jù)鏈的應用由于受技術裝備水平等因素的制約，傳統(tǒng)的作戰(zhàn)指揮體制大多是“樹杈”式的結(jié)構，存在著層次多、信息傳輸慢、橫向聯(lián)系少、協(xié)同困難、整個結(jié)構易受局部影響及抗毀性差等缺陷。這種傳統(tǒng)的垂直“樹杈”式指揮體制無法滿足現(xiàn)代快節(jié)奏的信息化作戰(zhàn)。信息化戰(zhàn)爭的突出特點就是快，戰(zhàn)爭的主要實施者是“基層”作戰(zhàn)單元或者單兵。在指揮控制系統(tǒng)中的應用數(shù)據(jù)鏈的應用在ISR系統(tǒng)中的應用奪取信息優(yōu)勢是信息化戰(zhàn)爭中各種軍事作戰(zhàn)行動不可或缺的關鍵因素。數(shù)據(jù)鏈在情報、監(jiān)視和偵察（ISR）系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在偵察平臺的鏈接組網(wǎng)以及情報偵察信息的實時、快速傳遞等方面。數(shù)據(jù)鏈的應用在武器系統(tǒng)中的應用武器平臺：未來戰(zhàn)爭將是信息化條件下的局部戰(zhàn)爭，主要作戰(zhàn)樣式是信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)，其重