外军舰船综合通信系统技术分析_林海涛

外军舰船综合通信系统技术分析林海涛,何如龙,刘　波(海军工程大学电子工程学院,湖北武汉　430033)　　摘要:综合通信系统是舰船的“中枢神经”。文章从欧洲和美国海军舰艇的综合通信系统技术的分析入手,研究了舰船通信系统的发展趋势,提出了对我军舰船通信系统建设的建议。关键词:舰船;光纤通信;网络结构中图分类号:U675　文献标识码:C　文章编号:1001-8328(2006)03-0031-03　　Abstract:Theintegratedcommunicationsystemisthenervouscentralisofnavalvessels.Byanalysistonavalvessel'scommunicationsysteminEuropeandAmerica,thispaperstudiesthedevelopmenttrendencyofcommuni-cationsystemandgivessomesuggestiontoours.Keywords:navalvessel;opticalfibrecommunication;networkstructure作者简介:林海涛(1974-),男,山东临朐人,讲师,硕士,主要研究舰船综合通信技术。　　美国2001年《国防》明确提出,在迈入21世纪之初,美国国防和军队建设的两大“制高点”将是信息和航天领域,并确定按照“信息主导”、“系统集成”和“全面优势”的思路,发展以信息网络为中心的军事装备体系。美海军1997年提出的“网络中心战”概念,目的是将所有的探测装置、通信系统、武器系统、作战辅助系统组成以计算机为核心的网络,提供实时的战斗空间信息和战场态势,提高指挥速度和决策速度,最终提高联合作战能力。正如当时的美海军作战部长所言,美海军正在实施一次“根本性的改变———从以作战平台为中心的作战向以网络为中心的作战转变”。舰艇综合通信系统是作战舰艇的中枢神经,将舰艇的传感器、信息处理与决策部门、行动机构等实现互连,将语音、数据、图像等业务实现综合,传递着整个舰艇从外部获取的外部信息和各类内部信息,供舰艇的各系统使用,是遍布整个舰艇范围的信息高速通道、“数字神经系统”和通信平台。在信息化作战中起着极其重要的作用。1　欧洲海军的综合通信系统(FICS)2002年,英国BAE系统公司与泰利斯通信公司合作,、研制全综合通信系统(FICS),装备英国海军新型T45型驱逐舰。同年,法国舰艇建造局(DCN)与泰利斯公司签订为法国海军的两艘指挥舰提供FICS的合同。该系统将提供一套全自动化的内部和外部的通信系统,满足T45型舰的话音、数据和视频的需求。系统采用保密传输方式,并利用系统设计,使其具有极高的灵活性、可用性和存活性。FICS广泛采用已验证的成熟技术和产品,减少风险和非经常性费用,并采用开放式的系统设计,方便未来系统的改进和扩展。在技术革新方面,该系统应用最新ATM/IP标准的新型通信网络和先进的系统集成技术。同时采用有效的通信管理,可大量减少舰上人员数量。1.1　系统应用功能系统从应用功能上分为四大部分:内通系统、外通系统、数据传输系统、岸基接口。内通系统主要实现舰艇内部各战位之间的,点到点、点到多点指挥通信、会议电话、普通勤务电话、广播(指挥、命令)和警报;外通系统主要实现与外部的通信联络,可提供的方式有:明码通信、保密通信、战术数据链、卫星通信;数据传输31第19卷　第3期2006年6月中国修船CHINASHIPREPAIRVo.l19No.3Jun.2006系统主要是完成数据的交换、管理与传输,包括数据处理设备之间的数据交换、平台的管理、人员的管理、装备管理;岸基接口主要提供与岸基之间的通信接口,舰艇靠码头时可通过岸基接口接入到军用或民用通信网络中。1.2　系统抗毁能力系统采用环形与网状相结合的网络结构,节点之间组成环形网络,同时主干节点之间有直达路由相连,这种结构具有很强的战场生存能力,不会因单个节点遭到破坏而影响其他节点间的通信,同时在节点遭到破坏时也能提供系统要求的切换、恢复时间。如图1,在节点3与节点4、节点4与节点5之间的连接均遭到破坏时,节点4将自动利用与节点1之间的路由与网络上的其他节点建立连接,即使整个节点4遭到破坏,网络上的其他节点也可以利用环形网络的特点迅速切换路由,恢复通信。图1　系统顽存性示意图1.3　系统保密性能系统同时可提供明码信道和保密信道与外界建立通信连接,根据任务的不同级别可以与外部进行保密语音、保密数据通信,也可以通过明码信道与外部进行明码通信。这样就保证了舰艇与外部通信的保密性、安全性,见图2。图2　系统保密性示意图1.4　节点结构节点结构图如图3所示,在节点完成信息交换和路由选择,同时节点提供10/100M以太网宽带访问服务和各种窄带服务。可提供标准的RS232/422,ISDNS0/S2,X.25andPABX等窄带接口及特殊的音频/数据modem、保密设备、民用和保密无线电设备接口。图3　系统节点功能图2　美国海军的航母通信系统2.1　CVN76“里根”号航母通信系统该航空母舰装载“综合通信和先进网络”(ICAN)的改进型HMR-10系统。ICAN系统包括综合话音部分、计算机部分等,还包括以该系统为核心的舰艇监控、机电控制和导航系统等。其中,综合话音系统将电话、无线电台、舰上信息发布系统和内部通信等综合为一体,并实现了与ICAN上的多个计算机协同工作,初步实现了语音和数据业务的融合。ICAN采用开放结构体系,它的交换、路由、控制和无中断电源系统配置在各个节点处。ICAN的应用框图如图4所示。图4　系统应用框图该系统负责为舰队内所有舰艇以及海上或岸上的海军指挥部门提供不间断的语音、数据、图形及相关视频之类的综合信息,实现舰队、岸基各作战平台的各类传感器、作战指挥系统和武器系统的连接,实时融合与来自舰队内相关各传感器的数据,形成统一的、精确的和实时的战术信息和战场态势,供各平台(舰艇)共享,并完成统一指挥与行动。舰载网络主干网采用双环结构,有主环(一级环)和次环(二级环)之分。双环结构突出优点是其抗毁性和故障恢复机制。当环路中断或站故322006年第3期中国修船第19卷障时,系统将自动恢复到正常工作状态,因此具有很强的抗毁能力,可大大降低由于战场损伤而造成舰艇不能通信的概率。主环用于正常运转,次环构成备用通路。当主环出现故障时,数据在次环上传输。如果是电缆故障,故障两端的站点将信息流从主环自动迂回到次环,以避开主环的故障。2.2　在建的CVN-77的通信系统美国海军提出的新的“网络中心战”作战思想在“乔治布什”号(CVN-77)上得到充分体现。该舰装备了新的C4ISR自动化指挥系统(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察的总称)。C4ISR的核心就是实现各部队之间、各作战平台之间高速度、大容量、远距离的实时数据交换,从而实现信息共享,实时掌握战场动态,缩短决策时间,减少决策失误,以便对敌人实施快速、精确、连续的打击。美海军决心将CVN-77打造成网络中心战的中心。CVN-77将以光纤缆线联结全舰16个“通讯结点”,构成一个系统与系统、装备与装备间大容量、高速度的通信网络。经过整合能将音频的信息与视频的图像,以及各种侦察器材获得的数据信息,在各个作战平台之间瞬间传递和展现。而此系统所需的硬件与软件,都将采用现成的商用产品,以便能随着信息工业的快速发展而易于更新,及时提升航母的信息战能力。3　对我军舰船综合通信系统建设的启示(1)建设舰船的信息基础设施,承载所有舰载业务。现代舰船由于武器装备的现代化,指控、导航、雷达、情报、通信及通信对抗设备及其控制系统越来越先进,所需信息量越来越大,控制系统的复杂以及现代海战的瞬息万变,这就要求信息的获取、传输、处理和互操作能快速、方便、准确、及时。因此采用现代信息技术,建立舰船内部“信息基础设施”势在必行。信息基础设施遍布整个舰艇范围,把电话、电视、计算机网络的各项功能集于一体,让有线和无线通信语音、传感器等视频图像、各种数据等三大类业务统一在“信息高速通道”上进行综合传输和交换,为作战指挥部门、航行部门、机电等各部门提供各类信息或传输各种命令等。(2)采用光纤通信实现信息传输。近年来,随着光通信技术的发展,各国都非常重视光纤通信技术在军事上的应用。光纤通信相比于其他传输线缆,传输带宽宽、误码率低,同时可以大大减少穿舱缆线,降低施工难度。(3)采取综合加密措施,提供数据传输安全性。安全是军事通信系统的永恒的主题,舰船综合通信系统中也不例外。舰船综合通信系统要采用红黑分区的机制,对不同级别的数据采用相应的加密技术。(4)采用抗毁的网络结构,提高系统的顽存性。我军舰船综合通信系统应采用双环结构和网状网相结合的网络结构,可以大大提高系统的抗打击能力。目前,国际上已经出现了基于SDH光纤通信的双环和网状网相结合的技术解决。(5)采用先进商用技术,提高网络通信能力。在舰船综合通信系统等的研制和生产中,要广泛吸收和利用民用技术。通信装备,特别是高技术通信装备的研制和生产涉及若干技术领域,需要若干技术部门、厂家联合研制、生产,军工企业不可能全部掌握所需要的新技术。4　结束语在未来的海上信息作战中,信息量惊人增长,电磁环境空前复杂,需要有一个现代化的,能够迅速作出反应的灵活、持久、生命力强的信息传输系统。我军舰船通信的发展应根据信息战的需求,从提高抗干扰性、提高信息传输速率、提高安全保密性、提高自动化水平几个方面着手,提高舰船通信能力,以适应未来信息作战的要求。参考文献[1]吴学智,林海涛,等.新技术在现代海军舰船中的应用[J].中国修船,2005,(2):18-20.[2]刘维国.现代舰艇信息网络建设的思考[J].情报指挥控制系统与仿真技术,2003,(6):10-14.[3]SPEEDER-NavalInternalCommunicationSystem,ht-tp://www.thalesgroup.com.[4]FICSanewapproachtonavalcommunications,http://www.thales-communications.co.uk.收稿日期:2005-12332006年第3期林海涛,等:外军舰船综合通信系统技术分析第19卷