整理自《信息系统最低限度通信技术应用探讨》,作者孔令涛,徐先栋,李晓峰。
最低限度通信是指在敌方高烈度(特别是核武器)打击下仍能生存下来的最低限度的战略通信手段,是信息系统保底通信的一种有效方式。
上世纪60年代,外军就开始进行最低限度通信系统建设,解决在紧急状态下最高指挥机构最重要作战指挥命令传输问题,尤其用来核反击作战。
美军战略武器在危机时的机动指挥由4架E-4B“国家空中作战中心”(NAOC)飞机、16架E-6B “抗毁战略通信系统”指挥与控制飞机和2个车载移动联合指挥中心(MCCC)完成。
美国战略司令部“全球作战中心”的空中备用系统“空中指挥所” (ABNCP),由E-6B机队组成,每架飞机携带22名机组人员,包括驾驶员、通信操作员和作战参谋人员。
该飞机对战略武器执行2项关键任务:
该机由美国战略司令部提供作战参谋人员、飞机和机组人员,而通信操作员来自于驻扎在俄克拉荷马州新克空军基地的海军战略通信(STRATCOMM)第一飞行联队。
地面机动加固指挥中心(MCCC)是一种大型指挥车,可在危机时作为“空中指所”的公路机动备用系统。
二者通过“最低基本应急通信网”(MEECN)和“军事星”极高频卫星等通信链路相互链接,完成总统与核部队之间的通信指挥。
俄罗斯在前苏联时期拥有巨大的核武库,指挥效率不高的问题被领导层忽略。俄罗斯国防部专家评估,俄罗斯目前战略武器指挥系统的生存能力比武器本身要差,整个系统出现了一些不稳定因素。
为此,俄罗斯投资近40亿美元建立新的指挥与通信系统,以更好地适应从模拟向数字化的转变,包括发展战略指挥和通信系统(含最低限度通信系统),新型指控系统的建设将使俄核力量的作战指挥能力和戒备程度大幅度提高。
通信网在整个系统中建设周期最长,耗资最大,也是整个系统中最易出故障,最易遭敌干扰和破坏的环节。
信息系统的可靠性、抗毁性和保密性在很大程度上取决于通信系统的建设,是指挥自动化的基础,因此,对它的建设有很高的战术和技术要求。
即使是在遭受核打击之后,也要维持最低的指挥能力。
适合这种情况的手段应具有如下特性:
最低限度通信手段可以采用以下手段:
流星余迹通信是利用流星高速进入大气层摩擦燃烧而形成的电离余迹对VHF电波的反射或散射而实现远距离通信的一种超视距无线通信方式。
由于其传输信道的随机出现、不可预测、不受核爆和太阳黑子影响等特殊的传播机理,使其具有传输信道不易被摧毁、抗核爆能力强、隐蔽性和保密性高和通信距离远(达2000km),可在复杂的电磁环境条件下保障通信的突出优点,在军事上得到广泛的应用。
其缺点是,受流星信道的不稳定影响,不能够保持实时连续通信,因此一般仅用来作为最低限度应急通信。
中长波通信采用地波传播,受地形地物影响较小,绕射能力强,传播损耗小,信号传输比较稳定,适合诸如山区、丘陵及丛林等地形复杂地域的通信。
山区通信中,中长波不存在“静区”,在上百公里区域内形成完整覆盖。但设备天线体积较大,动中通困难,中长波的通信容量较低,只能传送报文,传送速率一般从每分钟十几字节到每分钟200Bytes。
短波通信体积小、灵活方便、建立通信迅速,由于短波通信自身通信速率较低,作为最低限度通信手段使用时,速率在原来的基础上还会有所降低,同时易受敌方侦察和干扰。
散射通信抗干扰和抗核磁暴能力强,通信容量较其他几种手段要高。但散射通信通常需要分集接收,使用灵活性较差。不过随着新的时间分集技术硬件平台出现,价格低廉,适用于设备的大批量生产和推广应用。
卫星通信具有通信距离远,受地形地貌影响小,传输质量高,容量大线号稳定,但战时比较脆弱,安全性有时也存在问题。卫星最低限度通信作为一种特殊条件下的非常规最低限度通信手段,可以考虑使用没有被敌方干扰或摧毁的其他卫星,甚至是敌方卫星。这就要求采用特殊技术,既不能影响原来卫星的正常业务,同时也能抵抗该卫星原有业务对最低限度业务的影响
最低限度通信作为未来高技术战争中处于劣势一方的通信保障最后手段,一般情况下不启用,只有在正常通信系统遭摧毁,或传输媒介遭破坏等原因,不能完成作战命令的上传下达时,才启用最低限度通信系统。
最低限度通信在不同级别的信息系统中,有着不同的使用场合、保障对象、传输手段和应用方式。对于高级别的指挥所(战略和战役级指挥所),一般配置信道容量大、传输距离远、信号传输稳定的传输设备;对于级别较低(战术级指挥所)或特别重要的武器平台,一般配置灵活性好,展开撤收方便的传输设备,信道容量考虑次之。
根据指挥所上下级通信距离和通信环境以及指挥结构方式的不同,最低限度通信应用一般采用分级、和中心组网方式,系统由主站设备和从站设备两部分组成。为了完成数据信息和报文的传送目的,必须将主站设备和从站设备结合在一起使用。从站设备可以直接与主站设备互通,也可以通过主站转发互通;一个主站可以配置多个从站,主站与主站之间可以无线组网,从而可以覆盖很广的通信区域;脱网后,主站与主站之间,以及从站与从站之间也可以互通。
据报道,某外军流星余迹通信系统的最大用户数可达4000个以上,其中主站用户数最大可达245个,主站之间可以采用光缆或卫星互联,实现主站之间的高速双向通信。如果以频分方式划分出多个独立的小系统,那么各系统的设备识别地址就可以相同,从而使得用户数成倍增加。
总之,信息系统最低限度通信手段的配置需要考虑多层次、多手段综合运用方式。首先,信息系统建设要提供足够的保障手段和设备;其次,在指挥方面也需考虑各类信道的性能,采用最简的报文编解码技术和最精简的组网协议,适应这类信道传输特性,以便传输更多的指挥信息。