地域通信网:数字化栅格
现代战争对通信联络提出了越来越高的要求。传统方式建立的通信网络,由于通信容量小、自动化程度低、抗毁性能差和机动能力弱等已日益不符作战指挥需要。野战地域通信网正是在这种情况下,以崭新的姿貌登上了数字化战场的舞台。
那么,什么是地域通信网呢?地域通信网是一种栅格状网络,其作用是在作战地域中,为各级作战部队提供高可靠、多路由、抗毁、抗扰且保密的话音和数据通信保障。美军的陆地区域公共用户系统(A-CLS),由移动用户设备(MSE)和三军战术地域通信系统(TRI-TAC)组成。MSE是军及军以下部队战术级战场通信的主要装备,是美陆军战术系统的重要组成部分,也是数字化战场的核心通信系统之一。MSE系统可为军地域和下属5个师提供电路交换的保密数字话音和数据通信业务,它还可为局域网(LAN)和少数主机提供分组数据通信业务。军及军以上梯队使用TRI-TAC系统,它具有数模混合通信能力和高级自动电路交换能力,通过它可将各种战术通信网接入美国国防部自动化网、自动数字网和全球指挥控制系统等战略网。该系统在海湾战争中广泛用作各军种的联合通信系统和陆军军以上的通信系统。地域通信网采用无线入网点(RAP),它是一种车载式一体化通信交换中心,由ATM交换机、大容量无线电台(HCTR)、动中通相控阵天线、控制工作站、窄带战术无线电网络接口的相应设备如SINCGARS电台、近期数字无线电台(NTDR)等组成。RAP能支持话音、数据和视频业务,提供对战场新技术和业务的支持,可适应综合业务网和个人通信网的接入,从而使多媒体通信业务进入战场的每个角落。
地域通信网由用户终端、传输系统和交换设备三大部分组成,与传统的通信网络比较,它最具特色的是拥有起桥梁与枢纽作用的干线节点和入口节点。
干线节点是全网群路传输和信息交换的枢纽,它主要用来汇接电路和选择路由,为入口节点与其他网络互联提供接口。地域通信网既可以传送电话信息,也可以同时传输各种非话信息(像电报、传真、数据、文字、图形、图像等)。相应的用户设备有话音终端和非话音终端,与之相对应的交换设施通常包括电路交换和分组交换两种,前者主要用来交换话音信息;后者用于交换数据。因为数据信息通常是一组一组地进行交换的(每组可沿着不同路由到达目的地,再按一定规律重新装配起来),因此,得名为分组交换。干线节点仅仅提供了交换手段和传输信道,但还不能直接面向用户为其服务。
入口节点是为用户提供入进地域通信网的一座桥梁,它主要是为不进入干线网的用户提供本地交换和为用户提供入网接口。它既相当于一台交换机,具有信息交换功能;又好比是一个汇接站,为用户进入干线节点提供通道。
干线节点之间、干线节点与入口节点之间的传输信道,通常使用野战光缆和多路微波接力机建立,入口节点与用户终端之间,通常使用有线电信道,相互间距离较远时也可使用无线电接力信道。因为无线电接力通信大多采用超短波或微波进行视距直线传播,容易被位于两站之间的地物阻挡,所以地域通信网比较适合开设在平原或中等起伏地带。
据资料介绍,在80×20平方千米的地域内,开设16~20个干线节点,5~10个入口接点,可以同时容纳3000~4000个用户入网通信。为确保通信重点对主要用户群的保密,通常采用多种通信手段保障;干线节点和入口节点相对密布;增加入网渠道,扩大入网信道容量;提高优先等级,建立专线、热线电路等。
同时,为确保通信顺畅,防止不必要通信的干扰,进入地域通信网的用户按其等级区分为有权用户和无权用户两类。只有有权用户可以拨叫网内所有用户,无权用户的拨叫范围则受到限制(但它可以接收所有用户的呼叫)。为区分通信保障的层次性,有权电话用户又区分为特殊优先用户、优先用户和普通用户三级,它们的首次最低接通概率分别可达99.9%、98%和90%。有权非电话用户,区分为特急户、加急户、优先户和普通户四类。特急户接通概率最高,几乎可达到100%。
地域通信网是一种新型的通信组网体制,较传统的通信网络具有以下特点。(https://www.daowen.com)
指挥链和通信链分离。军队指挥和通信联络组织各自都有一定的体系,它们像链条那样一环扣一环,分别称作指挥链和通信链。按指挥关系组网时,通信是在各指挥机关之间直接建立,指挥链与通信链重合,通信枢纽与指挥机关相伴配置。每个指挥机关既是实施指挥的场所,又是一个庞大的通信中心。按这种通信体制建立通信联络,由于通信线路纵横密布,天线、车辆密集和通信体伴有电磁辐射,容易暴露指挥机关位置,不利于隐蔽;由于通信中心设在指挥机构附近,其人员和设备占相当大的比例,造成指挥机关庞大臃肿,不利于机动;此外,由于指挥所的开设和通信中心的建立对地形条件有不同要求(前者要求易于隐蔽便于机动,后者还要求利于无线电波传播和通信路由选择等),在选址上容易产生矛盾。
地域通信网因为是按地域组网的,可使指挥机关和通信中心分开配置,指挥链与通信链相互分离。因此,各级指挥机关一般只需携带少量的通信装备,由使用通信设施较少的入口节点入网,这样可以大幅度地减少指挥机关的电磁辐射源,不易被敌方测向定位,有利于隐蔽指挥,因而提高了抗毁生存能力;指挥机关组成精干,可便于机动转移,提高了作战指挥系统的快速反应能力;能较好地解决指挥机关和通信设施选址上的矛盾,也利于发挥通信装备的技术性能。
通信时效性高。地域通信网采用了多路传输信道,传输容量大,通信阻塞概率低;采用了网络结构,通信路由多,并且具有多径传输的特点,从通信始端到通信终端可以有众多的路由,当某方向传输拥挤时,可自动择优接通空闲信道,实现无阻塞交换,加之地域通信网具有高速的自动交换功能,信息通过一个交换节点通常不超过500毫秒,可满足在有限时间内,传输和交换大量信息的需要;信道传输数字化,传输速率高,数字脉冲的传输速率可以高达每秒5000多个千比特,相当于在瞬息之间可以传输500多万个电脉冲;它能自动寻找用户,地域通信网中的程控交换设备能依据预先编制存储的程序自动寻址,还能按照用户的号码,采取饱和路由法(泛搜索)和派遣路由法等先进技术措施自动寻找用户,主叫用户无须知道被叫用户的位置,只需拨叫对方的电话号码即可自动地在全网进行搜索、寻找,即使用户更换了号码,仍可按照原号码找到。
互通程度高。作为一种综合性信息网络,它可以使有线通信与无线通信、单工通信(在同一时间内只能一方讲话另一方受话)与双工通信(在同一时间内通信双方既能讲也能听)、数字通信与模拟通信、移动通信与固定通信等紧密结合,还能与其他相关网络连接,做到上下贯通、左右互联,因而可充分发挥通信网络的整体效能。
抗毁生存能力强。这个特点主要体现在地域通信网中信息多径可传,此断彼通;多种通信手段并用,此阻彼达;通信要素分散配置,此毁彼存。地域通信网的基本网络形式为栅格状,各节点间有多条通信干线连接,既有直达路由,又有众多的迂回电路。当部分网络设备、节点、线路遭破坏或发生故障时,它能自动选择替代路由。
通信安全性高。地域通信网采用了数字通信方式,模拟通信在线路上传输的信号,直接反映出了原信号的变化规律,很容易被第三者窃听,数字通信在线路上传输的信号是经过编码、调制后的离散信号,用一般设备是很难窃听到的,因此,本身就具有一定的保密性,为了密上加密,它还可以很方便地用改变密钥的方法,通过数码致乱进行高保密度的信息加密。对传输信道可采取群路加密;对不同类型的有线终端、无线电台可按需配备相应的保密机,进行端对端加密,从而保证了进入空中的无线电信号均可得到密化,也有利于指挥员直接使用通信终端实施联络,做到明讲密传。同时,地域通信网还采用了先进的传输信道——微波接力和光纤。微波进行视距传输,方向性强,不易被敌电子侦察、测向和干扰,有较高的保密性和抗干扰能力。光导纤维中传输的光,既不向外泄漏,也不发生干扰,又不受任何无线电波的侵袭,只要按照规程架设光缆,窃听在光纤中传输的信息几乎是不可能的。
通信机动性好。地域通信网中的各要素、设备均可车载或用其他运动载体载运,转移灵活简便。移动用户能在运动中通过相应的入口设备入网,实现相互之间或与网内固定用户互通,还可通过空中平台(如直升机、飞艇、系留气球等)进行空中转信,或利用太空平台(人造卫星、载人飞船、航天飞机等)实施太空转信,有利于解决动中通的问题。地域通信网中的电子设备大量采用大规模集成电路和微处理技术,体积小、重量轻、耗电省、易携带、可靠性好,可大大提高机动能力。
通信容量大。地域通信网中的交换设备容量大,干线传输和入网信道均采用多路传输设备,可使众多的用户同时入网通信。整个地域通信网好比一座大型的铁路交通枢纽,能容纳众多的车辆同时进行交换和输送。据计算,当在9600平方千米的地域内开设16个干线节点、12个移动无线电中心站时,可以容纳3000多个固定通信用户和近300个移动通信用户。当在15000平方千米的地域内,开设20个干线节点、15个移动无线电中心站时,可以容纳4000多个固定通信用户和近400个移动通信用户。