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摘 要：卫星数据链是将战场情报、指挥等信息通过卫星传输的一种手段，是提升作战效能的重要途径。本文简要介绍了国外卫星数据链的发展概况，总结归纳了卫星数据链建设中的关键技术，并从宽带传输、作战协同以及信息分发等方面提出卫星数据链的发展设想。
关键词：卫星数据链；关键技术；发展趋势
1.引言
数据链是一种按规定的消息格式和通信协议，用于实时传输各种战场信息的数据通信系统，其组成三要素是：无线通信设备、无线通信协议和消息格式。从系统构成上，数据链一般都由一个网络控制站和多个用户站组成，数据链信道一般预分配、限定信息类型、统一数据格式、信息采用标准化的精简编码表示。
卫星数据链是指利用卫星通信信道，采用特殊的通信协议和消息格式，实时传递指挥、控制、情报、战场态势等信息，提供面向指挥所、作战部队和武器平台之间广域链接的数据链系统。卫星数据链具有覆盖范围广、布置迅速、通信容量大、传输信道稳定、支持动中通等特点。卫星特有的广播特性，在情报和战场态势的广播分发方面具有其它数据链无法比拟的优势。卫星数据链可以把地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起，实现信息共享，实时掌握战场态势，缩短决策时间，提高指挥效率和协同作战能力，以便对敌方实施快速、精确、连续的打击，是有效实施跨海作战和大范围联合作战的重要保障。
2.卫星数据链的发展概况
目前国外在研究或已装备使用的战术卫星数据链主要有三类：英国皇家海军卫星战术数据链（STDL），美国海军卫星战术数据链（S-TADIL J）和美国空军的JTIDS延伸（JRE）。
为实现全球战略的目标，美军提出借助卫星远距离传输信道构建一体化数据链的构想，满足现代战争对战术数据传输速率、距离、容量日增长的要求。美国国防部公用数据链（CDL）新一代链路中使用了卫星通信手段，即Senior Span和Senior Spur。Senior Spur工作于Ku频段，Senior Span（SADL，SPAN Airborne Data Link）系统使用DSCS-II/III卫星的X波段。公用数据链第4、5号链路使用卫星中继，部分使用了第二或第三代国防卫星通信系统即DSCS-2或DSCS-3中继，部分使用低轨卫星中继；多平台通用数据链（MP-CDL）为美国空基IP网络提供一个高数据速率的网络化通信环境，部署在全球鹰、掠夺者、U2等空中平台，通过卫星提供高达274Mbps的情报侦察传输链路，具有很强的抗干扰能力；美国防部将可能使用全球宽带卫星（WGS）为全球鹰提供服务。
3卫星数据链的关键技术
3.1系统体系结构和网络管理技术
卫星数据链系统应能适应多样化的网络结构，包括网状、星型、环型、树型，或者混合型网络结构，并且可动态组网。因此，需要在系统结构上进行整体的规划设计，对通信传输体制、访问控制方式、报文格式、传输协议等进行研究，使其具有较强的实时性、稳定性，抗干扰能力和环境适应能力。
卫星数据链的网络管理功能主要包括规划功能、监控管理功能和操作功能。规划功能主要是将卫星信道、卫星与地面数据链网络资源进行统一规划管理，确保卫星信道资源的合理有效利用，实现数据链信息在卫星上的高效、实时传输；监控管理功能主要包含结构管理、资源管理和安全管理；操作功能主要进行数据的收集、存档和报告，并提供操作员接口，通过操作界面使操作员能随时了解到全网及其子系统的运行状态。
3.2卫星数据链消息及协议交换/处理技术
卫星数据链通过数据信息的转发来实现不同地域、不同类型数据链之间的连接，这就要求其能够支持多种数据链系统之间网络互连、信息互通。因此，卫星数据鏈必须采用多种报文处理、交换、编辑、分发数据处理技术，并制定能够适应星-星、星-地传输链路的网络通信协议。
卫星数据链关键技术包括：支持多种报文处理、交换、分发，适应星-星、星-地传输链路的网络通信协议；TDMA/CDMA/FDMA技术的综合运用传输体制；高速实时的动态组网技术；动态时隙分配，移动组播，协议转换等技术。
卫星平台关键技术包括：TCP/IP协议、OSPF动态路由协议；低轨卫星链路与地面ATM网络的链接；支持移动的或者由于卫星轨道运动与卫星有相对运动的用户终端；支持越区切换及用户动态接入等；星地、星间无线/激光传输信道的ATM信元结构及实现技术；星上交换的群加密和传输安全技术；交叉波段的中继互通技术；通信网络运行状态的管理及定时同步技术。
4.关于卫星数据链建设的几点设想
卫星数据链并不独立于其它数据链，应纳入数据链的统一发展规划中。现有多个系列的卫星通信应用系统、中继系统、低轨卫星星座，为卫星数据链的建设打下了基础。卫星数据链可将各种卫星通信系统进行有效融合，从而形成一个完整的空间通信信息传输网络，完善卫星侦察手段，解决各军兵种部队、指挥平台和武器系统之间的信息共享和作战指挥控制成为推动卫星数据链发展的巨大动力。
4.1宽带卫星数据链
宽带卫星数据链以传输全球覆盖下的侦察信息为主，主要包括星-星-地，星-地，空-星-地宽带数据链。
星-星-地宽带数据链利用运行在低轨的侦察卫星获取信息，通过同步轨道的中继卫星传送到地面或空中用户实现侦察情报不间断传输。星-地宽带数据链由侦察卫星直接将获得数据传输给地面，然后分发给用户。空-星-地宽带数据链指的是空中侦察平台，如预警机、侦察飞机等所接收的数据，通过卫星超视距传输到地面。
构建多平台宽带卫星数据链应着重开展统一各种宽带数据链之间的互操作协议标准、制定消息格式标准、制定传输协议标准等工作，形成一个一体化的传输体系，包括传输波形、数据链路协议、通信组网形式等内容，从传输层、链路层、网络层分别加以约束。
4.2作战协同卫星数据链
作战协同数据链是基于某战斗群的综合数据链，接收舰艇、飞机等战斗群中各个成员雷达所获得的目标数据，并形成一个统一的目标，可对目标进行跟踪识别。同时向战斗群中的各个成员提供相应的数据，利于各舰艇、飞机共享资源，快速捕获目标，实施打击。作战协同卫星数据链用于扩展作战协同数据链作战保障范围，提供高速率目标态势数据，精确度高，可直接接入武器平台。
4.3信息分发卫星数据链
卫星的广播特性，可用于实现战场态势信息的分发。中心站通过卫星或地面链路搜集到大量的战场信息，采用广播的方式发送到远端的接收站，接收站采用有条件接收方式，获得本站所需的信息。通过卫星中继，实现大范围的战场态势信息的分发。同时也可以通过综合网/链间转换设备，将其它各种数据链的信息落地后再进行转发，实现与各种数据链的对接。
结束语
卫星数据链是数据链作战体系中非常重要的一个环节，是拓展作战区域必不可少的手段。卫星数据链的发展，应采取统一规划，分步实施的方针，重点解决卫星资源管理、互联互通、数据链终端小型化、通用化等关键技术，建立多种类型、多种频段、多种体制相互结合和补充的卫星数据链体系结构，充分利用现有卫星应用系统建设发展的经验和国外相关的先进技术，有力地提升卫星数据链的作用。
（作者单位：1南京熊猫汉达科技有限公司卫星通信技术研究所；
2 江苏省广播电视集团有限公司城市频道）
关键词：卫星数据链；关键技术；发展趋势
1.引言
数据链是一种按规定的消息格式和通信协议，用于实时传输各种战场信息的数据通信系统，其组成三要素是：无线通信设备、无线通信协议和消息格式。从系统构成上，数据链一般都由一个网络控制站和多个用户站组成，数据链信道一般预分配、限定信息类型、统一数据格式、信息采用标准化的精简编码表示。
卫星数据链是指利用卫星通信信道，采用特殊的通信协议和消息格式，实时传递指挥、控制、情报、战场态势等信息，提供面向指挥所、作战部队和武器平台之间广域链接的数据链系统。卫星数据链具有覆盖范围广、布置迅速、通信容量大、传输信道稳定、支持动中通等特点。卫星特有的广播特性，在情报和战场态势的广播分发方面具有其它数据链无法比拟的优势。卫星数据链可以把地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起，实现信息共享，实时掌握战场态势，缩短决策时间，提高指挥效率和协同作战能力，以便对敌方实施快速、精确、连续的打击，是有效实施跨海作战和大范围联合作战的重要保障。
2.卫星数据链的发展概况
目前国外在研究或已装备使用的战术卫星数据链主要有三类：英国皇家海军卫星战术数据链（STDL），美国海军卫星战术数据链（S-TADIL J）和美国空军的JTIDS延伸（JRE）。
为实现全球战略的目标，美军提出借助卫星远距离传输信道构建一体化数据链的构想，满足现代战争对战术数据传输速率、距离、容量日增长的要求。美国国防部公用数据链（CDL）新一代链路中使用了卫星通信手段，即Senior Span和Senior Spur。Senior Spur工作于Ku频段，Senior Span（SADL，SPAN Airborne Data Link）系统使用DSCS-II/III卫星的X波段。公用数据链第4、5号链路使用卫星中继，部分使用了第二或第三代国防卫星通信系统即DSCS-2或DSCS-3中继，部分使用低轨卫星中继；多平台通用数据链（MP-CDL）为美国空基IP网络提供一个高数据速率的网络化通信环境，部署在全球鹰、掠夺者、U2等空中平台，通过卫星提供高达274Mbps的情报侦察传输链路，具有很强的抗干扰能力；美国防部将可能使用全球宽带卫星（WGS）为全球鹰提供服务。
3卫星数据链的关键技术
3.1系统体系结构和网络管理技术
卫星数据链系统应能适应多样化的网络结构，包括网状、星型、环型、树型，或者混合型网络结构，并且可动态组网。因此，需要在系统结构上进行整体的规划设计，对通信传输体制、访问控制方式、报文格式、传输协议等进行研究，使其具有较强的实时性、稳定性，抗干扰能力和环境适应能力。
卫星数据链的网络管理功能主要包括规划功能、监控管理功能和操作功能。规划功能主要是将卫星信道、卫星与地面数据链网络资源进行统一规划管理，确保卫星信道资源的合理有效利用，实现数据链信息在卫星上的高效、实时传输；监控管理功能主要包含结构管理、资源管理和安全管理；操作功能主要进行数据的收集、存档和报告，并提供操作员接口，通过操作界面使操作员能随时了解到全网及其子系统的运行状态。
3.2卫星数据链消息及协议交换/处理技术
卫星数据链通过数据信息的转发来实现不同地域、不同类型数据链之间的连接，这就要求其能够支持多种数据链系统之间网络互连、信息互通。因此，卫星数据鏈必须采用多种报文处理、交换、编辑、分发数据处理技术，并制定能够适应星-星、星-地传输链路的网络通信协议。
卫星数据链关键技术包括：支持多种报文处理、交换、分发，适应星-星、星-地传输链路的网络通信协议；TDMA/CDMA/FDMA技术的综合运用传输体制；高速实时的动态组网技术；动态时隙分配，移动组播，协议转换等技术。
卫星平台关键技术包括：TCP/IP协议、OSPF动态路由协议；低轨卫星链路与地面ATM网络的链接；支持移动的或者由于卫星轨道运动与卫星有相对运动的用户终端；支持越区切换及用户动态接入等；星地、星间无线/激光传输信道的ATM信元结构及实现技术；星上交换的群加密和传输安全技术；交叉波段的中继互通技术；通信网络运行状态的管理及定时同步技术。
4.关于卫星数据链建设的几点设想
卫星数据链并不独立于其它数据链，应纳入数据链的统一发展规划中。现有多个系列的卫星通信应用系统、中继系统、低轨卫星星座，为卫星数据链的建设打下了基础。卫星数据链可将各种卫星通信系统进行有效融合，从而形成一个完整的空间通信信息传输网络，完善卫星侦察手段，解决各军兵种部队、指挥平台和武器系统之间的信息共享和作战指挥控制成为推动卫星数据链发展的巨大动力。
4.1宽带卫星数据链
宽带卫星数据链以传输全球覆盖下的侦察信息为主，主要包括星-星-地，星-地，空-星-地宽带数据链。
星-星-地宽带数据链利用运行在低轨的侦察卫星获取信息，通过同步轨道的中继卫星传送到地面或空中用户实现侦察情报不间断传输。星-地宽带数据链由侦察卫星直接将获得数据传输给地面，然后分发给用户。空-星-地宽带数据链指的是空中侦察平台，如预警机、侦察飞机等所接收的数据，通过卫星超视距传输到地面。
构建多平台宽带卫星数据链应着重开展统一各种宽带数据链之间的互操作协议标准、制定消息格式标准、制定传输协议标准等工作，形成一个一体化的传输体系，包括传输波形、数据链路协议、通信组网形式等内容，从传输层、链路层、网络层分别加以约束。
4.2作战协同卫星数据链
作战协同数据链是基于某战斗群的综合数据链，接收舰艇、飞机等战斗群中各个成员雷达所获得的目标数据，并形成一个统一的目标，可对目标进行跟踪识别。同时向战斗群中的各个成员提供相应的数据，利于各舰艇、飞机共享资源，快速捕获目标，实施打击。作战协同卫星数据链用于扩展作战协同数据链作战保障范围，提供高速率目标态势数据，精确度高，可直接接入武器平台。
4.3信息分发卫星数据链
卫星的广播特性，可用于实现战场态势信息的分发。中心站通过卫星或地面链路搜集到大量的战场信息，采用广播的方式发送到远端的接收站，接收站采用有条件接收方式，获得本站所需的信息。通过卫星中继，实现大范围的战场态势信息的分发。同时也可以通过综合网/链间转换设备，将其它各种数据链的信息落地后再进行转发，实现与各种数据链的对接。
结束语
卫星数据链是数据链作战体系中非常重要的一个环节，是拓展作战区域必不可少的手段。卫星数据链的发展，应采取统一规划，分步实施的方针，重点解决卫星资源管理、互联互通、数据链终端小型化、通用化等关键技术，建立多种类型、多种频段、多种体制相互结合和补充的卫星数据链体系结构，充分利用现有卫星应用系统建设发展的经验和国外相关的先进技术，有力地提升卫星数据链的作用。
（作者单位：1南京熊猫汉达科技有限公司卫星通信技术研究所；
2 江苏省广播电视集团有限公司城市频道）