在现代战争中,通信系统是军队的神经中枢,其性能优劣直接关乎作战效能与胜负走向。美军作为全球军事力量的佼佼者,一直致力于通信系统的持续革新与优化。从网络中心战到联合全域作战,美军通信系统紧紧围绕新型作战需求和提升作战效能的目标不断演进。

、美军通信系统概述

1.1 战略通信系统

1.1.1 国防部信息网络

国防部信息网(DoDIN)是美军信息收集、处理、存储、分发和管理的核心网络,由国防信息系统局管理,以国防信息系统网(DISN)为核心,接入数千个涉密和非密网络,全面覆盖美军各级军事设施,从基地、哨所到营地和工作站,为美军决策、作战及支持人员提供关键信息支撑 。

1.1.2 最低限度应急通信网

最低限度应急通信网(MEECN)肩负着在核战争极端情况下,确保美国总统和国防部与核职能部队保持通信和指挥的重任,是美国核指挥控制与通信(NC3)的关键组成部分。该系统由空军卫星通信系统、海军陆基甚低频无线电广播网、海军 “塔卡木” 机载甚低频对潜通信系统、海军极低频对潜通信系统和陆军 “地波应急网”(1998 年后部分被 “军事星” 卫星单信道抗干扰便携终端取代)等专用通信系统构成。不过,由于系统老化,美国战略司令部自 2018 年启动 NC3 现代化工作 。

1.2 战术通信系统

1.2.1 战场通信网

战术级作战人员信息网(WIN-T):作为美国陆军的战术核心网,WIN-T 覆盖从战区级到连级单位,是全球信息栅格计划的战术组成部分。具备移动、高速、大容量特性,助力美军各军种部队实时感知战场态势。但随着作战环境和方式的变化,因自身问题较多,无法满足作战需要,美国陆军于 2017 年 9 月中止其后续研发工作。

综合战术网(ITN):为适应数字化战争和多域作战,美国陆军于 2018 年启动 ITN 建设与试验评估工作,2020 年开始列装。ITN 将商用设备、网络及技术与陆军当前战术通信系统整合,提供多种通信方式选择,建立营及营以下安全但非密通信架构,以适应远征且机动灵活的战斗模式。ITN 采用迭代发展策略,持续保持美军信息和技术优势 。

1.2.2 战术电台

单信道地面与机载无线电系统(SINCGARS):为美军各军种研制的甚高频战斗网无线电台,频段30-88MHz,为营连排级战术分队提供可靠保密话音和数据通信,自 20 世纪80年代末装备部队以来,不断进行现代化改进,以契合现代战场通信需求。

增强型定位报告系统(EPLRS):由美国雷神公司研制,频段 420 - 450MHz,用于定位、导航、识别和通信指挥等任务,是美国陆军数据分发系统的主要组成部分和战术互联网的骨干数据通信设备。

联合战术无线电系统(JTRS):基于软件定义无线电技术的通用新型系列战术电台,频段 2MHz-3GHz,覆盖高频 / 甚高频 / 特高频波段,兼容 SINCGARS 等传统波形并支持功能升级。但因成本和性能问题,JTRS办公室于2012 关闭,相关硬件项目办公室转移至各军兵种 。

1.2.3 单兵通信系统

单兵通信系统位于战术通信系统末端,通过信息化手段提升士兵战斗力、机动性和防护能力,使指挥官全面掌握战区态势。主要由单兵电台和穿戴式设备组成,“陆地勇士”“未来部队勇士”和 “奈特勇士” 系统等是典型代表,其中 “奈特勇士”系统是近年发展重点 。

1.2.4 空中通信节点

空中通信节点利用空中载体实现超视距和大区域通信,满足延伸通信距离、扩大覆盖区域的需求,且组网方便、机动灵活,是解决特殊环境通信难题的有效手段。美国空军负责的战场机载通信节点(BACN)项目是典型代表,通常部署在 E-11A 飞机上,在战场创建“移动网络”,实现不同机型和地面部队间快速信息传输 。

1.2.5 数据链系统

数据链系统通过数字化手段连接战场指挥控制、情报和武器平台,实现实时信息交换、共享和分发,为作战任务提供通信能力支撑。美军数据链体系分为战术数据链(指控链)、宽带情报数据链(情报链)和武器协同数据链(武协链)三类。

战术数据链(指控链):侧重于平台控制、态势共享和战术协同,Link- 16 是高效、安全、可靠的数据链系统,实现不同作战平台间实时、高速和抗干扰数据传输,被北约军队广泛使用,在现代作战中发挥关键作用。

宽带情报数据链(情报链):侧重大容量情报实时分发共享,以通用数据链 CDL 系列为主,带宽较宽,数据传输速率大,支持多平台数据、图像情报传递及任务分发。

武器协同数据链(武协链):侧重于传感器与武器、武器与武器之间的组网和协同,支持火控级别的精确定位跟踪与协同打击,典型的有美国空军机间数据链(IFDL)、多功能先进数据链(MADL)、战术瞄准网络技术(TTNT)等 。

1.2.6 美军卫星通信系统

美军构建了以宽带、窄带、抗毁抗干扰和中继四大系列高轨卫星为主,低轨卫星星座为补充的军事卫星通信体系。

宽带卫星通信系统(从 DSCSⅢ 到 WGS):第三代国防卫星通信系统(DSCSⅢ)以超高频通信为主,为美国国家指挥机构、战术部队等提供高容量、高可靠性通信服务。宽带全球卫星通信系统(WGS)是 DSCSⅢ 的后续计划,计划由 12 颗卫星组成,目前在轨 10 颗,基本实现全球覆盖 。

窄带卫星通信系统(从 UFO 到 MUOS):特高频后继星卫星通信系统(UFO)运行在地球同步静止轨道,满足美国海军、空军和陆地移动平台移动通信需求。移动用户目标系统(MUOS)是美军现役窄带军用卫星通信核心系统,采用 WCDMA 移动通信技术,由 5 颗卫星组成(1 颗备份),通信容量是 UFO 系统的 10 倍以上 。

抗毁抗干扰卫星通信系统(从 Milstar 到 AEHF):军事星系统(Milstar)是极高频对地静止轨道军用卫星通信系统,为美军提供实时、保密、抗干扰和核冲突应急通信能力,具有抗核加固能力。先进极高频系统(AEHF)即第三代军事星,信息传输能力是第二代军事星的 10 倍以上,覆盖范围大幅增加 。

中继卫星通信系统:卫星数据系统(SDS)为美国国家侦察局的成像侦察卫星、美军导弹预警卫星等提供数据中继服务,部分卫星为美军高纬度地区部队和战略核潜艇提供通信支持,已发展三代。跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)运行在地球同步轨道,为中、低轨道航天器提供跟踪、遥控和定位信息 。

低轨卫星星座:美军买断 “铱星” 卫星系统部分资源补充军事卫星通信系统不足,并积极发展 “黑杰克” 计划、“扩展型作战太空架构” 传输层等项目,利用低轨卫星星座提升太空作战能力 。

、新作战概念下美军通信的发展情况

2.1 联合全域作战概念与 JADC2

“联合全域作战” 作为美军未来主要作战样式,要求联合部队在各个域协同作战,提出联合全域指挥与控制(JADC2)、联合火力、对抗性后勤、信息优势四种战略要求,旨在转变作战力量模式,有效应对威胁和挑战。JADC2 旨在将各军事部门的传感器和武器系统连接成网络,构建 “军事物联网”,实现各作战域间迅速、无缝的信息交流 。

2.2 各军种推进 JADC2 的举措

2.2.1 陆军

“融合计划” 以融入联合全域作战为目标,每年开展作战演习,验证前沿技术,探索未来作战样式和能力。“统一网络计划” 是全面网络现代化战略,旨在实现全球多种作战环境下的无缝网络连接,支持 JADC2。该计划分近期(2021 年 - 2024 年)建立统一网络、中期(2025 年 - 2027 年)实现统一网络、远期(2028 年 - 以后)持续现代化三个阶段实施。美国陆军采用 “能力集” 方式执行网络现代化工作,从 2021 年到 2028 年共分 4 期,包括 CS21、CS23、CS25 和 CS27,目前在部署 CS23 的同时,对 CS25 进行原型设计和试验,对 CS27 及以后进行成熟度开发 。

2.2.2 空军

“先进作战管理系统”(ABMS)又称 “军事物联网”,于 2018 年首次提出,是美国空军在 “多域战” 等作战概念牵引下打造的面向未来作战需求的先进网络。目标是构建军事物联网,连接传感器和射手,支持 JADC2。ABMS 是一个系统簇,包括七种技术类别和 28 种产品。meshONE、gatewayONE 等是连通性产品关键组件,meshONE 提供高带宽战术边缘网络连接,gatewayONE 支持跨平台通信。截至 2022 年,ABMS 已进行 4 次地面实验,展示联合全域指挥控制多项能力,实现美海军及空军不同装备间信息交换 。

2.2.3 海军

美国海军于 2020 年 10 月启动 “对位压制工程”,支持 JADC2。旨在加速构建全新海战体系结构,发展网络、基础设施、数据架构、分析工具和方法,确保海军有人 - 无人舰队海上组网,从多领域同步提供作战效应,维持海上优势。针对通信系统和数据链路无法直接交流问题,拟采用 “通信即服务” 架构,建立信息传输通道,实现作战信息无缝传输,加速杀伤链闭合 。

2.2.4 太空军

2023 年 1 月,美国太空军下属太空发展局将 “国防太空架构” 更名为 “扩散型作战太空架构”(PWSA)。PWSA 是包含大量近地轨道卫星的分层空间架构,由传输层、跟踪层、导航层等七个层次组成,为联合作战人员提供全球军事通信和导弹预警等能力。传输层是建设重点之一,计划由 500 颗左右低轨卫星组成,提供弹性、低延迟、大容量数据连接,实现星间和天地多域互联互通,被视为 JADC2 在太空中的支柱。传输层搭载光学星间链路载荷和 Link 16 数据链终端,支持星间通信和数据回传。采用分期建设思路,0 期已发射 19 颗卫星验证技术,1 期卫星发射推迟至 2025 年 3 月至 4 月,2 期计划在 2026 年 - 2027 年完成发射 。

、美军通信系统未来建设重点

3.1 建立各作战域间互联互通通道

当前美军各军种指挥、控制和通信系统相互独立,不同领域及同领域武器平台系统未完全互通。未来需通过通信系统实现陆、海、空、天、电和网络等作战域的信息联通,确保信息流转快速高效。在 “融合计划” 系列演习中,美军多次对战术无线电应用扩展技术(TRAX)进行实战化测试。例如在一次模拟多域作战场景中,陆军的地面装甲部队、空军的战机以及海军的舰艇,通过搭载 TRAX 技术的通信设备,成功实现了不同频段、不同通信协议下的信息交互。地面部队能够实时将战场态势信息传递给空中战机,为其提供精确的目标指引;空军战机则将侦察到的敌方海上舰队动态及时反馈给海军舰艇,实现了跨域作战力量的高效协同,验证了 TRAX 在实现跨域信息连接方面的良好效果 。

3.2 多举措增强通信网络韧性

美国陆军网络现代化计划高度重视通信网络韧性。综合战术网(ITN)集成了多种先进通信手段与商业技术设备。在一次海外军事行动中,当传统的军用通信频段受到敌方强电磁干扰时,指挥官迅速切换至基于商业 5G 技术的备用通信链路,确保了指挥命令的及时下达和战场信息的实时回传,保障了作战行动的顺利进行。同时,美军在 5G 技术研发应用方面投入巨大。比如在位于内华达州的一处军事试验基地,开展了软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)技术与 5G 通信系统的融合试验。通过构建模拟战场环境,测试结果表明,采用 SDN 和 NFV 技术后,通信网络在面对复杂电磁干扰和网络攻击时,能够快速进行链路切换和资源重新分配,自愈能力提升了 50% 以上,显著增强了通信网络的韧性 。

3.3 推进混合太空架构建设

低轨卫星星座凭借全球覆盖、宽带接入、低时延、快速部署等特性,成为全球通信和军事领域重要发展方向。“星链” 在俄乌冲突中的表现凸显其在现代战争中的潜力。美国太空军积极推进混合太空架构(HSA)建设,以 “黑杰克” 计划为例,该计划旨在构建一个由大量低轨小卫星组成的通信星座。目前已发射多颗试验卫星,这些卫星具备高速的数据传输能力和灵活的组网功能。在一次太空通信试验中,“黑杰克” 卫星成功与地面指挥中心建立了低延迟、高带宽的数据链路,实现了高清图像和实时视频的快速传输,展示了低轨卫星在提升军事通信能力方面的巨大优势。此外,美国太空军还在探索将 “黑杰克” 卫星与传统高轨军事卫星进行融合组网,进一步优化混合太空架构,提高通信系统的可靠性和覆盖范围 。

3.4 推动各项目建设快速落地

美军通信系统处于快速技术更新和升级阶段,采用螺旋式开发方式,在项目不同阶段逐步引入新能力,实现对现有能力的改进和升级,提升建设速度和开发效率。以美国陆军的 “能力集” 计划为例,CS21 阶段重点引入了新型的战术数据加密技术,提高了通信数据的安全性;CS23 阶段在此基础上,集成了更先进的移动自组网技术,增强了部队在复杂地形下的通信组网能力。同时与演示验证项目紧密配合,例如在 ABMS 项目的多次地面演示验证中,根据每次验证结果,及时调整项目规划和技术路线。在某次验证中发现现有连通性产品在不同型号战机之间的通信兼容性存在问题,项目团队迅速针对此问题进行技术改进,优化了通信协议和接口设计,确保了项目能够快速推进并实现新技术新能力的快速落地 。

3.5 加强人工智能与通信系统融合

随着人工智能技术的飞速发展,美军未来将着力推动人工智能与通信系统的深度融合。美军在 “阿尔忒弥斯” 通信试验项目中,运用人工智能算法对通信资源进行智能分配与管理。通过机器学习技术对大量历史通信数据的分析,系统能够根据不同作战任务的需求,自动调整通信带宽、频率等资源配置。在模拟高动态作战场景中,当多个作战单元同时请求通信资源时,基于人工智能的通信资源管理系统能够在毫秒级时间内完成资源分配优化,保障关键作战信息的优先传输,提升了通信系统在复杂电磁环境下的自适应能力和抗干扰能力 。

3.6 提升通信系统的安全防护能力

面对日益严峻的网络安全威胁,美军将进一步加强通信系统的安全防护建设。在 “坚强堡垒” 网络安全演习中,美军对新研发的量子加密技术进行了实战检验。通过模拟敌方的网络攻击手段,验证了量子加密技术在防止通信数据被窃取、篡改和伪造方面的卓越性能。同时,美军构建的全方位网络安全监测与预警体系 ——“哨兵” 系统,在多次军事行动中发挥了关键作用。该系统能够实时监控通信网络的运行状态,通过大数据分析和人工智能算法,及时发现并预警各类网络安全攻击。例如在一次海外军事部署中,“哨兵” 系统提前检测到了来自外部的恶意网络扫描行为,并迅速启动了防护机制,成功阻止了潜在的网络攻击,保障了通信系统的安全稳定运行 。

、结论

美军通信系统在战略和战术层面构建了复杂而庞大的体系,并且在新作战概念的驱动下不断发展演进。从建立各作战域互联互通通道,到增强通信网络韧性、推进混合太空架构建设以及推动项目快速落地,再到加强人工智能融合和提升安全防护能力,美军通信系统未来建设重点紧密围绕提升作战效能和应对新型作战需求展开。这一系列举措不仅反映了美军对未来战争形态的深刻理解,也为其他国家的军事通信系统发展提供了重要的参考和借鉴 。

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