美军战术互联网体系架构分析与研究

吴思洁

（陆军工程大学通信士官学校）

摘要：战术互联网（TI）是美军现役战场通信网络，是以无线通信和互联网技术为基础，将战术电台、交换路由设备和信息终端等互联而成的，面向美军数字化战场的一体化战役/战术通信系统。以美军战术互联网的架构为基础，研究了上层战场地域通信网和下层战术电台互联网的组成，分析了战术互联网中最典型的网络互连设备，并从网络互联的角度阐述了各子系统的功能特性和其在战术互联网中的主要应用。

关键词：战术互联网；移动用户设备；单信道地面与机载通信系统；增强型位置定位报告系统；近代数字电台

引言

美军战术互联网分为上层的战场地域通信网和下层的战术电台互联网。上层战场地域通信网属于军师战术通信网络，主要连接旅级以上的作战指挥单元；下层战术电台互联网属于旅和旅以下战术电台互联网，主要用于连接旅和旅以下作战单元[1]。

从美军战术互联网部署来看，典型的军级战役部署覆盖范围约为35000平方公里，在军和师级主要部署移动用户设备（MSE）和战术分组网（TPN）。TPN可为军级覆盖范围内的2000个IP数据用户提供有线局域网服务，对于军级覆盖范围内的移动用户，MSE可通过无线接入单元RAU为其提供接入服务[2]。

1战场地域通信网——军师级战术互联网

美军军师级战术互联网由移动用户设备（MSE）构成，MSE是美军便携式战术广域通信系统，部署在军师级，为每个军所包含的5个师所在的37500平方公里范围内的用户提供电路交换话音、传真和分组数据服务。MSE的用户设备包括电话、传真（FAX）和数据终端（DATA）。

（1）系统组成

MSE由节点中心（NC）、大型用户节点（LEN）、小型用户节点（SEN）和无线入口单元（RAU）组成，在师级部署下，4个节点中心（NC）组成MSE的干线节点，传输设备主要为微波接力机。每个NC节点上可根据作战需求部署一个LEN节点和一个SEN节点，通常作为旅级或营级的作战指挥中心（TOC），NC节点与LEN节点和SEN节点间均通过微波接力机实现互联。

（2）通信体制

根据用户和业务类型的不同，MSE采用三种通信交换体制，包括电路交换体制、分组交换体制和ATM交换体制。

电路交换体制主要应用于固定用户话音业务，用户包括有线数字非安全话音终端（DNVT）、移动无线电话终端（MSRT）和数字安全话音终端（DSVT）。分组交换体制用于MSE的分组数据交换网（MPN），也称为战术分组网（TPN）。TPN叠加在MSE干线节点间的微波链路之上，为接入到网络中的分组交换用户提供话音、数据交换能力（16～64kb/s）。ATM交换体制采用异步传输模式交换机实现高速数据交换，能端接宽带光纤和同步光纤网无线电，以及战术数字无线电和数字传输群网络接口。

2战术电台互联网——旅和旅以下战术互联网

美军旅和旅以下战术电台互联网主要由近代数字电台（NTDR）、增强型位置定位报告系统（EPLRS）和单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）构成。

2.1近代数字电台（NTDR）

NTDR系统是美军中第1个采用开放式架构的网络，采用商用模块和标准内部总线设计，是美军排至旅级通信网络的骨干。NTDR工作在UHF频段，采用直接序列扩频、数据加密及纠错编码，与现有无线电系统兼容，能处理高达288k/s的数据，具有视频会议能力，能较迅速地传输语音、数据和图像。

2.2增强型位置定位报告系统（EPLRS）

（1）系统组成及编配

EPLRS是美军第一个大规模装备的扩频通信系统，由网控站（NCS）、用户电台（RS）和用于定位的坐标电台组成。主要部署在美军旅营级，是美军下层战互网的骨干网络，可与其他战术电台网互联互通。

（2）网络管理

EPLRS为同步组网，采用TDMA技术，网内每个电台保持与网控站（NCS）的时间基准，NCS负责维护全网的时间同步、路由维护和资源分配。

EPLRS通过建立永久虚电路（PVC）性质的需求线为各主机提供通信服务，根据业务需求的不同，需求线主要分为双工需求线、组地址需求线、点对点需求线、多源组（MSG）需求线和CSMA需求线。需求线由NCS在网络开通之前进行预规划，在网络开通之后，若用户向NCS提出申请，NCS也可动态的对需求线资源进行重新规划与分配[3]。

2.3单信道地面和机载无线电系统（SINCGARS）

SINCGARS电台替代了美军原有的AN/PRC-77型和AN/VRC-12型单信道电台，其核心是单兵背负式跳频收发信机。SINCGARS将传统战术VHF的频段从早期的30～76M拓展到88M，将频率步进由50kHz调整到25kHz，采用16kb/sCVSD数字话音调制方式，增加了可用信道的数量。SINCGARS大的革命在于集成了通信安全模块（COMSEC）和跳频通信来抗干扰，跳频速率在每秒100跳以上[5]。

3战术互联网的互联互通

为达到战场态势感知和无缝连接的目的，美军采用了战术多网网关（TMG）和互联网控制器（INC）实现战术互联网中各子系统的互联互通[4]。

3.1战术多网网关(TMG)

TMG是一种商用模块化路由器，它为旅和旅以下战术互联网的网间互联提供互联网寻由和网关功能，如MSE、EPLRS、SINCGARS、局域网路由器及陆军作战指挥系统之间的互联。TMG使用TCP/IP协议提供基于网际的IP寻址，外部路由使用边界网关协议（BGP-4），系统内部路由使用OSPF协议，能支持动态或静态寻由。

3.2互联网控制器(INC)

INC是一个软件控制的通信处理器，用于连接路由器与电台模块，实现无线子网内的路由控制与IP报文的转发。在战术互联网中，各通信车内部通过集线器互连成一个有线局域网，通信车与通信车之间通过路由器和互联网控制器接入无线信道，实现各子网之间的互联互通。

4结语

21世纪初期至今，美军经历了由传统的通信网络向基于商用网络通信协议的多技术融合体系架构转变的革命，经过调整并适应军用架构的民用通信网络使得美军的无线通信得到了极大的提升。随着信息技术和网络技术的日益革新，未来美军战场通信网必将向多维度的立体空间通信网络发展。

参考文献

[1]万永乐,张剑.战术互联网建模与仿真[J].通信技术,2002(10):49-53.

[2]PAULS.CommunicationsNetworksfortheForceXXIDigitizedBattlefield[J].MobileNetworksandApplications,1999(04):139-155.

[3]薛泉林.国外战术电台的发展概况及其动向[J].通信技术,1984(Z1):127-136..