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【中航证券军工】8.3.4 数据链路:军用通信高速公路,我国处于建设早期

【中航证券军工】8.3.4 数据链路:军用通信高速公路,我国处于建设早期 中航军工研究
2024-03-21
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导读:本节为第八章新域新质赛道:数据链路(全文第341-348页)。

文 张超 王宏涛 梁晨 方晓明 王绮文 王菁菁 郭鑫 严慧 滕明滔 刘帅



(一)数据链——全军互联的纽带

数据链本质上是一种可将不同武器系统或指控系统进行链接的通信系统。对于数据链的定义,不同资料给出了多种描述,根据美军的定义,数据链是通过单/多网通信介质,将两个或两个以上的武器系统/指挥控制系统链接在一起,是一种适合于传送标准化数字信息的通信链路。由传输通道、通信协议、格式化消息三部分组成,从设备角度看,数据链主要包括战术数据系统、加密设备、终端设备、无线收发设备等。

图275 数据链硬件构成


数据链是支撑全军通信模式升级的重要底层应用。传统作战指挥以垂直“树叉”式指挥体制为主,层次多、信息传输慢、横向联系少、协同困难、结构抗毁性差。相比之下,数据链具备信息共享、统一态势、战场指挥、武器协同等作用,其广泛应用使得现代指挥体制实现从以“平台”为中心到以“网络”中心的转移,提高了信息共享程度,增强了全军的态势感知及协同作战能力,可覆盖车/舰/星/机/弹等各种武器平台。

图276 数据链特点、优势及应用领域


数据链按不同作战应用衍生出丰富品类。按不同作战应用领域,可将数据链分为战术数据链/宽带数据链/专用数据链三种类型,战术数据链可分为态势共享/指挥控制型及综合型,宽带数据链可分为通用宽带数据链、战术通用数据链及微小无人机数据链。

图277 数据链分类


(二)由美军数据链建设看数据链发展趋势

通过分析美军/北约数据链的发展历程,可以得到以下规律:从数据传输的规模上看,基本上是沿着从点对点、点对面,到面对面的途径发展的;从数据传输的内容上看,是从单一类型报文的发送发展到多种类型报文的传递,出现了综合性战术数据链;从应用范围上看基本上沿着从分散建立军种内的专用战术数据链到集中统一建立三军通用战术数据链的方向发展,同时更为重视抗毁抗干扰能力。

图278 美军/北约数据链发展过程


数据链发展趋势一:从系统框架看,数据链品类进一步丰富,数据网覆盖进一步完善

北约最早制定了战术数据链Link系列,代表系统包括Link 4、Link 11和Link 16等。后续基于服务对象与传输格式化信息内容结构的差别,在综合性的战术数据链以外逐渐衍生出了多种专用数据链,如20世纪80时代美军装备的防空导弹系统和精确制导武器系统等专用数据链;随着现代化战争对情报、侦察与监视(ISR)信息需求的提升,仅靠窄带的战术数据链已无法满足作战要求。美国国防部于20世纪80年代开始开发专用于传输ISR信息的宽带情报数据链,并于90年代装备通用数据链(CDL)系列。这一时期数据链系统主要分为战术数据链、宽带情报数据链和专用数据链3类。

图279 美国数据链品类不断完善


图280 美国空军数据网涉及多种数据链


经过平台中心战和战术数字化作战两个阶段的发展,基于 Link 系列战术数据链,已基本完成网络中心战联合数据网(JDN) 这一级的构建,实现了作战区域准实时的战术级信息分发和指挥控制。而联合复合跟踪网 (JCTN) 和联合计划网(JPN)两级的构建还需要大量数据链新技术的支撑。在网络中心战理论的指导下,美军以 JCTN 和 JPN 的网络能力为目标,大力研发满足全新作战需求的新型数据链,如满足隐身飞机作战需求的机间数据链,满足精确制导需求的武器数据链,满足协同作战需求的目标瞄准网络 (TTNT) 和协同作战能力(CEC),以及满足航空作战网络化需求的航空网络。

图281 美军下一代联合数据网节点数或超1000


数据链发展趋势二:从传输信号看,通信容量有所扩大,通信频率有所提升

通过分析美军/北约数据链的发展历程,可以发现组网方式由点及面,在编码方式及数据格式上有了进一步的迭代,实现了数据容量的提升;此外从数据传输的频段上看,基本上是由短波到超短波,向L等更高频段发展。

表94 典型Link战术数据链构成及主要特性


数据链发展趋势三:从信号安全看,航空频谱资源趋紧,先进数据链强调抗扰性能

早期的数据链,如 Link-4A、Link-11 等,以研究战术信息传输体制由模拟向数字转化时可靠而有效通信的技术为主,未考虑通信对抗环境,所设计的波形不具备抗干扰能力。而在 Link-16 数据链的研制中,波形的抗干扰能力是设计时的关键性能之一,多种抗干扰技术被使用。Link-16 信号采用跳频式脉冲发送机制,其工作频率在 960~1215 MHZ 之间。Link-16 数据链系统为了获得强抗干扰能力,采用了信道编码、软扩频、高速跳频、脉冲冗余、数据封装以及增加发射功率等抗干扰技术,极大地提高了其抗干扰、抗截获、抗衰落和抗多径干扰能力,提高了系统战术信息传输的可靠性。

表95 美国先进数据链均强调抗扰性能


图282 航空通信频谱资源较为紧缺,通信频点较少


(三)我国数据链行业起步较晚,目前仍处于追赶阶段

我国数据链发展:起步较迟,持续追赶。根据何肇雄《战术数据链组网技术研究》,我国各军兵种数字化建设起步较迟。由于当年蓝天系统被前苏联视为国土防空的重要武器,拒绝对外提供,所以我国并没有从前苏联得到相关的系统和技术。20世纪60年代,根据国防空作战发展的需要,空军组建了自动化研究所,在学习国外先进CI系统的基础上,探索我国防空自动化系统的概念、体制与技术,并进行早期相关系统的研究。

70年代末开始研制雷情-1号半自动防空情报指挥系统该系统利用数据链实现了各雷达站与防空指挥中心的对接,可以实现空情信息的传递和自动处理与显示,提高空军国土防空作战能力。该系统80年代首先装备在河北和广西两地,并成功完成了建国35周年大阅兵的空中机群的指挥引导任务。

在此基础上,我国研制了用于地面指挥所与空中截击机之间联系用的481和483两种数据链,用于歼-7C和歼-8B型飞机与地面指挥系统的数据传递和指挥控制,其技术水平与前苏联的蓝天系统相类似,只能支持一些简单的指令的传递如目标航迹、预定拦截点等,可以进行空中交通管制、空中拦截控制等一些简单的功能与此同时,海军也根据近海防御作战的特点,开发出类似Link-11的战术数据链,用于水面编队各舰之间以及陆基指挥所之间的信息交换,同时为支持歼轰-7型飞机的反舰作战研制了483D数据链,可以完成外部探测系统如运-8警戒/引导机与歼轰-7之间的数据交换,将获得的外部目标数据用于导弹火控系统,飞机利用这些数据来修正航向,保持目标处在导弹攻击范围内,到达导弹射程后可以立即发射导弹,从而提高了攻击的隐蔽性和战机的生存能力。

进入新世纪,着眼于现代高科技局部战争的需要,我国先后研制了歼-10、神盾舰等先进的武器装备,并列装部队,而这些武器装备需要更先进的指挥控制系统来实现在更为广阔战场的信息交换和共享,发挥最大、整体的作战能力,实现了各战术数据链之间的互联互通,这就是全军综合数据链系统,也就是我国自己的联合战术信息分发系统。

全军综合数据链系统很大程度上参考了美军Link-16战术数据链的通信模式和功能设计,但在一些技术和操作上有了较大改进,提高了战术通信的能力。它以信息共享为最大化目标,在技术体制和顶层设计上保证了联合作战的需求,统一了消息标准和保密机制,实现了不同类型战术数据链之间的互联互通,在指挥控制系统与作战飞机与导弹等武器系统平台之间,以及各作战单元之间实现了各种战术数据信息的共享,可以让网络内的成员都能够迅速进行位置和状态的报告、并获取整体的战场态势,以做出正确的战术决策和与友邻进行协调。

表96 我国数据链主要参与企业




中航证券研究所由五次获得新财富机械(军工)第一的明星分析师邹润芳领衔,董忠云博士担任首席经济学家,着力打造总量研究引领,以军工、硬科技为代表的战略新兴产业链投研体系,同时重点覆盖部分大消费领域。

研究所拥有全市场最大的军工团队,依托航空工业集团央企股东优势,深耕军工行业各细分领域,同时涉猎宏观策略、先进制造、科技电子、新能源、新材料、医药生物、农林牧渔、非银、社服等多个研究方向。目前的主要业务包含:投研服务(可全面服务一、二级市场机构投资者)、主题指数构建及相关产品研发、协助投行类项目承揽及合作等。 

张超(证券执业证书号:S0640519070001),中航证券军工行业首席分析师,毕业于清华大学精仪系,空军装备部门服役八年,有一线飞行部队航空保障经验,后在空装某部从事总体论证工作,熟悉飞机、雷达、导弹、卫星等空、天、海相关领域,熟悉武器装备科研生产体系及国内外军工产业和政策变化;2016-2018年新财富第一团队核心成员,2016-2018年水晶球第一团队核心成员,2022-2023年Wind金牌分析师榜单国防军工行业第一名。

zhangchao@avicsec.com

王宏涛(证券执业证书号:S0640520110001),中航证券军工行业分析师,毕业于中国航天科工集团第二研究院第二总体设计部,飞行器设计专业博士。曾从事航天装备总体设计方向研究,熟悉国内外各类航天整机及主要分系统设计原理,对我国航空航天各军用武器设备行业有较深入了解。

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梁晨(证券执业证书号:S0640519080001),中航证券军工行业分析师,从事军工行业研究;北京科技大学材料硕士;熟悉航空制造、材料加工等领域,熟悉军工企业科研及生产体系。

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方晓明(证券执业证书号:S0640120120034),中航证券军工行业分析师,清华大学工程力学与航天航空专业学士、经济学专业双学士,航天航空学院飞行器设计专业硕士;具备两年军工行业股权投资经验,关注航空航天领域。

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王绮文(SAC执业证书号:S0640121120018),中航证券军工行业分析师,香港城市大学商务资讯系统理学硕士,从事军工测试类公司研究。

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王菁菁(证券执业证书号:S0640518090001),中航证券军工行业分析师,英国萨里大学金融管理理学硕士,具备军工产业从业背景,熟悉武器装备科研生产体系,从事兵器、兵装相关领域研究。

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郭鑫(证券执业证书号:S0640522090002),中航证券研究所军工行业分析师,美国艾德菲大学管理硕士,重点关注军工无人机、电子等领域。2019年6月加入中航证券。

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严慧(证券执业证书号:S0640123080006),中航证券研究所军工行业研究助理,北京航空航天大学飞行器设计专业硕士,航天院所总体设计部产业背景,主要覆盖导弹,通信卫星等领域。

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滕明滔(证券执业证书号:S0640123070037),中航证券研究所军工行业研究助理,北京航空航天大学理论经济学硕士,主要覆盖卫星产业相关公司。

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刘帅(证券执业证书号:S0640123070036),北京理工大学宇航学院飞行器动力工程专业学士、流体力学硕士,发表和授权航空航天领域论文和专利近10篇,获得研究生国家奖学金,主要覆盖航空航发板块。

lius1@avicsec.com



证券研究报告名称:《飞雪迎春到——军工行业十问十答&2024年投资策略

对外发布时间:2024年3月16日

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