美國聯合戰術信息分配系統(JTIDS)

1483 64 64

(一)研製背景與計畫
聯合戰術信息分配系統(JTIDS)(Joint tactical Information Distribution System)具有通信、導航和識別的綜合功能，可供海、陸、空三軍使用，具有海洋、空中和陸地作戰中的互操作性，是一種大容量、抗干擾的數字式信息分配系統。1976年開始研製該系統，1980年開始生產1A級終端，1985年海軍計畫在其戰鬥機F／A-18S上使用海軍專用JTIDS終端，1991年海灣戰爭中，美國海軍和空軍首次全面使用了JTIDS。在1990-2010年期間，JTIDS聯合業務將成為美國和盟國作戰部隊中的戰術視距數字通信的基本方法。按照海軍戰術數據鏈路計畫，80年代使用的數據鏈路是Linkll、Link4A、Link4C，90年代開始使用Linkl6(即JTIDS)，並逐漸加大其數量，大約在2005年，將取消Link4A和Link4C。
美國聯邦通信委員會(PCC)和國家電信和信息管理局(NTIA)共同擔任頻譜管理的責任，為所有用戶規劃頻譜。三軍的JTIDS系統研製計畫，都由美國空軍司令部的電子系統局統一管理。1986財年，美國防部對JTIDS系統研製申請經費的數額為：海軍JTIDS系統1.503億美元；空軍JTIDS系統0.952億美元；陸軍數據分配系統0.391億美元，支援設備0.127億美元。
該系統的Ⅱ級終端設備由Singer-Kearfott公司按照在1981年該公司與空軍簽訂的契約製造，其自適應地面接口終端ASlT由IBM公司研製，1982年海軍與TADCOM貿易與開發公司(該公司是由ITT公司和Hughes公司組成的聯合企業)簽訂了一項0.874億美元的契約，用於研製JTIDS系統，1984年又簽訂1.45億美元契約，新契約的主承包廠家是Hughes公司，取消了1TT公司。
法國、德國、義大利、西班牙和美國等國(NATO國家)聯合開發一種小體積JTIDS終端，稱作多功能信息分配系統MIDS。MIDS的承包單位有英國Plessey電子系統公司、CDC(加拿大)，GEC Sensors(英國)、INISEL(西班牙)、Italtel(義大利)、Nera(挪威)、西門子(德國)和Thomson-CSF(法國)等公司。
JTIDS網準許網路用戶之間的抗干擾信息交換，在該網中傳遞三種信息：①數字式、格式化的戰術信息(包括監視、火控等)；②數字式自由文本數據；③數位化的話音。
JTIDS系統裝備在美國海軍的F／A-18A"大黃蜂"戰鬥機、F-14"雄貓"戰鬥機以及K-2C"鷹眼"預警機和航空母艦上。該系統的Ⅱ級終端還裝備在英國、西德、法國、西班牙、加拿大、義大利和挪威的戰鬥機和航空母艦上。
(二)系統組成及性能
JTIDS是大容量時分多址(TDMA)系統，採用跳頻技術，具有抗干擾能力。該系統提供機載平台和水面艦船平台的ECCM能力和擴大的通信範圍，還提供帶有機載中繼平台的水面艦船之間的視距通信。JTIDS系統適應於和Linkl4、Link4A，以及Linkll相結合的數字信息通信和保密話通信。其波形由在960MHz到1215MHz頻帶內的6.4us脈衝系列組成。
海軍的JTIDS系統有3種終端設備，I級用於大型艦艇，IA級用於高級預警機和海軍陸戰隊的作戰中心，Ⅱ級用於戰術飛機和小型艦艇上的移動指控(c2)系統和非指控系統。ⅡH級終端是具有高功率能力的Ⅱ級終端，它用於艦船、大型飛機和地面移動指控系統，還有ⅡM級終端，專供陸軍使用。表3.5-2中列出各類型終端的基本參數。
表3.5-2 各類終端基本參數
終端類型
體積／m3
重量/kg
射頻功率／W
信 道 數
功能信道
話音信道
I級
15．8
1483
>200
128
10
1A級
1．2
90
>200
64
4
Ⅱ級
0．64
45?50
200
64
2
為了提供多用戶數據流，該系統採用的是TDMA方案，網路中的每個用戶，均賦於若於個時隙，時隙的多少取決於用戶的任務需求。比特流被劃分成時元，每個時元各包含64個幀，1個時元持續12.8min。1個幀(12s長)有1563個時隙，每個時隙是7.8125ms，各個時隙之間由同步短脈衝串和防護間隙分開，從而防止了由於多個用戶在相同工作範圍內工作可能引起的干擾。網路中的其他用戶可不間斷地監控該數據流，並對其採樣，提取所需情報。JTIDS的特性列於表3.5-3。JTIDS的時隙結構見圖3.5-1。表3.5-3 JTIDS特性
參 數
特 性
工作頻率
數據速率
系統結構
ECCM
COMSEC／TRANSEC
網路管理
報文類型
系統有效區
功率輸出
UHF(965MHz到1215 MHz)
28．8 kb／s，57．6kb／s，或115．2kb/s
TDMA
擴頻，跳頻，時隙置亂
嵌入的加密裝置
自動的，中央控制式
格式化的或非格式化的
每個網在480kmx960km區域內有3640個用戶裝置
220w有效輻射功率
圖3．5-1 JTIDS時隙結構
(三)技術特性分析及評述
JTIDS系統體現了許多高新技術，系統採用的新技術有：時分多址、直接序列擴頻、跳頻、同步密鑰、級聯糾錯編碼、相關檢測、動態網管理技術等，該系統實現了突發頻率和傳輸信息離散化、隨機化，使發射電波密度降低很多，信號近似隨機噪聲，因而提高了系統的保密性和抗干擾性。JTIDS具有用戶多、容量大、反應速度快、機動性能好、抗干擾能力強、保密性能好、可靠性高、一機多用、頑存性及使用靈活等特點。它除能在美國各軍種之間互通外，還能在美軍與北約盟軍之間互通。該系統與單功能系統相比，其生產和維護費用可以節省三分之一到二分之一。該系統在C3I系統中起著重要作用。
海軍作戰使命事實上比其他軍兵種的作戰業務更廣，一個海軍戰鬥群將執行反潛戰(ASW)、反空戰(AAW)、反水面艦艇戰(ASUW)，對陸基目標攻擊作戰，監視作戰和兩棲突擊作戰的戰鬥任務。該系統的動態網路管理結構，適合於各種複雜的作戰情況。海軍使用的新型分散式時分多址(DTDMA)方式保存了基本的信號形式與編碼方式、同步與控制的原理，採用組網算法而不需要中央控制台，分散式時分多址提高了系統在多功能條件下的靈活性。
1991年，美國首次進行第二代JTIDS數據鏈傳輸試驗，試驗是成功的，證實了JTIDSⅡ級、ⅡM級和ⅡH級終端機具有可靠的數據通信、話音通信功能和定位功能，其話音傳輸速度為16kb／s。。在1991年的海灣戰爭中，美國部署在海灣地區的航空母艦等大多數艦艇和各種飛機上，都安裝了JTIDS終端機，海灣戰爭期間在長達700h以上的運行中，該系統僅出現一次事故。
以前美國三軍的設備體制混亂，大量設備使用重複、浪費大，通用性和互通性差，相互干擾嚴重，採用JTIDS系統能夠克服這種混亂現象，保障戰術火力單元、機動控制系統、防空作戰系統、近距離指揮中心、雷達控制處理中心、電子戰與情報控制處理中心等戰術戰位之間的通信聯絡暢通，而且實現了三軍的戰術通信、導航、敵我識別功能的一體化，這是軍事戰術設備的發展方向。JTIDS作為海軍戰術數據鏈路Linkl6，是最有發展前途的數據鏈路，大約在21世紀30年代，美國部隊將全部採用Llnkl6E。