数据链定义、分类、必要性及需求特征有哪些？

战场标准化通信系统，用途广泛品类丰富。

数据链本质上是一种通信系统，可将不同武器系统或指控系统进行链接。对于数据链的定义，不同资料给出了多种描述，根据美军定义，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。数据链在军用通信中隶属战术通信,主要为保障战斗指挥战斗协同、后方勤务、装备保障等通信联络，保障警报信号、情报信息的传递。

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，以及专用数据链等。

战术数据链主要用于指挥控制系统和武器平台之间态势交互和指挥引导，因而节点数量最多，通信终端装载波形种类最为丰富，大量装备于各类舰艇、空中平台地面防空武器系统和指挥中心等作战单元，可实现各军兵种间和盟国间的态势共享协同作战和指挥控制。

情侦监数据链主要用于情报、侦察、监视平台与指挥控制系统之间的态势交互与融合处理，采用的带宽相对较宽，数据传输速率较大，支持数据、图像情报传递及任务分发，搭载平台多为通信枢纽，如预警机、高空长航时无人机、野战指挥中心及卫星等。

专用协同数据链主要用于军兵种内部，可支持在复杂战场环境下多机或多舰等火控级传感器协同探测，如在飞机或舰艇编队内形成针对时敏目标的精确连续跟踪引导武器实施协同打击。美陆军通过陆军1号数据链，实现陆军战术级指挥控制系统与地空导弹火控系统之间的态势交互和指挥协同，支持联合防空反导。

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“树又式指挥体制为主，层次多、信息传输慢、横向联系少、协同困难、结构抗毁性差，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。

数据通信辅助话音通信，编队内战术联络效率大幅提升。兰德对搭载了Link-16的 F-15共 12000 多架次飞行数据进行分析评估，相比于纯话音通信，Link 16的部队效能几乎提高了三倍。在Link16 网络中,战机会直观地显示战场中所有检测到的飞机的精确位置和速度，长机飞行员会看到不断更新的图像，获得态势感知的过程要快得多,此过程节省的时间可以用来考虑更多的替代行动方案,做出更为合理的决策,同时能够让僚机跳过收集和监控关键信息的过程，有时间进行判断和决策。

“网状”指挥代替“树状”指挥，战役级别互联互通战力倍增。以海军一作战场景为例,某航母战斗群决定摧毁某地面机动目标,安排潜艇及战机联合进行远程打击，在指挥控制层面，采用“平台中心战”的信息传递方式为逐级传递，采用“网络中心战”的信息传递方式则进行互联互通。最终“平台中心战”流程中平均时间为52分钟;“网络中心战”流程中平均时间为25分钟，战机在攻击时将有半个多小时在进行目标数据准备，将大幅提升态势感知能力及目标杀伤概率。

战略上整合全军指控节点及武器平台，促使联合作战的真正实现。现代联合作战中，传感器系统、指挥控制系统和武器系统变得越来越复杂，陆、海、空三军的作战部队、舰船、飞机等作战单元之间需要传送的传感信息和交战指令，使各级指挥员共享战场态势，实现快速精确的联合作战行动。因此，只有数字化技术支持下的“数据链”的运用，才能达成真正意义上的联合作战。一些外国军事家对数据链予以高度评价,“数据链是未来作战武器装备的生命线，成为整合未来军队作战力量的黏合剂，提高战斗力的倍增器。

从美军看数据链应用需求:分层互联，强链补链:美军数据链市场特点:战术数据链占主要份额，宽带数据链发展较快。我们统计了美国防部关于各型数据链的订单，其中宽带数据链主要为各型CDL，战术数据链包括 Link-16及 TTNT，专用数据链包括 MADL、IFDL、CEC及SADL，可以看出自2008年以来,战术数据链作为各型武器平台共用数据链,总订单额占据绝对比重;而宽带数据链随着情报传递需求的增加，订单额同样可观;此外，隐身战机通信、制导武器协同、态势感知等数据链专用性较强，在统计订单数额中占比最低。

1、战术数据链:从“烟囱”林立到标准化发展。美军早期数据链发展较为粗放，平台间互通互操作性差。美军自20世纪50年代以来研发数据链，各类数据链层出不穷，呈现“烟囱”林立的景象，截至2010年美军已发展3大类 50 种数据链。早期的Link-4/4A/4C 以及 Link-11 等都是为特定军兵种的需求而研制开发，用途、组网方式、编码方式及数据格式不尽相同，没有过多考虑互通问题，彼此之间的操作性也较差。

Link-16实现了武器平台间互联互通，是当前美国主战平台的基本配置。Link16 数据链(北约称之为 Link16数据链，美国称为TADIL-J数据链)，是美军用于指控与情报传输的最主要战术数据链。它用于抗干扰、加密数据/话音、视距通信、导航和识别并支持监视数据、电子战数据、战斗任务、武器分配和控制数据的交换。Link16的目标是为美国各军种和北约国家提供通用的数据分发系统，广泛应用于海、陆、空各类平台。

Link-16的通信功能依靠组件终端实现。多功能信息分发系统(MIDS)是Link-16通信组件的北约名称。是一种先进的C4I系统，结合了高容量、抗干扰的数字通信链路，用于在空中、地面、地面和地面之间交换近乎实时的战术信息，主要包括数据和语音通信。MIDS 旨在支持关键的战区功能，例如监视、识别、空中控制、武器交战协调和所有军种的指挥。按应用时间排序,目前MIDS包括三个不同系列的终端:第一代--JTIDS(联合战术信息分发系统):早期该数据链终端体积巨大，只能采用吊舱形式进行装备，限制了战机的可用空间、机动性能及隐身性能:在舰载终端方面，JTIDS因使用TACAN(战术空中导航系统)，需要共置TACAN天线，这将超出内置设备高度要求。Link-16 终端迫切需要小型化改进，而核心在于低成本大规模集成电路及固态器件的集中应用。

第二代--MIDS-LVT(小容量终端):美军最初计划开发三类终端，分别适用于陆海空不同平台的小型化及标准化通信要求，分别为IVT-1(海军用机载和舰载数据链)、LVT-2(陆军用数据链)、LVT-3(空军用机载数据链)。后续为满足隐身战机、轰炸机、预警机及无人机等平台的装备需求，又陆续开发了LVT-4/5/6/7、LVT-11等多种类型。

第三代--MIDS-JTRS(联合战术无线电系统终端):MIDS-JTRS是一款4通道无线电，能够运行复杂的数据链波形等多种通信协议，包括战术目标网络技术(TTNT)等，MIDS-JTRS 意在采用数字信号处理的同时统一军用无线电波形，减少对过多备件和服务支持的需求，其保留了旧版MIDS-LVT功能，并添加了可编程加密等功能。

两次Link-16通信终端的放量均伴随标准化工作的落地。MIDS作为Link-16数据链的核心终端类型，在各类武器平台中用途广泛，自90年代末各型 LVTS研制成功以来，美军数据链标准化工作迅速推进，1999年，只有7%的平台装备了“”系列数据链，截至2005年，有94.1%的平台装备“”系列数据链，期间IVTS处于持续放量改型时期，此后进入JTRS为期4年的攻关阶段，在2012年实现出货，因大规模换装需要以及软件无线电框架下的较高价值量，MIDS-JTRS 整体订单额再上一个台阶。

2、通用数据链:情报传递及无人机控制核心链路。通用数据链弥补了战术数据链在数据容量方面的劣势。通用数据链(CDL)是一种安全的美国军用通信协议。它由美国国防部于1991年制定，作为军方图像和信号情报的主要协议。CDL在Ku频段内运行，数据速率高达274Mbit/s。美军网络中心战的基础是实现全军武器平台互联互通，而仅依靠Link-16的能力难以承担起海量信息的收发，原因在于 Link-16仅适用于视距通信，而较远距离的通信则需要进行再次转发、同时 Link-16的传输速率难以满足大容量通信需求，这将影响无人机控制以及情报传递，在此背景下通用数据链应运而生。

以通用数据链为基础，美军已实现海陆空天立体化情报传输。情报传输的特点是通信容量大、传输速率高，通常在2Mbps 以上，是通用数据链的典型应用，美军认为“情报侦察数据链"是“未来陆、海、空、天作战空域交换情报侦察数据的关键设备。目前，美军情报侦察数据链正在逐步形成以基本型CDL数据链标准为基础，由星载、机载、舰载、陆基等终端设备组成的情报侦密数据链装备体系。

军用无人机主要通信需求在于上行控制指令和下行情报信息，下行接收设备价值量较高。无人机通信链路可选用的载波频率范围很宽，最突出的特点是不对称性其下行链路的数据速率远高于上行链路,因下行链路主要用于传输任务载荷业务数据而上行链路主要传输指挥控制命令等信息。“鹰链”Hawklink由两个组件组成:ARO58无线电终端装置(安装在LAMPSMKIMH-60直升机上)和SRO-4(Ku)RTS(安装在水面舰艇上)。ForecastInternational估计一套 SRO-4(Ku)现场安装套件的价格约为 120万美元。ForecastInternational估计一台ARO-58RTS 的价格为 50万美元。

民用无人机主要通信需求在于上行控制指令和下行导航信息，适用于低空飞行器。相比于军用无人机，民用无人机通信速率要求更低，根据CAAC，民用无人机安全通信要求上行速率 30-50kb/s，下行速率5-10kb/s，且民用无人机多为低成本短程无人机，采用视距通信，处于VHF、UHF、L及S频段。在低空飞行器通信方面，采用 5G 通信存在覆盖范围小等问题，而采用数据链能够满足低空飞行中的速率及距离要求，具备较高应用潜力。

3、专用数据链:下游应用较为丰富，面向现有平台后装需求。除战术数据链、通用数据链之外,美军逐渐发展出面向武器平台间的专用数据链在通信格式上较为独立，如陆军除通用J区格式之外，还发展出了B/M等固定格式消息;同时在网络组织形式较为灵活，如先进自组织网络，有望成为美军下一代数据链的链路层基础。