舰船一体化数字网络技术探讨

马镜

摘 要：要达到我国海军装备信息化建设要求和实现海军跨越式发展，军用舰船上的很多设备都需要信息共享和数据交换，大力促进舰船一体化数字网络技术的发展，实现高速数据传输、多传感器探测、多武器综合控制、多层指挥态势统一以及多源信息融合的安全一体化数字网络。

关键词：网络；舰船；信息

随着现代网络技术的发展，海军作战已经逐渐成为以网络为中心的作战，传感器直接到武器综合、指挥作战扁平化为未来海军发展的趋势，要达到我国海军装备信息化建设要求和实现海军跨越式发展，军用舰船上的很多设备都需要信息共享和数据交换，这些设备主要可归类为两部分，一部分是作战装备，例如武器、指控导航以及電子对抗等设备，另一部分是平台设备，例如电站、舰船动力以及损管等。无论是作战设备还是平台设备，自动化程度都越来越高，相应的控制和状态信息也越来越繁杂。舰船一体化数字网络就是要确保舰船中的各种信息准确、快速、及时和方便地传输。

1 舰船一体化数字网络

作战舰船主要由两部分组成，一部分是作战系统，另一部分是平台系统。平台系统支持作战系统，主要包括船体、电源、动力、损管以及油水等。作战系统由武器和电子信息系统组成，指控系统为作战系统的核心，主要包括软硬武器、探测设备、导航、通信以及舰载直升机等。

各设备和分系统由作战系统网络集成在一起，进而实现各通信节点间的互通、互连和互操作，为高速数据传输、多传感器探测、多武器综合控制、多层指挥态势统一以及多源信息融合等提供可靠安全的信息平台。作战舰船的作战系统、综合平台管理系统以及两者的部分关联一般都是采用分布式系结构。

2 国外外舰船一体化数字网络技术发展

美国、法国、英国以及德国等西方传统海军强国较早地开发、研究了舰船网络系统，就目前来看，美国舰船一体数字网络化水平最高，得到最广泛的应用。舰船作战系统是强实时系统，且需要在辐射、低温、高温、湿热、冲击、振动以及烟雾等恶劣环境下工作，因此对网络技术的要求要比其他很多系统更苛刻。在美国海军的发展初期，舰船的通讯网络一般采用总线型的专用通信控制协议，这套系统最早来源于飞机系统的1553B网，随着以太网技术的发展，美国海军舰船开始在上世纪八十年代使用共享10M以太网。到了上个世纪九十年代，民用网络产品大量出现，价格也非常低廉，很多产品通过小量的改造就可以满足军用需求，这个阶段ATM、FDDI开始被应用到军用舰船，再后再来ATM技术在民用领域逐渐被淘汰，取而代之的是交换式以太网，在这个阶段，交换式以太网在美国舰船上开始被大量使用。法、英和德等欧洲海军强国舰船数字网络发展历程和美国相似，目前很多平台都支持快速以太网、ATM以及FDDI网络接口，可以看出，民用商用的成熟高速网络技术已经逐渐被西方海军强国所使用。

3 国内舰船一体化数字网络技术发展

我国舰船网络技术起源于舰载作战指挥系统的研发，目前已经经历了总共三代技术发展，在上个世纪八十年代，作战指挥系统采用的是点对点的通讯方式，为了克服点对点通信的诸多弊端，我国海军舰船舰船网络通讯采用主从通信工作和基带传输的模式，速率可达到1Mbps。到了上个世纪九十年代，10M民用以太网技术已经非常成熟，我国舰船的网络系统开始逐渐改造采用10M以太网，这个时期的网络一般还是采用介质共享，只有少量采用以集线器为中心的星型网络结构。到了上世纪九十年代后期，，舰船网络系统逐渐过渡到交换式以太网，速率也从早期的10Mbps提升到100Mbps，此外连着设备也拓展了很多，例如一些传感器，武器系统都已经连入到交换式以太网。和舰载作战网络系统相比，舰船平台信息网络还相对较落后，技术还不够完善，舰船平台系统中的电力监控系统、动力监控系统、全舰装备保障管理系统、损管监控系统和架控系统很多都采用的是CAN现场总线或者以太网，但这些系统相对较为独立，还不是个一体化的数字网络，很多系统间的参数不能快速、方便地交换，由于信息在各个系统中不能很好地互通，舰船操作人员无法全面获取到各系统的信息，影响作出最优决策，具有较大的局限性。

4 舰船数字网络发展方向

4.1 舰船平台系统数字网络发展方向

一体化数字网络是未来舰船平台系统网络发展的方向，就目前而言，要全部实现一体化数字网络还需要一个过程，舰船平台系统一体网络化建设是一个非常复杂的过程，需要涉及到众多的设备和工业部门，需要联网的设备和通讯协议多种多样，就现场总线也有很多种，目前使用较多的有FF、CAN等现场总线，另外还有使用RS232，RS485等通讯协议，另外各设备的数字化程度也有差别。显然要为了实现舰船平台一体化，在现阶段，有必要采用分层结构的网络，将不同的通信技术细节屏蔽，提高网络的集成度。

4.2 作战系统网络技术发展方向

同平台系统网络一样，现阶段甚至在不远的将来，作战系统网络还可能会相对独立存在。舰载作战系统一直是军用舰船装备信息化建设的排头兵。而信息化的基础是计算机，它是数据处理、信息处理的关键角色，是信息化的核心工具。从这个意义出发，舰载作战系统网络实际上是围绕各种以计算机或计算机技术为主体的信息系统、智能设备的连网，必然采用与计算机最默契、最匹配的计算机数据网络技术。而计算机网络技术，或者可称为分組数据网络技术，其典型代表是以太网及其衍生的高级形式（如 RPR 弹性分组环）以及 ATM、FDDI、FR（帧中继） 等。因此，在作战系统网络的发展历程上，这些技术都相继出现过。

参考文献：

[1] 朱堂勋.基于以太网的舰船动力信息系统构建与应用.舰船科学技术，2015年第1期.

[2] 徐绍衡.舰船双网络信息和控制一体化系统.船舶工程，2002年第6期.

[3] 石剑琛.舰船电子信息系统安全防护体系研究.计算机与数字工程，2012年第2期.

[4] 李荣修，李金东，傅中力.信息化条件下海军舰船装备精确保障问题研究.国防科技，2015年第2期.