濒海城市防空体系通信系统建设研究

张宇

摘要：通信系统作为濒海城市防空体系的基础保障及重要组成，是防空体系实现指挥、协同作战并达到较大作战效能的前提条件。文章从某构想濒海城市防空体系的通信系统所面临问题、任务特点等角度出发，开展通信系统建设研究，分析光纤、散射、微波、无线宽带、超短波和卫星等通信手段，综合利用、取长补短，构建了一个覆盖面广、结构完善、功能性能互补、迂回保通能力强的立体通信网络。

关键词：濒海城市；防空体系；通信系统；建设研究

中图分类号：TN915文献标志码：A

0 引言

许多国家和地区的濒海城市多为其政治、经济、科技和文化中心，建设有大型港口、机场、城市CBD，人口密集，是未来战争中空袭的首选目标。为此，它们都在花费大量财力构建濒海城市防空体系，通信系统作为“首长的耳目、部队的神经”，其关系到整个防空体系作战的成败。因此，建设性能良好、可靠稳定、互补冗余的通信系统是防空体系建设中极为重要的一环。

1 通信系统面临的問题

通信系统通常会面临以下几个问题：（1）易受敌方侦察和干扰，且防御纵深浅，预警时间短，敌方容易对通信系统实施干扰，海上障碍物较少，敌方从海上偷袭十分便利，通信系统必然成为首要攻击的目标。（2）除正常无线电业务外，还有导航、渔业、对潜、对舰等无线通信业务，无线电信号复杂，用频多。（3）地形复杂，海上岛屿星罗棋布，陆上江河湖泊纵横交错，增加建设难度。（4）气象复杂，敌方可利用复杂天气进行偷袭，台风、海汐、大雾、暴雨等复杂气象给通信带来不利因素。（5）高温、高湿、高盐雾下通信设备易受腐蚀而失效，降低通信系统效能。

2 通信系统任务特点

2.1 防空装备部署

濒海城市防空主要针对敌空袭兵器的主要突袭方向，建立多层次、有重点的区域防空火力拦截体系。由于拦截纵深小，为了延长拦截纵深，通常会考虑将中远程防空武器进行后置部署，将近程末端防空武器进行前置部署。各防空武器均须通过通信系统接入中心节点实现互联互通，利用中心节点对各装备进行作战指挥，从而在敌来袭航路上形成多层防空火力网，利用软硬火力实现对目标的多波次、梯次拦截。

假设濒海城市防空体系各装备部署如图1所示。

将中远程防空武器部署在陆地濒海城市中或大后方。将各近程末端防空武器分散部署在大陆海岸、半岛或者离岛、人工岛等，并沿海岸方向呈外围栅栏式部署。横向两个远端短者30～50km、长者150～200km，甚至更长，所形成的拦截纵深短者70～80km、长者大于100km。

2.2 通信业务类型

濒海城市防空体系根据面临的威胁及作战特点，其基本作战原则可总结为“多源融合、全维预警；分层拦截，梯次抗击；早搜快打，尽远制敌；软硬兼施，严密防护”［1］。为了形成最大合力，发挥最大效能，通信系统不仅要完成战时空情预警信息、目标跟踪信息、指挥命令、勤务信息、装备状态等数据和语音业务传输，还要完成平时日常维护、联合演练等数据和语音业务传输。在一定条件下，还须完成图像业务传输。

3 通信系统建设

3.1 总体需求

结合各防空装备部署及通信业务类型分析，通信系统应由“静中通”向“扰中通”转变，由以短波、超短波为主的单一通信手段向综合利用有线通信、无线组网和卫星通信等多手段、综合一体化等通信转变。实现“有线通信为主，无线通信为辅”，覆盖面广、结构完善、迂回保通能力的强的立体通信网络［2］。为此，本文拟建设一个集成有多种通信手段兼容备份的综合通信系统。

3.2 光纤通信

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输的通信。其通信容量大，传输延迟小；传输损耗低、中继距离长；信号串扰小、保密性能好；抗电磁干扰、传输质量佳等，能有效避免敌方侦察、干扰等。通过敷设海底光缆，可将城市光纤通信网络延伸至各半岛、离岛和人工岛，可与城市现有已建成的“四通八达”电信光纤网络进行无缝连接，通过网络隔离、加密等，确保传输信息安全，实现防空作战数据可靠传输。建设时，将其作为主要有线通信手段，能有效满足数据、话音、图像等传输需求。光纤通信环网如图2所示。

图2中将相邻的几个分支节点用一个光纤子环网相连，多个子环网通过光缆桥相接，将有光缆敷设的离岛通过光缆直接接入光纤环网，最终实现光纤组网通信。当环网中的某支路光缆损坏时，可通过其他支路进行通信，达到抗毁保通的目的。

3.3 散射通信

散射通信是指利用对流层及电离层中的不均匀体对电磁波产生的散射作用，利用远处高灵敏度接收机以接收散射来的微弱电磁波，从而实现大于100km的超视距通信。其单跳跨距远、抗毁、抗扰和抗截获能力强，具有跨越山丘、海湾、沙漠等复杂地形进行全天候可靠通信等特点，能够部署在无法实现光纤通信的岛屿上。部署在岛屿上的散射通信性能要优于在陆地上部署的性能，传输容量更大、超视距性能好、通信更加可靠。建设时，将其作为超视距无线通信的主要手段实施，能有效满足数据、话音等传输需求。

散射通信采用分集天线接收技术用以解决接收信号的衰落问题，目的是减小平坦衰落信道中的接收机处的信号衰落深度和衰落持续时间的影响，先将接收到的信号分成多路独立的不相关的信号，然后将这些不同能量的信号按一定规则合并起来［3］，为此要设计两个或多个接收天线。

3.4 微波通信

微波通信是直接利用微波作为介质进行的通信，当两点之间视距无障碍时，就可以使用微波进行传输。其具有传输带宽宽、通信容量大、通信链路稳定、抗干扰性能较好、通信质量好、延迟较小等特点，可部署在无法实现光纤通信的岛屿或临时阵地上使用。建设时，可将其作为一种主要的视距通信手段实施，满足数据、话音等传输需求。散射和微波集成后的工作如图3所示。

3.5 无线宽带通信

无线宽带通信是以民用4G通信为基础，进行了抗干扰、基站自组网及远距离传输等方面的军事化增强改造，满足机动网络和用户对固定网络的接入需求的同时，还可以满足大数量业务传输、动态组网、随遇接入等需求，具有高带宽、传输速率大等特点。无线宽带通信设备小型化、轻量化，可用于机动部署的各防空装备之间或者近距离固定部署（小于7km～8km的范围内）在各岛屿上的防空装备之间动态或静态组网通信，满足数据、话音、图像等传输需求，如图4所示。

3.6 短波通信

随着通信技术的发展，短波通信仍占有不可替代的地位。短波通信不依赖中心站，每个台站既可以做主站也可以做从站，通信网安全性高。短波传播路径是以电离层发射的天波为主，不受地球曲率和地面障碍物的限制，可实现超视距通信。由于短波通信设备传输速率很小，可将其作为通信开设之前的应急语音通信。

3.7 超短波通信

超短波主要依靠地波和空间波进行视距传播，与短波相比，超短波具有频段宽，通信容量大，受季节、昼夜变化影响小，可进行跳频通信，抗干扰能力强，通信稳定，设备简单且小型化等特点。超短波通信作为无线通信里的主要通信手段，广泛运用于各类平台。超短波作为无线通信的主力手段，能有效满足数据、话音等传输需求。

3.8 卫星通信

卫星通信是利用卫星上的转发器作为中继站，转发无线电波，实现地球上多个卫星通信站之间的通信。卫星通信具有距离远且费用和通信距离无关、工作频段宽、通信容量大、通信链路稳定，覆盖面积广、通信灵活等特点。虽然目前还存在由于设备量偏大、价格昂贵、通信时租星费用高、传输延迟较大等问题，但是卫星通信可作为一种较好的备用通信手段进行建设。

4 集成使用

各通信手段的主要集成使用如下：（1）光纤通信作为有线通信的主要手段，设备小，可集成在防空装备上，可实现互联节点之间大速率传输，适合部署在大陆和敷设有光缆的岛屿上使用。（2）散射通信作为远距离无线通信的主要手段，可单独成车或与微波通信集成成车，实现5km～120km范围内的大速率传输，适合部署在距离较远的离岛上使用。（3）微波通信作为散射通信的互补，可单独成车或与散射通信集成成车，实现5km～25km范围内的大速率传输。（4）无线宽带通信作为近距离无线宽带主要通信手段，设备小，可集成在防空装备上，实现10m～10km范围内多节点机动动态或静态组网通信时的大速率传输。（5）短波作为应急通信手段，设备小，可集成在防空装备上，实现10m～120km范围内的应急语音通信。（6）超短波通信作为近距离主要备用窄带通信手段，设备小，可集成在防空装备上，实现10m～10km范围内“点对点”或“一点对多点”的中小速率传输。（7）卫星通信作为主要备用手段可单独成车或可集成在防空装备上，在不受距离限制的场景下实现一般速率通信，特别适合部署在距离较远的离岛上实现使用。

5 结语

通过对光纤、散射、微波、无线宽带、短波、超短波和卫星等多种手段进行分析研究可知，各通信手段优缺点明显，各有所长，可互为补充。为建设一个具有多手段、全方位、优劣势互补的立体通信保障，需要將上述通信手段纳入濒海城市防空体系通信系统的建设内容，通过合理规划、定位和综合管控，使各自发挥优势，为濒海城市防空体系发挥最大作战效能奠定基础。

参考文献

［1］隋江波，孙学锋，朱良明.海军要地防空多武器系统协同作战［J］.指挥控制与仿真，2015（12）：78-81.

［2］陈一远.复杂电磁环境对省军区沿海防卫作战通信保障能力的影响及对策研究［J］.国防，2008（2）：56-58.

［3］王靖.瑞利衰落信道上分集接收技术性能分析［J］.高校理科研究，2006（3）：231-233.

（编辑 王永超）