光纤技术由于其独特的优点和特异的功能,不仅在光纤通信等民用领域得到了广泛的开发和应用,而且在军用领域也得到了各国政府和军方的重视。在国外,光纤技术军事应用的研究和开发于80年代中期形成高潮。进入90年代,这些研究和开发活动得到了进一步的加强。本文综述了国外在光纤技术军事应用方面的最新进展以及具有军事应用前景的几项光纤新技术。
1、前言
由于光纤作为一种传输媒质,与传统的铜电缆相比具有一系列明显的优点,因此,自70年代以来,光纤技术不仅在电信等民用领域取得了飞速的发展,而且因其抗电磁干扰、保密性好、抗核辐射等能力,以及重量轻、尺寸小等优点,使它也得到了各发达国家政府和军方的重视与青睐。 特别是在美国,早在80年代中期,先后计划的光纤军事应用项目就达400项左右,这些项目包括固定设施通信网、战术通信系统、遥控侦察车辆和飞行器、光纤制导导弹、航空电子数据总线和控制链路、舰载光纤数据总线、反潜战网络、水声拖曳阵列、遥控深潜器、传感器和核试验等。这些项目陆续有报道取得了不同的进展。进入90年代以来,光纤技术的军事应用继续受到美、欧等国军方的重视。在美国,三军光纤技术开发活动的计划项目分成五大部分:有源和无源光元件、传感器、辐射 效应、点对点系统和网络系统。由三军光纤协调委员会进行组织,每年投资为5千万美元。
在面向21世纪的今天,美国国防部已把“光子学、光电子学”和“点对点通信”列为2010年十大国防技术中的两项。其中光纤技术占据着举足轻重的地位。这预示着美国等西方国家对光纤技术军事应用的研究将全面展开并加速进行。而各项先期应用及演示、验证表明。21世纪的军事通信和武器装备离开了光纤技术将无“现代化”或“先进”可言,在未来战争中将处于被动挨打的局面。
2、光纤技术的军事应用
2.1光纤技术的陆上军事应用
2.1.1光纤技术的军事通信应用 光纤技术在陆上的军事通信应用主要包括三个方面:
1)战略和战术通信的远程系统;
2)基地间通信的局域网;
3)卫星地球站、雷达等设施间的链路。
自从“信息高速公路”概念的出现,美国就在军用信息高速公路的发展中走在了世界各国的前面。1992年6月,美国参谋长联席会议下发了名为“武士 c4t”的关于美军21世纪通信和协同作战总体规划的框架文件。“武士c4t”计划的目标是按军用“信息高速公路”的要求,建立一个全球性的实时军用通信网,即称为“信息球”的全球通信网。它将是一个连通士兵、指挥所和各种传感器的指挥网,是一个反应灵敏的c8系统。它的基础网就是国防信息系统网(disn),由地面及卫星的军用和民用通信系统所构成。目标disn是一个宽带综合业务数字网(b-isdn),传输容量将高达几 gb/s。拟分近、中、远三个阶段实施,从1995年起,花10-15年时间加以实现。战场信息系统(bis-2020)则是支持美国陆军21世纪作战理论的未来陆军信息系统。
作为支持“bis-2020”系统的陆军战术指挥控制系统(atccs),主要是一种地理上分散的,高度机动的,通信密度大的系统。它也将分三步予以实施。第三步atccs,即最终目标系统也就是“bis-2020”系统,其研制周期为1995~2000年。而光纤局域网,特别是光纤分布数据接口(fddi)是其中的关键技术之一。 美军的c3系统在海湾战争中对赢得战争的胜利发挥了重要作用。尤其是美国三军联合战术通信系统(tri-tac)、移动交换设备(mse)和改进型陆军战术通信系统都发挥了重要作用。但这些系统也暴露出不少问题,因此,美军根据这些问题和未来的作战要求,从三个方面对tri-tac进行了技术改进。
一是由空军负责的tac-1光缆系统,它将代替同轴电缆,装备分布在全球的美军tri-tac系统;二是陆军的野战光缆传输系统(fots)。拟用10000km的光缆代替cx-11230型同轴电缆;三是由海军陆战队的野战光缆系统(focs)连接数字交换机和无线电设备。此外,本地分配系统也是tri-tac的一个组成部分,它主要将用野战光缆代替野战通信车之间的四根26对cx-4566型电缆。 除此之外,美国海军和空军还都在建设自己采用异步传输模式(atm)的宽带光纤通信网。
空军的c3i系统是光纤技术在美国空军中应用的最大项目之一。1979年,美国gte公司从美国空军获得了3.25亿美元的mx导弹发射场c3系统的合同,用光缆作为作战控制中心、地区支援中心、导弹掩体和维护设施之间的互连线路,线路总长15000km,连接4800处有人和无人值守场所的5000多台计算机。而在1987~1996年的十年间,mx导弹c3系统的投资预算更达到5.17亿美元。 美军还提出了在主要的军用门道配置军用卫星和光缆双重链路的设想,以便利用这两种通信方式工作特点和性能特点的互补性,保障危机情况下战略和战术综合通信的抗毁性。