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潜艇通信技术路在何方(下)

2015-10-10 10:02  来源: 科普中国

    美国海军原打算从1994年起,正式拨款立项开始研制实用化的对潜通信系统,但这个计划先被推迟,随后被长期搁置了。直到今天,蓝绿激光通信系统仍处于理论探索和实验室小规模试验中。为什么蓝绿激光通信技术迟迟不能实用化?原来,蓝绿激光通信在表面眩目的光环下面,也有着自己的“难言之隐”:

    首先,蓝绿激光通信仍然是一种单向通信系统,至少在可预见的未来,潜艇上不能装激光发生器发出信息;

    其次,激光的指向性给了人们另一个难题:你必须知道潜艇所处的大致位置,才能向潜艇发送信息!虽然卫星上可以安装透镜,把原本聚集的激光束发散开来。但是,发散的面积越大,通信所需要的功耗越大(卫星的太阳能电池板可能无法供应如此大的电能),潜艇接收到的信号强度也越弱。当然,也可以先由潜艇向卫星发送一个自身位置的信息,然后卫星将蓝绿激光打到指定的海域向潜艇发信息——这又回到了第一个难题上了,潜艇目前还无法从水下将激光打到太空中⋯⋯

    此外,蓝绿激光通信系统需要发射大量卫星和规模庞大的地面支援设施,投资巨大。所有的不利因素综合起来,结论就是:蓝绿激光对潜通信技术在近未来还无法实用化。

    虚拟场景3:200X年X月X日,美国“弗吉尼亚”级核潜艇艇长卡尔三世在阿拉伯海待命,准备对阿富汗的基地组织营地发动巡航导弹打击。从上午等到晚上,“弗吉尼亚”级核潜艇的激光通信接收机一个字儿也没收到。原来,五角大楼把他们潜艇待命的海域搞错了,蓝绿激光通信卫星把信号打在了离他们50海里的地方⋯⋯

    第三条道路

    在低频通信技术日益落伍、蓝绿激光通信技术停滞不前的情况下,利用现有的信息技术和网络技术,改善潜艇的通信能力,成为潜艇通信技术发展的主要推动力量。

    代表着美国攻击型核潜艇发展趋势的“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇具有先进的光电桅杆,特别适于在近海地带作为网络中心传感器网络中的关键节点。光电桅杆的头内装有电视摄像机、热像仪和像增强器等光电传感器。光电桅杆直接安装在潜艇耐压壳体的上方,可以升降,但不穿透耐压壳体。它向控制室传输的图像信息是通过电缆或光缆,使得图像传输系统大为简单。此外,为了保持陆基指挥部和潜艇之间隐蔽的、不间断的通信,“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇装备了甚低频、极低频拖曳天线,可以实现对水下、冰层下100米范围内的隐蔽通信。它可以与“塔卡木”机载甚低频系统互联互通,作为日常性岸对潜艇通信中继系统,加上该艇装备的卫星通信系统,构成了全球对潜通信网,使潜艇作为未来信息化战争中的一个网络节点成为可能。

    为了使潜艇保持其深潜位置并能够进入海上作战网络,美英合作研制一种用于潜艇的双向通信浮标。该设备被称为可重复使用的光纤系留(RTOF)浮标。它是一个从潜艇投放的通信吊舱,可浮在海面上,通过一条极长的光纤与潜艇链接。它通过卫星与水面和空中平台进行高带宽通信,从而使潜艇成为作战网络中的一员。2006年,美国海军开始试验由英国超级电子公司领导的工业小组研制的RTOF浮标,于2006年3月交付美国海军,在2006年10月装艇试验。其远期计划是在英国海军所有“机敏”级攻击型核潜艇上装备。

    目前,美海军继续购买潜艇高数据率(Sub HDR)卫星通信系统。在过去的6年里,雷声公司向美海军交付了70多套Sub HDR卫星通信系统。Sub HDR卫星通信系统为潜艇提供高数据率和多频带卫星通信能力。该系统能够发送保密的宽带多媒体、保密和非密的因特网存取、话音和数据通信量、图像以及电话会议。现在,唯一的问题是:这些高速、双向、保密性好的通信系统,统统需要潜艇上浮至潜望镜深度,或是释放水面浮标才能进行。

    虚拟场景4:201X年X月X日,“弗吉尼亚”级核潜艇艇长卡尔四世接到本土极低频电台的指令,潜艇在南中国海上浮释放光纤系留浮标,与司令部进行卫星通信。面对蜂拥而来围观的中国渔船,卡尔四世无奈地在水上打出横幅:“光纤没铜,割了没用”。

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