北約協同電子支援通信架構

82 國防譯粹 第四十九卷第九期/2022年9月 作者/Peter Ellis and Steve Horsburgh 譯者/李永悌 審者/洪琬婷北約協同電子支援通信架構北約協同電子支援通信架構Strength in Numbers:CESMO and the Power of EW Interoperability取材/2022年1-2月德國軍事科技雙月刊(Military Technology,January-February/2022)透過運用協同電子支援通信架構，並結合其他類型的戰術資料鏈路，即可擴大狀況覺知，並且強化具時效性的目標標定決策。本圖為協同電子支援通信架構的行動構想。(Source:Curtiss-Wright Defense Solutions)協同電子支援通信架構即時多感測器威脅識別與定位在現今戰場中，儘量縮短北約部隊之間傳送、偵測、定位、標定與分享資訊的時間間隔至關重要。瞭解威脅與友軍部隊的確切位置，對提升作戰人員存活力而言至關重要。以往威脅偵測任務通常由單一偵察機進行，偵察機飛越戰場上空以獲取無線電訊號，並運用基本的三角測量法確定威脅位置與類型。戰場上的作戰人員接收到諸如飛彈發射器與雷達系統位置等，以電子表格列出的相關威脅詳細資訊，而收到時往往已在完成訊號蒐集數小北約協同電子支援通信架構國防譯粹 第四十九卷第九期/2022年9月 83 時甚至數天之後。這些報告採人工製作，而且往往包含錯誤與重複或模糊的資料。在當前現代化戰場，敵人已發展出更小巧、精密且行動靈活的通信裝備與武器。因此，威脅不斷在變換位置，而且無線電訊號發射往往採極短脈衝方式進行，如此一來對訊號偵測構成挑戰，並導致傳統方法不合時宜。因此，技術與戰術資料網路在電子支援通信(Electronic Support Measures,ESM)和電子情報(Electronic Intelligence,ELINT)方面已有長足的進展，可提供新的戰場戰術，並澈底改變北大西洋公約組織(NATO,以下簡稱北約)的遊戲規則。為能在當前戰場上產生效果，無線電訊號傳輸與後續的偵測、定位及目標標定之間的時間間隔必須儘可能接近即時，而電子戰(Electronic Warfare,EW)資料的數位共享，必須在北約部隊之間達成作業互通。協同電子支援通信架構(Co-operative Electronic Support Measure Operations,CESMO)是北約用於交換高傳真電子戰資訊的新戰術資料鏈路(Tactical Data Link,TDL)標準，讓北約部隊在執行這項至關重要的任務時能清楚掌握狀況。敵人已投入大量心力與資金研究並且發展可主宰電子戰頻譜的技術。協同電子支援通信架構提供當前可用的強大工具，可協助管理電子戰頻譜，並消弭敵人取得的進展。為支援電子戰以及電磁作戰(Electro-Magnetic Operations,EMO)，協同電子支援通信架構已納入北約標準化協議(Standardization Agreement,STANAG)4658號以及 聯軍工程文件出版品(Allied Engineering Documentation Publication,AEDP)13號等文件中。相關載臺配備的感測器，可偵測敵軍及友軍各類地面、空中及海上載臺的無線電訊號發射。作戰區內的友軍載臺可運用這項通信協定，在數秒內交換蒐集到的資料，因而能即時定位出這些訊號來源。儘管協同電子支援通信架構的潛力尚未得到充分利用，卻已開始在北約的電子戰與電磁作戰中扮演日益重要的角色。這項通信協定在不斷成長的北約會員國共同運用下已持續拓展；這些國家目前正積極交換協同電子支援通信架構資訊，其中包括德國、英國、法國、西班牙、義大利、挪威、捷克共和國、希臘、土耳其以及荷蘭等。事實上，該項通信協定已成功運用在2020年至2021年間的20多項試驗與活動中。以協同電子支援通信架構作為戰力加乘因子迄今，儘管美國的空中或海軍載臺尚未部署這項強大技術，但協同電子支援通信架構仍可透過提供美空、海軍載臺更加完善的資訊，來大幅強化戰術資料鏈路的電子戰能力。更重要的是，協同電子支援通信架構的力量，會隨著參與國數量的增加而激增，這代表美國與北約的聯盟夥伴實施此項通信協定的載臺愈多，助益就愈大。協同電子支援通信架構的基礎原理在於，相較於目前的三角測量定位，多感測器地理定位(Geo-location)可增加偵測、定位與識別的精確度，同時還能減少定位所需要的時間與人力。協同電子支援通信架構的資訊共享，可賦予作戰人員無論在看到威脅或友軍部隊時，都具備一致且連貫的視角，產生更完整、更正確的共同作戰圖像。這項知84 國防譯粹 第四十九卷第九期/2022年9月識可增加聯合部隊之間的合作機會，俾利進行具有時效性的目標決策，並有助於避免誤將友軍部隊錯認為目標的意外。沒有一致的共同作戰圖像，參與各方瞭解全般戰場狀況的範圍將會變得更小而且各不相同，進而增加所有參與單位的風險。極低的通聯門檻由於協同電子支援通信架構比Link 16、Link11或Link 22的作業成本低上很多，因此可運用在更多載臺，並更迅速進行部署。與其他資料鏈路不同的是，協同電子支援通信架構的優點之一，在於以網際網路協定(IP)做為基礎，並可利用北約成員國載臺間常用的UHF或VHF無線電進行資料交換。例如地面部隊配備可發送與接收加密資料的無線電收發機，即可輔助協同電子支援通信架構。在無法使用Link 16的情況下，協同電子支援通信架構可使用更省錢的處理軟體，使得進行通聯的門檻極低。例如空中參與單位透過筆記型電腦與無線對講機即可進行數位連線，在參與資訊分享時不必整合任何感測器。最常見的情況是，某人可能正從民航機的窗戶向外看，並在特定方向看見了重點目標，接著只須手動將目標資料輸入系統再發送出去即可。另一方面，將協同電子支援通信架構當作完全整合的系統運用。例如德國的龍捲風(Tornado)戰機配備Link 16已有一段時日，在加上協同電子支援通信架構的協調功能後，該載臺的戰力得以大幅增進。協同電子支援通信架構的另一項優點就是簡單。協同電子支援通信架構使用專屬網路，其唯一功能就是協調電子戰資訊。除了能進行網路聊天與傳送位置資料以外，協同電子支援通信架構網路中所承載的大部分資料，將專門用在交換方位線、地理定位與訊號發射等資訊。相較之下，Link 16必須同時支援許多不同任務，而且無法一直仰賴其支援高速的電子戰資訊交換。為能推廣受到北約成員國採用，協同電子支援通信架構通信協定的設計必須澈底做到容易整合、便於使用、成本低、並可廣泛應用在各類型電磁作戰中。發展協同電子支援通信架構的程序時，以確保對作戰人員正常作業模式造成最少干擾為目標。協同電子支援通信架構可藉由運用與可變訊息格式(Variable Message Format,VMF)，通信協定相同的可變訊息原理儘量縮小訊息，俾利在低頻寬、無關載體(Bearer-Agnostic)的無單一與多感測器地理定位北約協同電子支援通信架構國防譯粹 第四十九卷第九期/2022年9月 85 線電機運作。協同電子支援通信架構可輕易透過點對點(Peer-to-Peer)架構，搭配現有無線電設備運用在既存(已開設運行中)地面、空中與海上載臺實施。瞭解全貌儘管北約會員國各自擁有專屬威脅偵測與地理定位技術，但對於任何單一國家而言，透過蒐集足夠資訊建構出涵蓋大範圍的完整戰術圖像，將是極為艱難的挑戰。解決此項挑戰的唯一方法，就是迅速交換與戰場訊號發射有關的標準化資訊。儘管美軍部隊已運用諸如Link 16、Link 11，以及不久後將會部署的Link 22等戰術資料鏈路，在各載臺與電子戰裝備之間安全共享資訊，但卻有許多運用電子支援通信架構的載臺與電子戰裝備不支援與Link 16通聯。這是因為讓所有的電子戰裝備使用Link 16(甚至Link 22)實在太過費時、複雜而且造價過於昂貴。透過運用協同電子支援通信架構，並結合其他類型的戰術資料鏈路，美海、空軍可擴大狀況覺知，並且強化具時效性的目標標定決策。例如，除了改善戰場狀況覺知與存活力，協同電子支援通信架構還可讓海軍部隊透過對電子戰序列(Electronic Or-der of Battle,EOB)和聯合情報、監視與偵察(Joint Intelligence,Surveillance,and Reconnais-sance,JISR)有所貢獻，進而增加對電磁頻譜的利用。協同電子支援通信架構的運作方式協同電子支援通信架構整合與協調(CESMO Fusion and Coordination,CFC)軟體，可分享有關威脅位置及類型的詳細資訊。一般而言，負責操作軟體的人員，會定時向網路上各個協同電子支援通信架構訊號蒐集器(CESMO Collector Asset，以下簡稱蒐集器)發送需求清單(Re-quest List)，清單內包含偵獲回報的重點發射源。蒐集器在偵得重要無線電訊號後，將發送訊息至CFC軟體，說明該訊號的識別結果、方位線與參數。該軟體將會彙整眾多蒐集器的訊號資訊(有別於僅運用一或兩個裝備的三角測量法)，判定高精確度位置，根據預先定義的電子戰參數識別發射源，接著再與協同電子支援通信架構網路上的各單位共享此則資訊。若有蒐集器偵測到未經CFC軟體要求之訊號，則該蒐集器即可將此訊號資訊發送至該軟體。若該訊號為重點訊號，CFC軟體就會更新需求清單。協同電子支援通信架構具有近乎即時的無線電訊號發射裝備地理定位能力，因此可用於偵測各式電子戰威脅，包括：雷達：地理定位地對空飛彈發射站。導航作戰：地理定位全球定位系統(GPS)干擾源。通信：地理定位特高頻及超高頻無線電訊號。光電與紅外線(Electro-opti-cal and Infrared,EO/IR)：地理定位紅外線目標照明器。協同電子支援通信架構與Link 16共通作業由於Link 16也經常在美軍與聯合任務中用來強化狀況覺知，因此在Link 16網路中共享上述威脅的協同電子支援通信架構的相關資訊，就顯得至關重要。86 國防譯粹 第四十九卷第九期/2022年9月通信架構與Link 16可共同運作(如架構圖)，藉以增進狀況覺知。同時接收到這兩種資訊的載臺，將可獲得通信架構網路的地理定位資訊，以及Link 16網路的電子戰產品資訊、參數、地點或追蹤資訊。當協同電子支援通信架構的訊號，在經轉譯傳遞至使用Link 16載臺的電子戰系統後，這些系統將自動顯示已偵獲追蹤的詳細資訊，包括偵察機組員尚未掌握的敵軍和友軍部隊與位置。接著偵察機組員即可迅速、準確地迴避威脅，以進行更明智的決策，並以通信架構網路與北約部隊進行更有效的作業互通。同樣地，地面車輛上的作戰人員此時也將獲悉原本因地形或其他實體障礙，而無法目視或偵知的敵威脅位置。協同電子支援通信架構戰術資料鏈路閘道器的優點美軍在評估協同電子支援通信架構時，應將重點放在瞭解架構所提供的全部價值，以及如何透過使用可在通信架構與Link 16，以及其他類型戰術資料鏈路之間進行轉譯的智慧型閘道器，來強化並擴大這項價值。智慧型閘道器可讓作戰人員存取來自所有通信網路的資訊，進而使所有的網路猶如合而為一。作戰人員不須花時間瞭解每條資訊實際是從哪些資料鏈路之裝備與訊號轉譯過來的。但如果沒有此種閘道器，就必須以人工方式與這些作戰人員共享至關重要的通信架構資訊，而導致資料延遲，造成不必要的干擾，並為各通信端帶來出錯的風險。美國寇帝斯萊特(Curtiss-Wright)公司的戰術通信組戰術資料鏈路集線與網路轉譯器(Tactical Communications Group TDL Hub and Network Translator,TCG HUNTR)，是目前市面上唯一已部署運用，並通過作戰測評的協同電子支援通信架構資料鏈路閘道器。Link 16網路與通信架構網路間往來資訊的轉譯過程，是一項錯綜複雜的任務。使用在其他閘道器時僅有某些方面合乎Link 16與協同電子支援通信架構的標準。然而不完整的功能將嚴重限制作