【深度】美国航母报告：航母通信系统→卫星远距离通信（内有福利请猛戳）

卫星通信能力是美国海军远程通信的主要手段。早在1996年美国海军提出开发新型先进的窄带军事通信卫星——移动用户目标卫星系统（MUOS），解决通信带宽问题。目前，美国对卫星通信系统进行了全面的改进，通信频段随着通信卫星系统的发展从UHF提高到SHF和EHF，数据速率也从低速率提高到中速率。而在海军卫星通信终端方面，海军把原来的多个终端和卫星通信服务计划（海事卫星计划、CWSP计划、EHF卫星通信计划、SHF卫星通信计划和GBS计划）综合为两个项目，分别是海军多频段终端（NMT）和商用宽带卫星计划（CBSP）。美国海军制定这一卫星通信发展策略的目的，就是想通过整合军用卫星和商业卫星通信解决方案来满足全球通信需求。而美国海军所主导或参与的多项卫星通信项目都影响着其航母战斗群未来的卫星通信手段。

移动用户目标卫星系统(MUOS)，用于取代现役“特高频后继卫星”(UFO)系统，提高信道可用性和传输容量。美国计划建造5颗MUOS卫星，其中4颗是工作星，最后发射的备用星可随时漂移到有需要的地区，以增加这个地区的可用信道数量。

MUOS卫星采用洛克希德·马丁公司的商用A2100M平台，干重约3100千克，功率10千瓦，天线直径14米，该多波束天线可产生16个点波束和1个全球波束，并采用空间频率复用技术（每个波束复用4个5兆赫宽带码分多址射频载波），从而增加了系统的容量。
在每个点波束内，用户终端与卫星通信使用UHF频段，卫星和基站的通信使用Ka频段。
为了保证与现役“UHF后继星”的用户终端兼容，MUOS还装有UFO卫星上使用的弯管式转发器，以确保现役UFO用户能向MUOS平稳过渡。其60GHz的星间链路为系统提供冗余的通路并减少地面的呼叫路由。
MUOS能处理16332个2.4 kbp/s的宽带码分多址终端同时接入，以及424个UFO终端接入，并使现有的窄带卫星系统继续发挥作用。其新型手持终端还能与美军最新的联合战术无线电系统兼容。
由于具备按需多址能力，MUOS能更有效的利用频谱。

2012年2月24日，美军首颗MUOS卫星由“宇宙神-5”火箭送入太空，经过了半年的调整测试，于2012年7月通过在轨测试，转入美海军多业务测试和评估阶段，并在8月完成所有测试，开始正式运营。

随着MUOS卫星的测试和发射工作步入正轨，国防部关注的焦点也转向了与之相配套的终端设备。洛克希德·马丁公司于2013年1月宣称它们已完成MUOS软件波形的构建，并由美国政府通过联合战术网络中心信息库（JTNCIR）将其供给军用卫星通信终端供应商使用。MUOS波形采用IPv4/IPv6技术，使得士兵可以通过它在任何地点连接到GIG。随后美国陆军则宣布对100台HMS无线电计划中的AN/PRC-155双通道背负式电台进行升级，由于MUOS波形一直都是在AN/PRC-155的硬件基础上进行开发，AN/PRC-155也必将成为第一台运作MUOS波形的JTRS背负式无线电，成为战术边缘移动用户目标系统的重要旗手。利用PRC-155升级后的MUOS运作能力，处于网络中的士兵就可以与MUOS系统实现安全的话音、数据远程互通。据通用动力公司宣称，升级后的AN/PRC-155已经于2013年部署到用户手中。此外，各个战术电台生产公司也加紧升级或研发其电台产品，以增进MUOS波形能力，如哈里斯公司正在升级一部分“猎鹰Ⅲ”电台以增加MUOS通信能力，雷神公司则重新设计其ARC-231无线电从而使飞行员也能使用MUOS提供的通信能力。

第二颗MUOS卫星于2013年7月19日发射升空，随后MUOS通过3G移动通信技术为军方用户提供同步数据、话音和视频通信能力。而MUOS的全面作战能力预计2016年达成，据估计，届时其各种终端总数将达到82000套，其中50%为手持式战场定位设备，其余终端为先进的联合战术无线电系统终端和UFO的终端。可有效为美军机动作战部队提供通信保障，为所有军事部门的任务目标提供超视距通信支持，同时系统的传输容量也能够获得提升。

MUOS计划图

通过3G手机和最先进的卫星技术，MUOS可为美国及其盟国作战人员提供覆盖全球的、更为通畅和强大的超视距战术通信能力，能够不受海上恶劣的气候环境限制，为处于不断移动中的舰队提供可靠的窄带通信能力。利用这一系统，战场上的部队能够发送和接收传真、实时电报和其他不需要更宽带宽的应急通信，享受更加先进和更加具有战术性的服务。

在军用卫星通信终端方面，美国海军制定了下一代军用卫星通信终端计划——多频段终端（NMT），以实现AEHF卫星通信系统提供的扩展数据速率（XDR）能力。NMT将为海军水面舰艇、潜艇、岸基站点提供EHF和SHF传输业务，它支持各种受保护的宽带指挥控制通信应用（包括保密语音、图像、数据和舰队广播系统）。

目前，海军舰船上安装了过多的卫星终端，增加了天线间的电子干扰，且其硬件设施也占用了甲板上大量的空间。未来，NMT将取代现有的卫星终端，包括美海军现役的AN/ USC-38/后续终端（FOT）极高频卫星终端和AN/WSC-6（V）宽带超高频卫星通信终端，大大减少了舰上天线系统的复杂性和空间占用。届时，航母战斗群中的舰船只需1至2台NMT即可取代目前所使用的多台终端。预计NMT将装备美国海军近300艘舰船，成为美海军未来卫星通信能力提升的关键设备。

NMT系统的关键特性包括：开放性系统结构；对传统终端组件的完全兼容能力；较高的通用性、可靠性和故障隔离效率。

NMT终端目前由美国雷声公司研制，该公司研制的新型NMT终端，符合最新的SCA标准，采用高度模块化的开放架构，能与正在开发的联合战术无线电系统（JTRS）互通，满足未来的能力升级需求。
NMT将能够工作在EHF、Ka和X频段，包括Ku/Ka或X/Ka同时运行，随着向国际战略伙伴出口的多种NMT机型的研发，势必有助于提升多国部队的联合作战能力。
NMT支持多种带宽的波形，包括低、中和扩展速率（LDR、MDR和XDR）；能提供多种卫星系统通信和业务，包括Milstar、AEHF、UHF后继星（UFO）、极地卫星、APS、WGS、国防卫星通信系统和全球广播业务卫星等，为作战平台提供更强的通信能力和更高的灵活性。
在其性能验证测试中，NMT的网络及点对点通信数据速率达到了8.2Mbps。在复杂的海上状况中，其天线转交只需要十亿分之一秒的调整时间。
此外，为了提高带宽效率，NMT还能利用海军的时分多址接口处理器自动建立IP连接。

NMT有3种型号：岸基型、舰载型和潜艇型，它既能使用相控阵天线，也可使用目前海军舰船主要使用的抛物面天线，这使其更容易适应不同舰船的安装要求。

NMT系统变体有两个主要的组成群组，分别是通信群组和天线群组。
通信群组包括以下这些元素：操作用户界面、电力分发单元、键盘、极高频和主电力界面。而天线群组则取决于不同的安装平台，并包括新的、重复利用的和改造的天线以支持全球广播系统在Q-、Ka-和X波段的要求。

受AEHF卫星项目发展延迟的影响，NMT项目的研发和部署节点也被多次推迟，但其项目主管则认为这些延迟主要是为NMT增加更多新的技术。2010年成功完成野外测试和“里程碑C评审”后，美海军与雷神公司首次签订了22套的初始生产合同，标志着该终端系统完成了复杂的开发工作。2011年美国海军在其Roosevelt（驱逐舰80）舰上部署了一个可运作的海军多频段终端进行前期初始作战测试和评估后，美国海军指挥作战测试与评估部队（COTF）分别在2011年6月至8月完成NMT的初始作战测试与评估（IOT&E），测试结果显示NMT具备在军事星和UFO的极高频负载上提供传统极高频通信、在传统DSCS和WGS提供X波段、在WGS上提供Ka波段的能力，但同时也检测到NMT存在一定的故障和问题。

美国海军指挥作战测试与评估部队（COTF）在2012年6月至8月对NMT进行了多次作战测试，以确认之前测试中的故障都得到了有效更正。该测试是在现实条件中进行的，其平台包括两个水面舰船和一个岸基站点，测试结果表明NMT已具备合适的运作能力，NMT通过WGS接收全球广播系统广播的能力同样也得到了验证，而在之前的作战测试中出现的天线转交问题亦得到了解决。指挥作战测试与评估部队（COTF）还计划在2014财年第三季度对NMT进行全面作战测试与评估（FOT&E），以测试NMT使用扩展数据速率（XDR）波形与AEHF卫星的实战通信能力。

NMT计划图

2012年6月雷声公司获得美国海军价值7900万美元的合同，将提供47部或更多海军多波段终端（NMT）系统。2012年12月NMT项目成功通过美国海军的大批量生产审查，这意味着NMT即将大量安装到美国海军潜艇、舰艇以及海岸基地。