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海底电缆与水下竞争的将来

发布时间:7/24/2020 11:36:55 AM   发布人:管理员

海底电缆与水下竞争的将来


美国《原子科学家公报》6月15日登载美国战略与预算评价中心(CSBA)高级研讨员布莱恩·克拉克的文章,题为《海底电缆与水下竞争的将来》。文章以为,当前,包括军事和金融范畴在内的简直一切语音通讯和互联网数据均经过海底光缆来传输。这些通讯线路即使遭到暂时毁坏,也会产生严重结果。其将来平安取决于各国对下一轮水下技术的认识与运用。

地球2/3的外表被海水掩盖。海洋在各国的平安战略中,历来只被当作商业及军用航道,或者一种避免外敌入侵的自然屏障。而这正在发作改动:往常,大海已开端被世界各国视为蕴藏重要自然与军事资源的领土。新技术的开展,使得在深海勘探及资源开采成为可能。随之而来的,是很多国度的领土主张,例如,在塞浦路斯以南的地中海,以色列、土耳其、希腊和埃及都宣称对最近发现的油田具有一切权。在海底,还存在着比油气更为重要的资源:海底电缆。世界上至少95%的语音通讯和互联网数据经过约300条跨洋光缆停止传输,其中包括军事通讯和每年超越4万亿美圆的金融买卖。假如不采取正确的防备措施,它们全都可能成为脆弱的攻击目的。

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海底电缆的重要性

海底电缆的历史可追溯到19世纪中叶,即1858年大西洋电报公司树立的第一条横跨大西洋的电报通讯线路。1988年,海底电缆完成了从铜芯电缆到光纤电缆的晋级,数据量得到大幅提升,构成了对万维网及尔后的国际互联网的带宽支撑。目前,全球共有约300条跨洋海底电缆,为满足日益增长的带宽需求,更多的电缆正在铺设之中。海底电缆传输的内容应有尽有,数量庞大,例如:由Facebook投资铺设、衔接东亚各国的“亚太门户”电缆,每秒传输量可达55 TB;由谷歌资助、衔接美国和日本的FASTER电缆,每秒传输量可达60 TB;谷歌公司还在为一条衔接美国和巴西的60 TB/秒海底电缆提供资金支持。

在国度平安范畴,各国依赖海底电缆来谐和军事行动,展开外交工作,搜集情报。通讯卫星运用的射频电路带宽过窄,无法支撑TB级传感器数据或全球性军事行动的需求。鉴于此,秘密的军事通讯运用与民用相同的海底电缆网络,但此举存在被窃听的风险。据报道,美国在冷战期间曾在较老旧的铜芯通讯电缆上停止过相似活动。

窃听电缆在理论上可行,但更容易操作的是切断或破坏电缆,对电缆用户形成影响。随着海底搜索设备及无人潜航器的开展,海底电缆的搜索工作变得愈加容易。在分秒必争的军事行动或外交活动中,几分钟或几小时的通讯中缀都可能是灾难性的。而修复海底电缆艰难重重且非常耗时。除了电缆自身外,其在岸上的衔接点比海底电缆更容易被发现和遭到攻击。不过,越来越多的电缆曾经装置在海底,冗余(通常指经过多重备份来增加系统的牢靠性)将加强通讯网络的弹性,但切断一条或多条海底电缆形成的带宽减少仍然影响严重。

思索到电缆通讯中缀可能带来的经济和军事影响,在将来抵触中,具备对海底电缆及其岸上衔接点构成要挟或予以维护的才能变得愈发重要。抵触时,攻击者可能对电缆发起协同攻击,迫使对手退让,或将对电缆的攻击作为初期进攻的一局部,以切断对方军队与国度指挥系统、情报数据及传感器信息的联络。电缆攻击还能够阻止配备核武器的对手监视与控制其战略武器和预警系统,毁坏战略均衡。作为回应,被攻击者可能会进步核武器的戒备程度,或者先下手为强发起攻击。

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应用无人技术

新技术的开展,一方面使海底电缆面临的要挟越来越多,另一方面也能为各国维护水下根底设备做出奉献。动力和控制技术的进步提升了无人潜航器的续航力和牢靠性,估计将来10年内可完成在不加油的状况下一次飞行数月;传感器和处置技术的进步将使无人潜航器取得更多的自主性。

通讯是水下平台长期存在的一个弱点。但借助于新的或改良的水下通讯手腕,潜艇和无人潜航器能够在不暴露桅杆的状况下,互相之间,或与海底系统、岸上指控中心停止通讯。水声通讯已可以以较低带宽在有效作战间隔内运用;而在更近间隔,发光二极管及激光器能够取得与线缆简直相同的数据率。新型漂浮或拖曳式无线电收发机支持水下平台与水面部队停止通讯,而且没有被探测的风险。

水下通讯及无人潜航器续航力方面的局限性还能够经过正在开展的新一代海底系统来补偿。譬如美国海军“前沿部署的能源和通讯基地”,这是一种集装箱大小的系统,能够放置在海底,作为无人潜航器的“休息站”,供其充电、下载数据、上传命令等,使其得以持续展开诸如监视和搜索电缆、输油根底设备,或在弹道导弹核潜艇活动区域监听敌方潜艇的任务。同时,该系统也能够应用无人潜航器完成与岸上的通讯。要在无法装置永世声纳阵列的水域停止长期的水下监视,能够将便携式海底传感器(如浅水监视系统与耐久近海监视系统)布放于敌潜艇或无人潜航器可能经过的紧要之地。

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水下竞争的新篇章

海底监视与控制方面的竞争将在将来一二十年内愈演愈烈,其格局将由水下作战方式上呈现的以下严重变化来决议:

新的传感器技术。随着潜艇噪音越来越小,隐身才能越来越强,各国部署的简直无噪音的无人潜航器越来越多,传统被动声纳的效能正在降落。固然过去50年反潜战主要依赖被动声纳,但到本世纪20年代,主要的探测办法将是低频主动声纳、非声学探测,或者其他此前未运用过的技术。

水下系统家族。水下战系统将越来越多地从潜艇转向无人系统,如无人潜航器。大型无人系统和其他较小、更难被探测的系统将在更大水平上被用来取代有人潜艇,执行抵近敌方海岸的战术任务,包括搜索敌方弹道导弹核潜艇,或攻击敌水下根底设备。防御方面,需求无人潜航器及海底传感器来施行对友方海底电缆、能源管道及系统的持续监视。

水下“作战网络”。新型、作用间隔更远的传感器,以及新的水下通讯才能,将使水下“火控网络”行动成为可能(相似水面力气应用无线电信号展开行动)。水下网络还可以完成由无人潜航器“蜂群”自主施行、或在有人潜艇及其他平台控制下施行的协同监视或攻击行动。

“海床战”。发作抵触时,在前哨系统的支持下,已部署及固定的传感器和无人潜航器能够加强潜艇的才能,并能够承受潜艇的控制。各国对这些才能的依赖,将引发其竞相开展在沿海海床布放或肃清各种系统的才能,包括快速搜索及评价海底的才能。有才能更好应用海底的国度将在抵触中占领上风,特别在抵触的早期阶段,对海底电缆或弹道导弹潜艇展开灾难性攻击会明显突破均衡。

国际关系的稳定,局部取决于可预见性,以及辨认攻击并做出回应的才能。经过让对手失去监视和指挥控制才能,或者让对手“二次打击”的弹道导弹潜艇置于险地,水下战范畴呈现的新变化将要挟到当前的相对稳定。为维护国度平安与稳定,主要经济体和核大国需求进步其监视并控制己方临近海域的才能,像对空域那样予以注重。

本文由重庆水下作业采集