美一体化防空反导作战指控系统（IBCS）研究

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.04.010

摘要/Abstract

摘要：

一体化防空反导作战指控系统（integrated air and missile defense battle command system，IBCS），既是支撑美防空炮兵力量转型建设与作战概念创新发展的核心系统，更是深度集成与一体运用多域多型防空反导作战要素的重要平台，其基线型于2022年开始列装部队。在前期总体研究的基础上，对IBCS的系统组成、设备功能、关联关系、部队配置等进行了拓展分析。指出其作战中心“一型装备、多层指挥递阶适配，一套软件、多种角色功能配置”的新质部署能力，并基于作战中心类型配置分析，讨论了IBCS的作战运用模式与特点。结合IBCS系统组成研究，提出了相应启示与建议。

关键词: 一体化防空反导, 作战指控系统, 体系, 一体化火力控制网络, 即插即打

Abstract:

Integrated air and missile defense battle command system（IBCS）is not only the core system to support the force transformation and operation-concept development of U.S. Air Defense Artillery（ADA）， but also an important platform for deep integration of multi-domain and multi-type air & missile defense combat elements. The base-line version of IBCS began to deliver ADA in 2022. Based on the previous general research， the system component， equipment function， association relationship and troop configuration of IBCS are analyzed. It is pointed out that the new disposition capability of engagement operations center（EOC）is "one-type equipment， multi-level command hierarchy adaptation； one set of software， multi-role and function configuration". Based on the type configuration analysis of EOC， the operational mode and characteristics of IBCS are discussed. The inspiration and suggestion are put forward based on the above research.

Key words: integrated air and missile defense （IAMD）, battle command system, system of systems（SoS）, integrated fire control network （IFCN）, plus and fight

中图分类号:

E917

李森, 田海林, 王刚, 李大喜, 吴静. 美一体化防空反导作战指控系统（IBCS）研究[J]. 现代防御技术, 2022, 50(4): 84-100.

Sen LI, Hai-lin TIAN, Gang WANG, Da-xi LI, Jing WU. Research on IAMD Battle Command System（IBCS）of the US[J]. Modern Defense Technology, 2022, 50(4): 84-100.

图/表 16

参考文献 24

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3	陈黎，李芳芳，赵广彤.美陆军一体化防空反导指控系统研究及启示［J］.现代防御技术，2016，44 （5）：82-87，111.
	CHEN Li， LI Fang-fang， ZHAO Guang-tong ． Integrated Air and Missile Defense Battle Command System of the US Army and Its Inspiration［J］. Modern Defence Technology， 2016，44 （5）：82-87，111.
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7	PHILIP G.Army Integrated Air and Missile Defense （AIAMD） Hardware Office Industry Day ［R］. Washington： IFMC Project Office， 2020.
8	Grumman Northrop. Integrated Air and Missile Defense （IAMD） Battle Command System （IBCS） Operator Maintainer Course［R］. Huntsville： Northrop Grumman， 2019.
9	Govtribe.Sources Sought for Air Missile Defense Planning and Control Systems （AMDPCS） and Integrated Battle Command System （IBCS） Passive Identification Friend or Foe （PIFF） Systems［EB/OL］. （2021-03-11）［2022-01-29］. .
10	Army US. Time for a Change： SINCGARS Shop Streamlines Processes［EB/OL］. （2015-04-02）［2022-01-29］. .
11	Army US.IBCS EOC S-280 Rack Layout［R］. Washington： US Army， 2020.
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13	Breakingdefense. From the Edge to the Enterprise： Securing Networks with Scalable High-Assurance Encryption［EB/OL］. （2022-01-18）［2022-01-29］. .
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15	MAS PEO.Army Integrated Air and Missile Defense Program Overview［EB/OL］. （2011-04-26）［2020-04-26］. .
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18	Grumman Northrop. Reliability Availability and Maintainability （RAM） Predictions and Analysis［R］. Huntsville： Northrop Grumman， 2019.
19	Grumman Northrop. Acceptance Test Procedures Relay Addendum A［R］. Huntsville： Northrop Grumman， 2019.
20	Grumman Northrop. IBCS Failure Modes， Effects and Criticality Analysis Hardware （FMECA） Results［R］. Huntsville： Northrop Grumman， 2019.
21	Arsenal Redstone. Statement of Work for the Integrated Battle Command System （IBCS） Low Rate Initial Production/Full Rate Production （LRIP/FRP）［R］. Washington： IAMD Project Manager，2020.
22	DoD US. Audit of the Army Integrated Air and Missile Defense Program［R］. Washington： US DoD， 2019.
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24	Grumman Northrop. Northrop Grumman Demonstrates JADC2 Enabling Capabilities in US Army's Project Convergence ［EB/OL］. （2022-01-19）［2022-01-29］..

组件	接口	数量	组件	接口	数量
左侧SEP （12组接口）	AUX辅助接口	4	前侧SEP （12组接口）	VHF	2
	发射器1&2，3&4，5&6，7，8	5		UHF	2
	传感器	1		GPS	1
	LAN/SIPR网络接口	1		FBCB²	1
	JLENS/CEC	1		MIDS	1
右侧SEP （13组接口）	RF射频接口	6		HRFU电源	1
	ALT MED	2		HRFU控制	1
	LAN/NIPR网络接口	1		HRFU射频	1
	AUX辅助接口	4		ECS电源	1
				GPFU电源	1

组件	接口	数量	组件	接口	数量
左侧SEP （12组接口）	AUX辅助接口	4	前侧SEP （12组接口）	VHF	2
	发射器1&2，3&4，5&6，7，8	5		UHF	2
	传感器	1		GPS	1
	LAN/SIPR网络接口	1		FBCB²	1
	JLENS/CEC	1		MIDS	1
右侧SEP （13组接口）	RF射频接口	6		HRFU电源	1
	ALT MED	2		HRFU控制	1
	LAN/NIPR网络接口	1		HRFU射频	1
	AUX辅助接口	4		ECS电源	1
				GPFU电源	1

	编号	名称	功能	备注
通用功能组件	0	接线板	因下述设备与布线不同，各机柜接线板接口形态存在差异	4组
	7	直流配电盒	DC PDU	3台
	8	直流电源	DC Power Supply 提供28 V直流供电	3台
	9	交流不间断电源	AC UPS	5台
	24	交流配电盒	AC PDU	4个
机柜1	1	eMCSU	增强型微中心交换单元（enhanced micro-central switching unit，eMCSU）为EOC提供TOCNET网络连接，并可通过各战勤席位上的机顶盒（Jackbox）与耳机/压控式送话器（push-to-talk，PTT）等，为FCO/WCO及ICE指挥所内各战勤人员提供本地、远程话音指挥支持
	2	GMR/KGV-72	GMR（ground mobile radio）为联合战术无线电系统（JTRS）地面机动无线通信终端；KGV-72为“可编程嵌入式加密装置”与MT-2012紧凑型卫通天线配合，为EOC提供FBCB2/ BFT网络的通信
	3	时间服务器	一型装备有SAASM模块的GPS授时终端
	4	JBC-P显示器/键盘	联合战斗指挥平台（joint battle command-platform，JBC-P）与KGV-72密码机等相互配合，收发处理FBCB²及BFT网络数据
	5	JBC-P处理器
	6	MIDS	MIDS采用LVT-11型Link-16数据链终端，用于收发Link-16网络信息与语音数据等
	10	CAU	CAU（crew access unit-vehicle）为TOCNET网络的管理终端（触摸屏式）
	11	综合网络机架	与HRFU天线相配合，提供IFCN，WIN-T网络的射频服务，包括BPU，SCIM，IGRM与HAIPE KG 250X。基带处理单元（baseband processing unit，BPU）提供射频无线网络（highband network radio，HNR）信号与中频（IF）信号的转换；GPS初始化与接收模块（initialization and GPS receiver module，IGRM）为HNR提供了主要的授时定位服务；状态与坐标输入模块（status and coordinate input module，SCIM）为HNR的授时定位提供备份与辅助（secondary）手段；KG 250X为EOC通信提供基于HAIPE的IP网络加密能力，支持上至绝密（top secret）级别的涉密（Classified）信息传输
机柜2	12	AN/PRC 117G	AN/PRC 117G由VHF/UHF收发终端（RF-300M-V250，2台）等组成，工作于30~2 000 MHz，功能包括：为JRE/JREAP的A 类卫星通信数据（SATCOM）提供Link-16连接；为至上级单位的话音通信提供卫通连接；与方舱顶部2部RF-8183-ATO13鞭状天线配合，提供视距内（line-of-sight，LOS）至下属部队或友邻部队的通信服务及SINCGARS网络连接	2台
	13	网络监护 KVM交换机	网络监护（NetGuardian）主要用于：在线监视各可替换部件（line replaceable unit，LRU）的连接与诊断状态，以及部件电压、公差误差、故障代码、方舱温度等，并向EOC方舱与ICE的作战软件系统报告；操作人员可通过KVM（keyboard video mouse）控制台/交换机连接EOC本地网络（LAN），访问ADSI（机柜3，编号17）及服务器（机柜4，编号26、33）等资源
	14	维管计算机	用于EOC非密（Low/Black-side）网络的配置与诊断
	15	JTT	AN/USC-62（V）14型联合战术无线终端系统（joint tactical terminal，JTT），通过2个AV-2011天线接入美盟IBS网络，获取监视报告和跟踪信息，以支持EOC的战区级战术态势感知需求
机柜3	16	打印机	与ICE共用
	17	ADSI	防空系统集成器（air defense system integrator，ADSI）具有支持三军通用的多种型号^［12］，主要用于防空反导装备多数据链（主要为MIDS）的互操作集成等，由一系列软件与模块组成，目标处理能力超过2 000批，通过对多源信息输入的近实时（near real-time）融合集成、生成单一态势图像，并叠加ATO，ACO命令信息
	18	CASS接收处理器	与CASS方舱外置天线相配合，提供被动敌我识别（PIFF）功能
	19	维管计算机	作为EOC内部维护、诊断的专用计算机
	20	媒体（介）转换器	该媒体转换器（media converter）为WIN-T/NIPR网络光纤-网线互转的光电转换接口
	21	网络防火墙	型号为思科5508，为EOC网络中的非密（black-side）设备提供统一的安全防护接口
	22	网络路由器	包括思科4351/4321各1台。4351网关路由器（Black）为ICE提供安全的WIN-T/NIPR网络连接服务；4321路由器（Black）负责管理EOC非密（low-side）网络与HNR，CDS（位于机柜4，编号32）设备的通信服务
	23	警报放大器	警报放大器（alarm amp）与舱外升降式警报扩音器配合，为三防（核生化）及高爆袭击（high yield explosives）的语音警报提供功放服务
机柜4	25	光纤接线板	光纤接线板（fiber patch panel）用于机柜4与左侧（Red）SEP的连接
	26	EOC服务器阵列	共7台RS112型服务器，功能配置为：4台虚拟机（virtual machine，VM）服务器（1-4号）、1台安全服务器、2台热备份（Stand-In）服务器（对应VM的1号与3号机）。用于运行IBCS软件、数据存储访问、EOC网络数据与文件传输等
	27	交换机	共2台思科3850型交换机，用于涉密（High-side）设备的网络集成连接，包括授时单元、IBCS话语系统、Link-16数据、VM服务器、网络监护组件、防火墙（Red）、媒体转换器、ePFPU（编号34）等	2台
	28	网络防火墙	型号为思科ASA 5508-X，为EOC网络中的涉密（High-side）设备提供统一的安全防护接口，包括与WIN-T/SIPR的网络连接
	29	网络路由器	思科4321路由器（Red），负责管理EOC涉密（High-side）网络与HNR、CDS（编号32）设备的通信服务
	30	网络路由器	思科4351网关路由器（Red），为ICE提供安全的WIN-T/SIPR网络连接服务
	31	媒体（介）转换器	该媒体转换器（media converter）为WIN-T/SIPR网络光纤-网线互转的光电转换接口。同时与光纤接线板（编号25）、左侧SEP相配合，为EOC提供发射器、RIU（传感器）等作战要素连接服务
	32	跨（安全）域转换	跨域转换（cross domain solution，CDS）为1台Crystal RS112-S13服务器，CDS允许EOC使用非密（Black-side）网络发送涉密（Red-side）网络中的加密数据
	33	交战控制站服务器	为WS的后台服务器，分别与舱内FCO，WCO 2个战勤操作席位监视器等相连，型号为Crystal RS114	2台
	34	ePFPU	增强型“即插即打P&F”处理单元（enhanced plug and fight processing unit，ePFPU），是EOC外连发射器、拦截器等IBCS作战资源的B-Kit适配组件，为EOC指控提供统一的功能交互接口，是IBCS核心组件。在有限用户测试（LUT）与实兵测试（SCOE）阶段，该单元暴露出故障率较高的问题，严重影响了EOC与FN-R的FPMH指标，2019年波音公司对其进行了重新设计，尚不清楚列装版的具体系统构型

	编号	名称	功能	备注
通用功能组件	0	接线板	因下述设备与布线不同，各机柜接线板接口形态存在差异	4组
	7	直流配电盒	DC PDU	3台
	8	直流电源	DC Power Supply 提供28 V直流供电	3台
	9	交流不间断电源	AC UPS	5台
	24	交流配电盒	AC PDU	4个
机柜1	1	eMCSU	增强型微中心交换单元（enhanced micro-central switching unit，eMCSU）为EOC提供TOCNET网络连接，并可通过各战勤席位上的机顶盒（Jackbox）与耳机/压控式送话器（push-to-talk，PTT）等，为FCO/WCO及ICE指挥所内各战勤人员提供本地、远程话音指挥支持
	2	GMR/KGV-72	GMR（ground mobile radio）为联合战术无线电系统（JTRS）地面机动无线通信终端；KGV-72为“可编程嵌入式加密装置”与MT-2012紧凑型卫通天线配合，为EOC提供FBCB2/ BFT网络的通信
	3	时间服务器	一型装备有SAASM模块的GPS授时终端
	4	JBC-P显示器/键盘	联合战斗指挥平台（joint battle command-platform，JBC-P）与KGV-72密码机等相互配合，收发处理FBCB²及BFT网络数据
	5	JBC-P处理器
	6	MIDS	MIDS采用LVT-11型Link-16数据链终端，用于收发Link-16网络信息与语音数据等
	10	CAU	CAU（crew access unit-vehicle）为TOCNET网络的管理终端（触摸屏式）
	11	综合网络机架	与HRFU天线相配合，提供IFCN，WIN-T网络的射频服务，包括BPU，SCIM，IGRM与HAIPE KG 250X。基带处理单元（baseband processing unit，BPU）提供射频无线网络（highband network radio，HNR）信号与中频（IF）信号的转换；GPS初始化与接收模块（initialization and GPS receiver module，IGRM）为HNR提供了主要的授时定位服务；状态与坐标输入模块（status and coordinate input module，SCIM）为HNR的授时定位提供备份与辅助（secondary）手段；KG 250X为EOC通信提供基于HAIPE的IP网络加密能力，支持上至绝密（top secret）级别的涉密（Classified）信息传输
机柜2	12	AN/PRC 117G	AN/PRC 117G由VHF/UHF收发终端（RF-300M-V250，2台）等组成，工作于30~2 000 MHz，功能包括：为JRE/JREAP的A 类卫星通信数据（SATCOM）提供Link-16连接；为至上级单位的话音通信提供卫通连接；与方舱顶部2部RF-8183-ATO13鞭状天线配合，提供视距内（line-of-sight，LOS）至下属部队或友邻部队的通信服务及SINCGARS网络连接	2台
	13	网络监护 KVM交换机	网络监护（NetGuardian）主要用于：在线监视各可替换部件（line replaceable unit，LRU）的连接与诊断状态，以及部件电压、公差误差、故障代码、方舱温度等，并向EOC方舱与ICE的作战软件系统报告；操作人员可通过KVM（keyboard video mouse）控制台/交换机连接EOC本地网络（LAN），访问ADSI（机柜3，编号17）及服务器（机柜4，编号26、33）等资源
	14	维管计算机	用于EOC非密（Low/Black-side）网络的配置与诊断
	15	JTT	AN/USC-62（V）14型联合战术无线终端系统（joint tactical terminal，JTT），通过2个AV-2011天线接入美盟IBS网络，获取监视报告和跟踪信息，以支持EOC的战区级战术态势感知需求
机柜3	16	打印机	与ICE共用
	17	ADSI	防空系统集成器（air defense system integrator，ADSI）具有支持三军通用的多种型号^［12］，主要用于防空反导装备多数据链（主要为MIDS）的互操作集成等，由一系列软件与模块组成，目标处理能力超过2 000批，通过对多源信息输入的近实时（near real-time）融合集成、生成单一态势图像，并叠加ATO，ACO命令信息
	18	CASS接收处理器	与CASS方舱外置天线相配合，提供被动敌我识别（PIFF）功能
	19	维管计算机	作为EOC内部维护、诊断的专用计算机
	20	媒体（介）转换器	该媒体转换器（media converter）为WIN-T/NIPR网络光纤-网线互转的光电转换接口
	21	网络防火墙	型号为思科5508，为EOC网络中的非密（black-side）设备提供统一的安全防护接口
	22	网络路由器	包括思科4351/4321各1台。4351网关路由器（Black）为ICE提供安全的WIN-T/NIPR网络连接服务；4321路由器（Black）负责管理EOC非密（low-side）网络与HNR，CDS（位于机柜4，编号32）设备的通信服务
	23	警报放大器	警报放大器（alarm amp）与舱外升降式警报扩音器配合，为三防（核生化）及高爆袭击（high yield explosives）的语音警报提供功放服务
机柜4	25	光纤接线板	光纤接线板（fiber patch panel）用于机柜4与左侧（Red）SEP的连接
	26	EOC服务器阵列	共7台RS112型服务器，功能配置为：4台虚拟机（virtual machine，VM）服务器（1-4号）、1台安全服务器、2台热备份（Stand-In）服务器（对应VM的1号与3号机）。用于运行IBCS软件、数据存储访问、EOC网络数据与文件传输等
	27	交换机	共2台思科3850型交换机，用于涉密（High-side）设备的网络集成连接，包括授时单元、IBCS话语系统、Link-16数据、VM服务器、网络监护组件、防火墙（Red）、媒体转换器、ePFPU（编号34）等	2台
	28	网络防火墙	型号为思科ASA 5508-X，为EOC网络中的涉密（High-side）设备提供统一的安全防护接口，包括与WIN-T/SIPR的网络连接
	29	网络路由器	思科4321路由器（Red），负责管理EOC涉密（High-side）网络与HNR、CDS（编号32）设备的通信服务
	30	网络路由器	思科4351网关路由器（Red），为ICE提供安全的WIN-T/SIPR网络连接服务
	31	媒体（介）转换器	该媒体转换器（media converter）为WIN-T/SIPR网络光纤-网线互转的光电转换接口。同时与光纤接线板（编号25）、左侧SEP相配合，为EOC提供发射器、RIU（传感器）等作战要素连接服务
	32	跨（安全）域转换	跨域转换（cross domain solution，CDS）为1台Crystal RS112-S13服务器，CDS允许EOC使用非密（Black-side）网络发送涉密（Red-side）网络中的加密数据
	33	交战控制站服务器	为WS的后台服务器，分别与舱内FCO，WCO 2个战勤操作席位监视器等相连，型号为Crystal RS114	2台
	34	ePFPU	增强型“即插即打P&F”处理单元（enhanced plug and fight processing unit，ePFPU），是EOC外连发射器、拦截器等IBCS作战资源的B-Kit适配组件，为EOC指控提供统一的功能交互接口，是IBCS核心组件。在有限用户测试（LUT）与实兵测试（SCOE）阶段，该单元暴露出故障率较高的问题，严重影响了EOC与FN-R的FPMH指标，2019年波音公司对其进行了重新设计，尚不清楚列装版的具体系统构型

	编号	名称	功能	备注
通用功能组件	1	AC PDU	交流PDU
	2	RNA 310	主LAN/RNA OTC内置1台，通过10 G IP网络交换，为WS机顶盒（接入TOCNET网络话音交互）、键鼠、监视器等提供DVI-D、音频和USB-HID转接分发服务；WS OTC内置2台，为WS监视器等提供EOC网络的实时网络适配服务
	3	理线板	Cable Management
	9	AC UPS	辅LAN/UPS OTC内置1台，为ICE照明、三防系统远程控制站、主LAN/RNA提供不间断电源；WS OTC内置1台，为RS114与RNA 310提供不间断电源
主LAN/RNA	4	交换机	32口交换机（思科4500），工作于Red网络，直连WS
主LAN/RNA	5	交换机	48口交换机（思科3850），工作于Red网络，直连各RNA及附件设备
辅LAN/UPS	6	温度计	监测OTC温度
	7	一氧化碳监测器	用于监测ICE封闭式三防工作环境
	8	交换机	48口交换机（思科3850），工作于Black网络
WS	10	服务器	采用与EOC方舱WS完全一致的RS114型服务器	2台