首批1期傳輸層衞星的Link-16測試尚未獲FAA批准，相關測試暫限海外空域

首批1期傳輸層衞星的Link-16測試尚未獲FAA批准，相關測試暫限海外空域  

美國空天雜誌官網9月22日報道，美太空發展局正等待聯邦航空管理局(FAA)的批准，在本土領空內開展首批21顆1期傳輸層衞星(T1)的Link-16信號測試。在美國本土完成測試是T1衞星實現作戰驗收的關鍵步驟，而在審批完成前，相關演示只能在國際水域或海外空域進行，這將延緩首批衞星的測試進度。根據流程，太空發展局需通過測試證明可通過Link-16等現有戰術網絡向地面用户傳輸火控信息，而FAA則要求確保相關信號在經國家空域系統傳輸時不會對航空器運行造成干擾。過去兩年，太空發展局利用挪威與澳大利亞的測試場地開展了0批試驗衞星的Link-16星地傳輸驗證。今年4月，該局又驗證了信號干擾風險可控。目前，美國防部首席信息官辦公室目前正在審覈報告，並向FAA提交方案，擬在每次Link-16操作時發佈航行通告(NOTAM)。在等待審批期間，太空發展局將繼續使用其他鏈路和頻率推進T1星座測試。

美國太空發展局(SDA)傳輸層衞星的Link-16測試受阻於聯邦航空管理局(FAA)的頻譜管理限制，這一情況反映了現代軍事通信技術與民用航空安全之間的複雜平衡。首批1期傳輸層衞星的Link-16測試尚未獲FAA批准，相關測試暫限海外，這一限制不僅影響了SDA的項目進度，也對美軍聯合全域指揮與控制(JADC2)體系的構建提出了挑戰。

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一、FAA限制Link-16測試的技術原因與頻譜衝突細節

FAA對Link-16測試的限制源於其工作頻段與民航無線電導航服務頻譜存在顯著重疊。Link-16是一種北約標準的戰術數據鏈通信系統，工作在L波段(960-1215MHz)  ，而這一頻段範圍與民航S模式應答機使用的1090MHz頻點高度重合。這種頻譜衝突可能導致民航設備接收異常，甚至引發安全風險。

具體而言，Link-16採用TDMA(時分多址)和CCSK(聯合編碼調相)調製技術，傳輸速率可達238kbps，具有抗干擾能力強(77,000跳/秒)的特性  。然而，低軌衞星(LEO)的高速移動特性(約25,560km/h)導致嚴重的多普勒頻移效應，頻移範圍可達±48kHz  。相比之下，民航通信系統對L波段信號的干擾容忍度極低，例如DME(測距儀)干擾已導致信號與干擾功率比(SIR)低至-3.8dB  。

此外，衞星通信的半雙工特性與Link-16協議的兼容性問題也增加了技術挑戰。傳統Link-16設計用於地面或空中平臺的視距通信(約200-300海里)，而天基中繼需要適應衞星高速移動帶來的信號不穩定和時延問題。SDA採用的S-TADIL J衞星擴展技術和JREAP-A協議，雖然能夠支持戰術數據鏈消息的衞星轉發，但仍面臨多普勒頻移導致的信號失真和同步困難。

FAA的監管依據主要基於國際電信聯盟(ITU)的頻譜分配規則，要求任何衞星通信需避免對民航導航和通信系統造成干擾。在FAA看來，衞星Link-16廣播可能干擾民航班機接收空中交通管制雷達信號  ，特別是在低空飛行階段，這種干擾可能導致危險情況。

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二、海外測試範圍、豁免機制及五眼聯盟國家的選擇考量

面對FAA的限制，SDA通過獲得美國國家電信和信息管理局(NTIA)的豁免，在五眼聯盟國家境內和國際水域開展Link-16測試  ，形成了一個"妥協立場"。這一策略的選擇基於多重考量：

1. 測試範圍與地理分佈：

   - 五眼國家測試重點：挪威是公開的測試合作伙伴之一，SDA與挪威國防研究機構(FFI)於2024年12月6日開展跨國合作測試，挪威P-8預警機、F-35通過天基衞星實現Link-16穩定通信，這是首次驗證天基Link-16在盟軍多平臺協同中的實戰可行性  。

   - 國際水域測試：2024年8月，美軍在國際水域開展航母平臺專項試驗，艦載Link-16終端在海洋雜波、模擬電子干擾等複雜環境下仍能穩定直連天基Link-16節點，標誌"海上平臺+天基網絡"實戰化架構正式成型  。

   - 澳大利亞廷達爾基地：作為美國在印太地區的重要軍事設施，廷達爾基地參與了Link-16測試，該基地正在進行由美國政府資助的升級工作，包括延長跑道、擴建停機坪等，以更好地支持聯合軍事行動  。

2. 豁免機制與法律依據：

   - SDA獲得NTIA豁免，允許在國際水域和五眼聯盟國家境內進行實驗性Link-16演示，這一豁免經國際電信聯盟審查后生效  。

   - 豁免機制可能基於《美國聯邦通信法》第303條，該條款允許NTIA在特定條件下為聯邦機構提供頻譜使用豁免  。

   - 2023年10月，SDA通過NTIA流程獲得豁免后，在"10小時內"開始進行測試，顯示了豁免流程的高效性  。

3. 五眼聯盟國家選擇考量：

   - 地理位置優勢：挪威靠近北極，澳大利亞位於印太地區，這些位置便於測試衞星在高緯度或廣袤海域的通信能力。

   - 軍事合作深度：五眼聯盟國家(澳大利亞、英國、加拿大、新西蘭和美國)本身共享情報系統，如"梯隊系統"(Echelon)，這為軍事通信測試提供了便利  。

   - 頻譜管理政策兼容性：這些國家的頻譜管理政策與美國較為兼容，便於協調測試活動。

   - 戰略利益契合：選擇挪威和澳大利亞等國家，與美國在印太和北極等戰略區域的防禦需求高度契合。

值得注意的是，儘管五眼聯盟國家參與測試，但SDA仍堅持要求在美國領空進行測試，以證明"擴散型作戰人員太空架構"(PWSA)的可行性及其向作戰人員提供火控信息的能力  。這表明海外測試更多是臨時解決方案，而非長期替代方案。

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三、測試限制對SDA項目進度和JADC2體系構建的影響

FAA的限制對SDA項目和JADC2體系產生了多方面影響：

1. 項目進度影響：

   - Trance 0階段測試受限：SDA原計劃在Trance 0階段完成美國境內測試，驗證衞星與地面終端的雙向通信能力，但這一計劃因FAA限制而推迟  。

   - Trance 1階段部署未受直接影響：SDA仍按計劃於2025年9月發射Trance 1衞星，首批發射21顆衞星由洛克希德·馬丁公司製造  。但測試環節受限可能導致技術驗證延迟，影響后續功能集成。

   - Trance 2階段技術調整：SDA計劃在Trance 2階段引入"新型波形與加密技術"，這可能包括降低干擾風險的技術方案，但當前階段仍依賴原Link-16頻段  。

2. JADC2體系構建挑戰：

   - 全域數據鏈路支撐不足：Link-16是JADC2體系的關鍵組成部分，負責將可用的傳感器連接到全球可用的作戰平臺。由於測試受限，JADC2的"全域互聯"目標面臨實現障礙  。

   - 傳感器到射手閉環延迟：天基Link-16原本可提供近乎實時的全球超視距通信，但測試受限可能導致美軍在高超音速導彈防禦等關鍵任務中的態勢感知能力延迟  。

   - 盟軍協同驗證缺口：雖然挪威等五眼國家參與了測試，但美國本土作戰單元的驗證缺失，可能影響JADC2的"全球可用性"目標實現  。

3. 技術驗證缺口：

   - 美國境內測試缺失可能導致衞星與本土平臺(F-35、E-7A等)的協同驗證不足，影響JADC2閉環構建  。

   - Trance 0階段的測試僅驗證了被動和主動網絡進入、精細頻率同步及單向戰術信息傳輸，而雙向通信和火控信息傳輸等關鍵能力尚未在美國境內驗證  。

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四、可能的解決方案與未來展望

面對FAA限制，SDA可考慮以下解決方案：

1. 技術調整方案：

   - 多普勒補償技術：採用OTFS(正交時頻空調製)或VOFDM(向量OFDM)等新型調製方案，提高對多普勒頻移的魯棒性  。這些技術已在LEO衞星通信中得到研究，可有效解決因衞星高速移動導致的頻譜偏移問題。

   - 動態頻率調整：開發基於星曆信息和網絡規劃的多普勒頻移計算和預補償技術，結合物理層波形特點，實現頻移跟蹤修正  。

   - 新型波形開發：在Trance 2階段引入的"新型波形與加密技術"可作為長期解決方案，通過優化調製方式和降低發射功率，滿足FAA干擾標準  。

2. 監管協調方案：

   - 與NTIA/FCC加強協調：利用2023年FCC與NTIA加強的頻譜管理協調機制，爭取在美國境內特定空域獲得臨時測試許可  。

   - 偏遠空域測試豁免：參考FAA對無人機BVLOS(超視距)測試的豁免機制，申請在阿拉斯加或關島等偏遠空域進行測試  。

   - 制定專門的軍事通信頻譜標準：與FAA合作制定專門針對軍事通信的頻譜使用標準，明確安全邊界和干擾控制措施。

3. 國際合作方案：

   - 五眼聯盟頻譜協調：利用五眼聯盟的特殊關係，推動成員國在頻譜管理上的協調，為美國本土測試創造有利條件。

   - 國際電信聯盟(ITU)標準制定：通過ITU推動制定天基Link-16的干擾豁免標準，為全球範圍內的測試和部署提供法律依據。

   - 測試數據共享：與五眼國家共享海外測試數據，作為美國本土審批的依據，加速FAA對測試許可的批准。

從長期來看，天基Link-16的部署對美軍全域作戰能力至關重要。SDA的PWSA傳輸層計劃部署數百顆低軌小衞星，形成分佈式星座，集成通信、偵察、數據中繼等多任務能力，為Link-16數據鏈提供關鍵天基平臺。這一架構的核心優勢在於"低成本適配"：前線作戰平臺無需全面更換設備，僅需升級或加裝新型終端即可接入，大幅縮短部署周期、降低改造費用  。

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五、結論與戰略意義

首批1期傳輸層衞星的Link-16測試受阻於FAA頻譜管理限制，這一情況反映了現代軍事通信技術與民用航空安全之間的複雜平衡。這一限制不僅是技術問題，更是政策協調與國際合作的挑戰。

從技術角度看，FAA的擔憂源於Link-16的L波段(960-1215MHz)與民航S模式應答機(1090MHz)的頻譜重疊，以及LEO衞星高速移動導致的±48kHz多普勒頻移  。這些因素可能導致民航設備接收異常，影響飛行安全。

從項目進度角度看，雖然Trance 1階段的衞星發射未受直接影響，但關鍵測試環節的缺失可能導致技術驗證延迟，影響后續功能集成和JADC2體系的構建  。

從戰略意義角度看，天基Link-16是美軍"聯合全域指揮與控制"(JADC2)體系的關鍵支撐，對美軍全域作戰能力至關重要  。通過在五眼聯盟國家和國際水域進行測試，SDA已取得階段性成果，但美國本土的全面部署仍是最終目標。

未來，SDA可能需要結合技術調整(如多普勒補償、動態頻率調整)、監管協調(與NTIA/FCC合作)和國際合作(五眼聯盟頻譜協調、ITU標準制定)等多方面措施，才能突破FAA限制，實現天基Link-16的全面部署，為美軍全域作戰提供關鍵通信支撐。

這一限制也反映了美軍在軍事技術創新與民用安全監管之間的平衡挑戰，如何在確保國家安全的同時，避免對民用基礎設施造成負面影響，將是美軍未來發展的重要課題。