美方報告眼裏的南海島礁（2）_風聞

通信

【 短波通信 】

高頻通信在中國的術語是短波通信，解放軍在三座大島礁上和華陽礁南端都部署了大型高頻通信天線陣列，類型眾多，覆蓋整個高頻頻段，向解放軍提供島礁間、島礁和大陸以及與部署在該海區的艦艇、飛機之間的超視距通信服務。

> 南沙島礁短波通信天線陣列位置

瞭解不同種類高頻天線的構型和功能有助於確定南海島礁上部署的是什麼樣的通信天線。通過衞星圖片或者飛機上用手持相機拍攝的照片來判讀高頻通信天線非常困難，因為天線直徑太細，在很近距離才能分辨，大多數情況下只能通過遠距離可見的天線杆和塔架來分析。軍用和民用的通信天線構型千變萬化，不過南海島礁上出現的通信天線僅限於以下幾種常規類型，在衞星圖片中可見的支柱部分用綠色顯示（達姆老師真是太稱職了，連怎麼樣判讀通信天線的類型都和盤托出）。

半波偶極子天線– 由2根平行於地面的1/4波長偶極子天線構成，左右兩端有高杆支撐，較短的垂直饋線支架位於中間。這種兩長一短的支架結構可以支撐任意數量的偶極子天線，包括單軸線的簡單偶極子天線、摺疊偶極子天線、籠型偶極子天線、領結式天線或者更復雜的雙錐體天線。

水平對數週期天線– 海南島礁上廣泛使用的是更加複雜的水平極化對數週期天線，由2根長杆和3根短杆支撐，根據梯形天線的不同尺度，它們可以提供4-30兆兆之間的調頻寬帶高頻通信。採用這種構型發射的信號具有指向性，沿着天線列陣坡度和地平面構成30-40度之間的夾角，成為理想的對空通信或者超視距“天波”通信工具。廣東中雲海科技公司是解放軍提供這種天線的主要生產商。

垂直對數週期天線– 也被稱為傾斜天線，採用一高一低兩根支架，這樣的形式有兩種可能性：垂直懸掛多根天線的垂直對數週期天線，或者傾斜放置的籠型天線。前者的可能性最大，提供5-30兆赫的寬帶高頻通信。垂直極化還可以產生緊貼地表曲率傳輸用於超視距通信的表面波。

單極天線– 最簡單的垂直極化天線形式，即使是1/4波長天線也必須足夠高，以達到HF波段的最低頻率（3兆赫）。這些天線通常高度超過18米，用於高頻信號發射、接收或電子偵察。照片顯示南海島礁上的單極天線通常有3根張線支撐，從圖片上只能分辨出天線的支架和3個張線錨點。

永暑島上的高頻天線陣列位於衞星通信站東側，最高的支架高26米，陣列包括6座寬帶水平對數週期天線（下圖中的紅色梯形，藍線代表其天線饋線），從天線尺寸看可能工作在4-30兆赫。值得注意的是這6座天線的外形和尺寸實際上完全相同，因為天線陣的坡度不同，在衞星圖像中產生了透視變形。陣列中還有4座半波偶極子天線，工作波段低至4-5兆赫；一對高低杆可能是垂直對數週期天線或者傾斜天線；畫面中間的3根高杆可能是某種未知的大型簾幕天線。在天線陣地的北端有7座單極天線，用途不明，下文將詳細論述。

渚碧礁的高頻天線陣列在衞星通信天線站的東南側，形式和永暑島幾乎完全相同，包括6座水平對數週期天線和4座半波偶極子天線，只是多了一對高低杆天線。

美濟礁的高頻天線陣列和55米通信鐵塔在一起，規模比另外兩個島的陣列小很多，包括1座水平對數週期天線、2座半波偶極子天線和1對高低杆天線。

菲律賓媒體獲得了一張2016年6月從一架飛機上拍攝的華陽礁照片，顯示了礁上四層建築旁邊設立的高頻天線陣列規模：3座水平對數週期天線（其中一座的安放角度比另外兩座低）和8座半波偶極子天線，其它天線因為圖片精度問題無法辨認。和50米高的通信塔架對比，最高的天線支架大約有26米高。

在永暑島高頻天線場地北端還有7根高約18米的單極天線，北側一線3根，南側一線4根，其中1根後退了12米。整個陣列朝向東北方45度，位於永暑島最北端，對海一側沒有任何遮擋。

渚碧礁上也有類似的7座單極天線陣列，也位於沒有遮擋的最北端，但是遠離位於島南端的高頻天線陣列，朝向是東北方35度。

兩座島礁上的陣列布局驚人地相似，但是天線的間距不同，比例也不一樣。從中國的資料中完全查不到這種天線陣列構型的具體作用，可能是監聽用途，2條平行線加上一根後退天線的佈局採用到達時間差技術測定信號源的距離和方位。它們也有可能是某種高頻超視距雷達的接收端，但是沒有發現對應的發射端。

按照45度和35度的方位從這兩個島礁畫延長線，東北600公里外是黃巖島，1500公里外是呂宋海峽，西南則是馬六甲海峽。這樣的幾何佈局暗示這兩個陣列協同工作用於監視南海和南沙羣島的南北兩個入口（感覺就像如來佛的手掌橫掃千里扼住了南海的兩個咽喉要道）。

結論

在三大島礁和華陽礁上共發現超過50部高頻天線，其它三個小島礁的建築頂部還有若干高頻天線，在島礁之間、島礁和西沙/大陸之間、與遠及上千英里外的艦船飛機建立超視距通信聯繫，同時還能夠監聽外國艦船、飛機以及東南亞國家的高頻通信，並和海底光纜、衞星通信一起組成一個龐大的通信網絡，互為備份。

【 甚低頻/低頻通信系統 】

商業衞星圖片顯示在渚碧礁東北角可能有南海島礁上唯一的一座甚低頻（3-30千赫）或低頻（30-300千赫）發射基站，低頻信號可以用較低的功率穿透很深的海水，和潛艇或者水下無人潛艇通過拖曳在水面之下的低頻天線保持遠距離通信聯繫。

該基站有兩座高67米的格構式塔架，間距97米，頂端有平行的T字型結構，可能用於張緊塔架間的天線。基站離海岸100米遠，旁邊有機房，塔架中間還有一個小建築，可能是發射機的加載線圈。這種構型簡單的低頻天線設計和早期的調幅廣播發射天線類似，平坦的頂部天線列陣以電容性負載抵消接地，可以顯著增強發射單元的輻射效率。

該低頻天線的結構可能如下圖所示：在每座塔架的東西側各有7個張線錨點，它們很可能並不是用於支撐塔架，因為帶基座的塔架結構相當堅固，而且張線只向兩個方向延伸。這些張線應該是塔架頂部天線的延伸部分，以增加孔徑的尺寸。這樣的構型在普通低頻天線上從未見到過，錨點的作用尚無法確定。

把畫面調暗後可以看到中間可能有一根垂直單極天線，以它為中心有條幅狀線條向四面延伸，這很可能是接地網，用於補充乾燥沙地的低導電性和高電阻。將接地網延伸到海水中可以提高低頻天線的發射效率，因為海水具有非常高的導電性和低電阻，可以傳導低頻表面波。

【 島際通信 】

南海島礁間的通信採用對流層散射通信、4G移動通信和數據鏈通信等多種手段。島礁建築上還安裝了大量甚高頻和超高頻通信天線，但是從衞星照片上無法辨認。前面提到的遠程高頻通信手段同樣可以運用在島際通信上。

1. 散射通信

南海島礁上的散射通信設施是解放軍構建強大、彈性化、多重冗餘通信網絡戰略的一部分，部署在大部分島礁上。

> 南沙島礁散射通信天線陣列位置

散射通信的作用距離遠超視距範圍，達到數百公里。發射和接收天線按照傳輸方位指向海平面的高度，散射微波信號頻率通常高於500兆赫，被2000米到5000米高空中的水蒸氣和塵埃散射後只有一小部分信號被折射回地面，因此需要大功率發射機、高增益天線和十分複雜的數據處理能力以實現高通量寬帶通信。

解放軍在上世紀60年代開始應用散射通信技術，70年代建立了一個巨大的國家級散射通信網絡支持戰略、戰術行動，並一直使用到現在。美軍早已基本放棄使用這一通信技術，轉而採用帶寬更大的衞星通信，不過最近美國陸軍又開始在這方面投資，作為天基通信系統遭到威脅時的備用方案。

中電科第54所研製瞭解放軍的大部分通信設備，他們認為散射通信在軍用通信領域有很多優勢，2014年第54所出版的專業雜誌《無線通信技術》中有一篇文章寫道：無線單跳散射通信更可靠穩定、費效比更高；通信距離在100-600公里之間；高指向性令通信更難以被截聽或干擾；也相對不受地形或者磁暴等自然因素影響；通信容量比高頻通信更大，傳輸速率超過每秒8兆字節。

中國海軍在南海人工島礁工程開始之前數年已經在原始的島礁上建立了一個固定式散射通信網絡，在當時的照片上可以看到指向海平面的大型拋物線天線。2018年的衞星照片顯示在永暑島、渚碧礁、美濟礁、華陽礁和赤瓜礁上建有8套散射通信天線。

第54所的一位研究員在2017年發表的另一篇文章中證實西沙羣島和南沙羣島多年來部署的散射通信系統工作非常穩定可靠。2017年系統進行了升級，獨立的設備終端不再架設在其它建築物上。因為圖片精度較低，永暑島最北端散射通信天線的指向無法分辨，可能指向東門礁、赤瓜礁甚至美濟礁。

> 渚碧礁（左）和美濟礁（右）上的散射通信終端

> 永暑島北側（左）和東側（右）的散射通信終端

南海島礁上使用的散射通信設備可能和第54研究所出售的商用系統相似。第54所研製的GS-504型系統被應用於鑽井平台等離岸通信領域，每座通信站配備2.4米蝶形天線。和解放軍有關聯的北京佳航信電子有限公司也在出售GS-514的一個改型GS-514A，該公司集成了很多國內外技術，包括美國的通信技術，以支持中海油集團等石油工業用户。

GS-504和GS-504A散射通信系統工作參數如下：

工作頻率：4400-4580兆赫，4820-5000兆赫

傳輸功率：200-1000瓦

工作距離：超過200公里

傳輸速率：256/512/1024/2048千字節/每秒，多路複用可達到8.45兆字節/秒

南海島礁上的通信終端採用的可能是第54所於2018年推出的GS-504最新型號 - GS-514型固定式散射通信系統，宣傳資料上説這是一種大容量數字式通信站，傳輸數量達到20兆字節/秒。

2. VHF/UHF和其它視距內通信

VHF/UHF通信被廣泛運用於島礁和附近艦船、飛機、無人機之間的視距內近程通信。這些天線尺寸過小，無法從衞星照片上分辨。東南亞媒體拍攝到一些高50米的通信塔架，除了眾多鞭狀天線外在塔頂還有一圈長方形的UHF移動通信天線，可以在距離小於50公里的南薰礁、東門礁和赤瓜礁之間建立視距內通信聯繫。

> 永暑島、渚碧礁和美濟礁上的50米通信塔架

3. 4G移動通信

國營的中國電信於2015年在南海島礁上設立了4G基站，面向島上的軍民個人及附近的漁民和商船用户。這些網絡基礎設施也可能用於軍事通信，儘管解放軍另外擁有一套獨立的軍用4G LTE網絡，在有限範圍內向島礁上的軍事單位提供高速寬帶移動通信服務，包括語音和數據傳輸。研究者擔心軍方使用商業網絡會帶來安全問題，不過他們還是提出了很多移動通信的應用方案，以提高戰場態勢感知、指揮控制甚至定位導航能力。同時4G網絡還被作為海底光纜和衞星通信線路被破壞時的備份通信方案。

2019年5月，中國移動在永暑島開通了首座5G移動通信基站，數據傳輸能力比4G提高了10倍以上，今後5G網絡將覆蓋全部南海島礁。

4. 機載通信

如果解放軍的遠程通信系統遭到破壞，以島礁為基地的空警-500預警機和BZK-005無人機等多型飛機將提供機載通信中繼服務，維持不間斷的通信聯繫。很多中國無人機都具備攜帶通信中繼設備的能力，作為衞星通信和高頻通信的補充，向視距外的水面艦艇或其它平台提供自動化通信中繼服務。2019年11月，商業衞星在美濟礁上空發現繫留浮空器。除了用於擴展偵察距離，浮空器或者氣球也可以用於通信中繼。

5. 數據鏈

雖然在衞星圖片中不可見，解放軍肯定在南海部署了多層級的軍用數據鏈系統，在島礁和附近的軍用平台之間交換戰術數據。在2010年之前，中國三軍分別建立了不同的數據鏈體系，相互並不兼容。如海軍的HN-900對空對海數據鏈和美國海軍/北約11號數據鏈非常相似，工作在高頻和超高頻波段；空軍則採用484/485抗干擾數據傳輸系統。

> 1987年11月在海軍舟山基地適裝051G型艦進行試驗的HN-900型數據鏈

2007年起解放軍推出了類似美軍16號數據鏈/JTIDS系統的甚高頻TIS三軍戰術數據分發系統，同樣採用了抗干擾的跳頻擴頻技術，工作在960-1215兆赫。它是三軍聯合信息分發系統的一個組成部分，將海陸空三軍不同層級的戰術數據鏈整合為一個單一的聯合數據鏈網絡。

2018年珠海航展上中電科展示了下一代DTS-03戰術數據鏈的終端硬件設備，暗示解放軍已經開始部署同類設備。DTS-03的數據交換速率和網絡延時指標比16號數據鏈有很大提高，採用ad-hoc自組網技術，針對不同的終端設備進行動態系統重構，支持CEC協同交戰能力。

2014年的一篇專業文章提到解放軍的數據鏈被分為三個層級：①武器協同數據鏈，②戰術協同數據鏈和③戰區協同數據鏈。不同武器和武器系統採用的武器數據鏈各有不同。戰術數據鏈包括TIS或DTS-03，在作戰區域內的作戰單位、艦船和飛機提供統一的作戰場景和情報場景。戰區數據鏈則在戰區範圍內（如負責南海地區的南部戰區）分發作戰數據，交換圖片、作戰計劃或其它高等級的指揮控制信息。

【 海底光纜 】

南沙島礁之間、和西沙以及大陸的主要通信方式是安全、可靠、高速率的海底光纜。即便通往大陸的光纜被切斷，島礁之間通過光纜仍然能夠協同解放軍的作戰行動、交換雷達或其它情報數據，並通過衞星通信等其它方式修復通信網絡。

永暑島和大陸之間的海底光纜於在2016年9月鋪設完畢，到2017年底全部7個島礁都接入了這個中國電信鋪設的海底光纜網絡，滿足了航空管制、海警作業、政府物流、漁政、移動通信等方面的通信要求。通過民用通信基礎設施的新聞報道可以看出海底光纜的建成極大地增強了南海島礁的遠程通信能力。2016年永暑島民用衞星通信的帶寬是10Mbps，2018年民用光纜通信的帶寬增加到622Mbps。華陽礁等小島礁的網速也從依靠衞星通信的4Mbps增加到光纖的155Mbps。

解放軍可能共用同一個民用光纜網絡，也可能並行使用屬於國防通訊網的專用國防光纜。通常國防光纜都是和民用通信網絡物理隔離的，不過民用光纜也可能作為軍用網絡的備份，來自中國的情報沒有顯示南海軍用和民用網絡之間的關係。

解放軍具備獨立鋪設並維護光纖網絡的強大能力，戰略支援部隊負責本土國防光纜網絡的建設，海底光纜則由海軍負責鋪設和維護。5千噸級的海軍新一代海纜工程船東纜885號和南纜233號分別於2014年和2017年服役。

【 衞星通信 】

衞星通信是島礁和大陸之間海底光纜通信的補充與備份手段，也是島礁和艦艇、飛機、潛艇之間的重要通信工具。從2010年開始中國顯著增加了通信衞星方面的投資，目前部署了超過300顆衞星，超過俄羅斯成為在軌衞星數量第二多的國家，美國則有900多顆。中國也像美國一樣正在進入小型低軌衞星市場，發射大量小型低軌衞星作為大型同步衞星的補充，今後數年內在軌衞星數量可能會增長3倍。

到2020年中，中國（包括香港地區）擁有34顆地球靜止軌道通信衞星，其中至少有6顆是軍用衞星。“烽火”系列衞星（中星-1A、1C）提供戰區級C3I戰術通信服務，“神通”系列衞星（中星-20A、2A、2C、2D）則是戰略級通信系統，配備Ku波段可控點波束轉發器，最新的中星-2D軍用通信衞星於2019年1月發射。

解放軍很可能還需要藉助“實踐“系列、“天通一號”等國營商業衞星拓展衞星通信網絡。“實踐”系列通常被稱為技術驗證衞星，但很多中國太空行業觀察家認為它們更可能是軍用平台，因為任務保密，軌道反常。

實踐13號最近被重新命名為中星-16號，它採用離子電推進系統以保持軌道站位，併成功試驗了雙向高通量激光通信，兩者都是中國的首次。它提供26個Ka頻段波束，通量達到20GB/秒，2017年發射升空後提供的數據傳輸能力超過中國其它所有通信衞星的總和。

> 中星-16號信號覆蓋範圍

作為對比，美國軍用寬帶全球通信衞星的數據傳輸率在2.1-3.6GB/秒之間，2020年美國Viasat衞星公司推出的ViaSat-2衞星具有迄今最強大的網絡傳輸能力 - 260GB/秒。

2019年中國發射了實踐-20號，重達8噸，是目前中國最重、最先進的在軌同步通信衞星，用於開發下一代通信衞星技術，傳輸速率將超出1TB/秒。實踐-20將測試Q/V波段33-75GB/秒的極高頻通信。實踐-13和實踐-20都可以極大地增強解放軍在南海地區的衞星通信能力。

> 實踐-20號組織現場

天通一號新一代地球靜止軌道通信衞星系列中的第一顆衞星，用於提供移動衞星通信服務，衞星終端設備只有手機大小。天通一號工作在S波段（2-4吉赫），覆蓋中國大陸、南海和西太平洋地區，和中國電信的移動網絡協同工作，主要用於民用，也具備軍事用途，因為這是第一個由中國政府控制的“海事衞星”通信系統。

2017年6月發射的中星-9A有一個專門針對南海區域的轉發波束，覆蓋全部南海領土範圍。這顆Ku波段“直播到户”廣播衞星具備傳輸視頻、靜止畫面和其它大數據文件的能力，接收端只需要小型蝶形天線，因此具有廣泛的軍事用途。

低軌衞星通信

中國國營的航天科工和航天科技集團正計劃部署幾百顆小型低軌衞星以向民用和軍用機構提供全球通信服務。這一衞星網絡將增強通信能力，並向南海島礁和附近水域的衞星通信提供更高的冗餘度。這兩個集團過去屬於國防系統，和中國軍隊有着千絲萬縷的聯繫。

為解放軍開發戰略導彈技術的中國航天三江集團（航天科工第4研究院）領導了航天科工的**“行雲”計劃**，開發一個最多包含80顆中繼衞星的低軌星座，採用L波段窄帶通信，計劃在2020年代中期開始提供下一代物聯網接入服務。行雲星座的頭兩顆實用衞星已經於2020年5月發射升空，該計劃將解放軍海軍和其它作戰單位提供雲計算及大數據應用支持。

> “行雲”衞星示意圖

研製地空導彈和潛射導彈的航天科工2院領導了**“虹雲”計劃**，包括156顆Ka波段低軌通信衞星，提供寬帶移動互聯網服務，首顆衞星於2018年12月發射，2020年具備系統演示能力。

航天科技旗下的東方紅低軌衞星移動通信公司開發了**“鴻雁”低軌星座**，首批60顆衞星將在2022年投入使用，到2025年計劃發射超過300顆衞星覆蓋全球，通過衞星通信連接5G地面基站，減少地面基礎設施的建設費用，推進全國的5G網絡普及。這些民用項目都具備向部署在南海島礁等偏遠地區的解放軍作戰單位提供新型通信服務的巨大潛力。

中國的通信衞星和其它解放軍通信及信息系統一樣呈現頻率多樣性，不同的通信衞星計劃幾乎覆蓋了整個通信頻譜。

衞星地面站

南海島礁上建有大量衞星通信設施，包括超過30座大型衞通天線罩，體型較小的UHF天線難以辨認。這些天線罩不但能在南海的惡劣天氣中保護天線設施，還可以防止對手根據天線的指向判斷通信衞星的位置。

在三座大島礁上各有一套完全相同的衞星天線陣列，包括2座直徑12米、2座11米和3座7米的天線罩，全部為東西橫向佈置。這些大型碟形天線用於低頻（如C波段）高速率通信發射和接收，小直徑的天線則用於更高的頻率（如Ku或Ka波段）。

> 美濟礁（上）、渚碧礁（中）和永暑島（下）的衞星通信天線陣列，A型直徑12米，B型直徑11米，C型直徑7米

其它4座小島礁上也各有1座12米和1座11米的衞星通信天線，較小的衞星通信基礎設施顯示數據傳輸通量需求較小。如果三大島礁上的通信系統遭到嚴重破壞，小島礁還能通過中繼傳輸提供島際網絡“修復”能力。

結論

南海島礁上的島際通信、海底光纜和衞星通信等遠程通信手段相互之間可以排列組合出數十種通信方案，構建出一個可自我修復的通信網絡。在南海衝突時不同的通信系統可能被幹擾或被毀壞，戰場信息和指揮控制命令可以從一條傳輸鏈切換到其它備份信道上，保障戰場通信暢通。

在今天這個信息時代，中國相信戰爭的勝利取決於爭奪信息控制權。南海島礁上的C4ISR及反C4ISR能力建設正是實現這一戰略的重要一環，在南海地區建立起面對任何對手的絕對信息優勢，進而折射出中國本土所具備的更強大的信息戰能力。

下一篇：南沙島礁的電子戰系統、美軍可能的進攻手段和我們如何防禦的猜想

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