短波通信由于其傳輸信道的特性決定了它的碼率不能太高，而且傳輸質量也不盡如人意。因此就決定了短波通信在人們的生活中沒有受到廣泛的關注，而且一般都在軍事通信中才用到它。

一、美國所制定的短波通信網絡的標準

在20世紀80年代，美國國防部就制定出了短波組網的標準：MIL-STD-188-141A，它屬于第二代短波通信網。第二代短波網絡系統主要是實現了高頻自適應的鏈路建立，能提供可靠的、健壯的、具有優良兼容性鏈路自動建立技術，它使得本來在20世紀80年代并沒有受到多大的關注的短波長距離和移動語音網絡開始受到了關注。再加上可靠性比較好的數據鏈路協議，使得第二代短波網絡可以擴展到傳送數據。在這個時期，美國軍方出臺的相應美國軍標還有MIL-STD-188-1l0B、MIL-lTD-187-721C等。在20世紀90年代中期，隨著高頻網絡的增長，要求減少網絡開銷信息，使得有限的高頻頻譜能夠支持較大的網絡和更大量的數據信息，第三代短波通信網絡開始發展，它是建立在美軍標MIL-STD-188-141B的基礎上，并且和第二代兼容。它在Modem技術、鏈路建立、網絡管理和數據通過量等方面都有巨大的進展。第三代短波通信網絡是一種全自動短波數據通信網，同時也是一種無線分組交換網，采用OSI的七層結構模型。網絡的主要設備是高頻網絡控制器（HFNC，High Frequency Network Controller），其主要功能如表1所示；網內所有設備都接受網絡管理設備（嵌入式計算機）的管理和控制，這些設備也列在下表1中。可實現快速鏈路建立，能處理上百個電臺和更大的信息量，支持IP及其應用等。它的開發目標是有效地支持上百個臺站構成的對等式網絡中的突發數據信息。美國軍方出臺的相應軍標還有MIL-STD-188-110B、MIL-STD-187-721 D等。

表1：HFNC的主要功能與所控制的網絡設備

二、短波通信網的特點

在短波頻段中有不同的傳播形式，如類似中長波的地波傳播、靠電離層反射的天波傳播。對于地波傳播，不可避免地引入較大的地表衰減和較強的本地干擾，通常用于幾十千米以內的通信。天波傳播距離較遠，但受電離層的影響較大，造成無線信道變化劇烈。電離層的變化、多徑、干擾、傳播損失、噪聲、頻偏等等許多因素都會引起短波信道的變化。因此在考慮短波時就必須考慮短波信道，不能簡單地將其他頻段上的網絡結構及技術直接用于短波頻段。

由于短波網絡中有大量的可移動站點，造成網絡情況不停地變化，如節點的移動、甚至丟失等，再加上信道因素，因此高頻（HF）網絡呈現出下表2所列的一些顯著特征。因此在HF網絡的組網設計中必須考慮這些特征。另外由于短波的主要應用是應急，所以還必須注意網絡的可靠性和抗毀性，在較強的干擾和攻擊的條件下保證網絡的可用性。

表2：HF所呈現的顯著特征

三、短波通信網絡的拓撲結構

所謂網絡拓撲設計是指依據所給定的信息流特性--通信業務量和終端節點的位置，確定中間節點的位置和網絡節點之間連接的方式。因為通信線路的費用占整個網絡費用的相當一大部分，因此最佳的網絡拓撲設計是網絡經濟性的可靠保證，同時網絡拓撲設計也將影響到網絡的可靠性、鏈路的容量及分配，流量控制及網絡延時等主要指標。

1、網絡的基本拓撲結構

一般來說，網絡的拓撲結構有以下五種形式：星形、環形、樹形、網形和總線形，如圖3-1所示，這5種網絡拓撲結構形式的特點被匯總在下表3-1中。

圖3-1：網絡拓撲結構類型

表3-1：各型網絡拓撲結構的特點

2、短波網按網絡的控制方式

結合短波通信網絡的基本拓撲形式，短波網按網絡控制又可分為集中控制、分布控制以及二者結合的混合控制網絡。其概念與特點（優缺點）詳見下表3-2的介紹。

表3-2：短波網的三種控制方式介紹

四、短波網的組網拓撲結構

根據短波通信網絡的上述5種基本拓撲形式，其中的網形又可分為全互聯、超立方、區組、不規則形等多種形式。下面介紹比較常用的樹形網絡拓撲結構和區組形網絡拓撲結構。

1、樹形網絡拓撲結構

樹形網絡結構符合軍隊建制，如圖4-1所示。可以通過增加鏈路的數量來提高其抗毀性，是短波通信在軍事上應用的一種常用拓撲結構。在此采用一種類似234樹的結構來完成短波組網，這種網絡被稱為短波樹形網絡拓撲結構。起始節點和根節點（總部）可以根據需要有無限個子節點（此處與234樹不同，234樹的根節點也是最多四個子節點），其余的節點最多可以擁有四個子節點，三個為常規節點（常規編制），一個為臨時節點（根據需要加上，并不經常存在），每個節點與其子節點有連接，所有子節點之間采用全連通形拓撲結構，并根據需要與同級其他子節點進行有限連接，從而提高整個通信網絡的抗毀性能。軍事上一般不允許一個作戰單元同時聽命于兩個指揮部，故每個節點只擁有一個父節點。

圖4-1：短波通信網樹型結構示意圖

2、區組形網絡拓撲結構

另外一種拓撲結構是區組形，屬于網形拓撲結構。此處僅考慮一種較簡單的區組設計形式，即任意兩個區組都有且僅有一個公共元素，每個元素出現兩次。區組設計的節點數符合公式：

節點總數（M）＝ 每組節點數（N）× 組數（N+1）÷2

以N = 6為例，節點總數（M）為21，共有7個分組，元素分組情況如表4-2所列，其拓撲結構如圖4-2所示，其中僅有一組畫出了全互聯結構，其他分組結構類似。

表4-2：21個節點區組設計元素分布

圖4-2：區組形拓撲結構圖

區組形的特點是任意兩組都有一個公共點，任意兩個節點至多經過一個節點中繼就可建立連接，這種路徑至少存在四條。區組形是一種分布式無中心的網絡拓撲結構，一個或幾個節點被破壞，不會對網絡的總體性能產生太大的影響，任意兩個節點間的通信不會因此中斷。

五、短波組網系統示例

表5列舉了10種國外（美國、加拿大、德國、澳大利亞等）主要的高頻選頻與自適應系統及性能，以供借鑒。

表5：部分國外主要的高頻選頻與自適應系統及性能

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