Was ist Link 22? NILE, STANAG 5522 und wie der taktische Datenlink funktioniert

Link 22 ist NATOs geschützter taktischer Datenlink im HF/UHF-Bereich für den Datenaustausch außerhalb der Sichtverbindung. Entwickelt wurde er im NILE-Programm (NATO Improved Link Eleven) als Ersatz für Link 11 und Ergänzung zu Link 16; standardisiert ist er in STANAG 5522 (ATDLP-5.22). Schiffe, Flugzeuge, U-Boote und Landstellen tauschen Tracks in einem „Supernetz“ aus bis zu acht Netzen und 125 Einheiten aus — ganz ohne Satellit.

Dieser Leitfaden erklärt, wie Link 22 funktioniert — die Einheitsarchitektur, HF- und UHF-Medien samt Datenraten, NILE-Netze und das Supernetz, dynamisches TDMA, F- und FJ-Series-Nachrichten, Sicherheit, Weiterleitung und Testwerkzeuge — und was Softwareteams entwickeln, wenn eine Plattform ihn einführt. Zahlen stammen aus den öffentlich freigegebenen Publikationen des NILE-Projekts, dem Link 22 Guidebook (2013) und dem Customer Information Guide (2020). Für den direkten Vergleich lesen Sie Link 22 gegen Link 16.

Link 22, NILE und STANAG 5522 erklärt

NILE steht für NATO Improved Link Eleven: der frühere Name von Link 22 und zugleich der Name des multinationalen Projekts, das seine gemeinsamen Komponenten baut. Ende der 1980er-Jahre einigte sich die NATO darauf, Link 11 zu verbessern; die operativen Anforderungen legte der NATO Staff Requirement vom 9. März 1990 fest, und das Projekt spezifizierte einen neuen Standard für taktische Nachrichten, STANAG 5522 (veröffentlicht als ATDLP-5.22), zusammen mit einer neuen, geschichteten Kommunikationsarchitektur. Die NATO gab dem Ergebnis die Bezeichnung Link 22.

Das Projekt begann 1987, schloss Entwurf und Entwicklung 2002 ab und wird seither in der Nutzung betreut. Die sieben NILE-Nationen sind Kanada, Frankreich, Deutschland, Italien, Spanien, das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten (Gastgebernation); die Niederlande waren Gründungsmitglied, Spanien nahm ihren Platz ein. Ein Projektbüro beim PMW 150 der US Navy in San Diego führt das Programm und veröffentlicht offene Informationen auf link22.org. Die Ziele: Link 11 ersetzen, die Interoperabilität der Verbündeten verbessern und Link 16 ergänzen. Link 22 wurde in erster Linie als maritimer Datenlink für Überwasser- und U-Jagd entworfen, unterstützt aber alle Bereiche — Luft, Überwasser, Unterwasser und Land.

Wer nutzt Link 22 heute

Link 22 ist in mehreren NILE- und Partnernationen im operativen Dienst; weitere Staaten kommen über ein von den NILE-Nationen gebilligtes Drittanbieter-Verkaufsverfahren hinzu. Öffentlich berichtete Meilensteine:

Link-22-Architektur: TDS, DLP, SNC, LLC, SPC und Funkgeräte

Link 22 nutzt einen geschichteten Stack, angelehnt an die ISO-Kommunikationsschichten, mit klar definierten Schnittstellen, sodass mehrere Lieferanten beitragen können. Jeder Teilnehmer ist eine NILE-Einheit (NU), und in ihrem Inneren verläuft die Kette vom Führungssystem zur Antenne:

• Taktisches Datensystem (TDS) — das führende C2- oder Einsatzführungssystem, das das taktische Lagebild besitzt und taktische Daten nach nationalen Regeln erzeugt und verarbeitet.
• Datenlink-Prozessor (DLP) — Teil des TDS oder daran angeschlossen. Er baut und parst STANAG-5522-Nachrichten und übernimmt Trackverwaltung, Korrelation, Meldeverantwortung, Konfliktlösung, Filterung und Datenweiterleitung. Mit dem SNC spricht er über die Interface Design Description (IDD) der DLP–SNC-Schnittstelle.
• System Network Controller (SNC) — der Kern, etwa Netz- und Transportschicht: Ende-zu-Ende-Auslieferung, Routing, automatisches Relais, TDMA, Dienstgüte und Netzverwaltung. Es ist eine einzige Software-Implementierung im Eigentum der NILE-Nationen, in Ada 95 geschrieben und auf einem gewöhnlichen Windows- oder Linux-Rechner lauffähig.
• Link-Level COMSEC (LLC) — das Kryptogerät. Das aktuelle LLC 7M wurde von den USA entwickelt, von der NSA im Februar 2016 zertifiziert und nur über US Foreign Military Sales verkauft; ein Gerät bedient bis zu vier NILE-Netze.
• Signal Processing Controller (SPC) — etwa Datenlink- und physikalische Schicht: Modulation, Fehlererkennung und -korrektur (EDAC) sowie Übertragungssicherheit. Eine Einheit braucht einen SPC pro Netz; SPCs sind Handelsprodukte.
• Funkgeräte — kommerzielle HF- und UHF-Geräte. Bestehende HF-Funkgeräte für Link 11 tragen die ursprünglichen HF-Festfrequenz-Wellenformen 1–6; die neueren Wellenformen und Frequenzsprungmodi erfordern dafür freigegebene Geräte.

SNC, LLC, SPCs und Funkgeräte bilden die NILE-Kommunikationsausrüstung (NCE); das Link-22-System ist die NCE plus dem Link-22-Teil des DLP. Der SNC und die Schnittstellenspezifikationen sind gemeinsame NILE-Produkte, das LLC 7M eine US-Entwicklung — aber TDS/DLP, SPCs, Funkgeräte, Zeitquelle und die Integration all dessen sind nationale Aufgaben. In der Referenzinstallation des Handbuchs laufen die Schnittstellen DLP–SNC und SNC–LLC über TCP/IP auf Ethernet, das LLC hängt an jedem SPC an einer seriellen Leitung, und eine Tageszeitquelle (STANAG 4430) versorgt DLP, SNC, SPCs und Frequenzsprunggeräte. Partnernationen erhalten den SNC nur als Executables; Nebenversionen des SNC interoperieren miteinander, Hauptversionen (etwa 9.x und 10.x) nicht.

Frequenzbänder und Datenraten von Link 22

Jedes NILE-Netz nutzt ein Medium. Link 22 definiert zwei Bänder: HF (2–30 MHz) für Abdeckung jenseits der Sichtverbindung per Boden- und Raumwelle, optimiert auf (aber nicht begrenzt auf) etwa 300 Seemeilen, und UHF (225–400 MHz), nur Sichtverbindung. In beiden Bändern kann mit Festfrequenz (FF) oder mit Frequenzsprung in einem Modus elektronischer Schutzmaßnahmen (EPM) zur Störfestigkeit gearbeitet werden. Jedes Medium bietet mehrere Einstellungen, die Durchsatz gegen Robustheit tauschen, sodass ein Netz auch bei schlechter Ausbreitung arbeitet — einschließlich der hohen Breitengrade, an denen Link 11 krankt.

Die Raten sind das, was nach Fehlerkorrektur und Synchronisations-Overhead für taktische Daten bleibt; die Paketgrößen stammen aus dem Handbuch von 2013. Kapazität summiert sich über Netze: Die Ausgabe von 2020 nennt 44.532 Bit/s für zwei UHF- plus zwei HF-Netze und Reichweiten über 1.000 Seemeilen. Die HF-Zugewinne stammen aus einem deutschen Verbesserungsprogramm 2007–2009, das die Standard-HF-Einstellungen robuster machte, die lückenlose Abdeckung auf 1.000 Seemeilen erweiterte und Hochgeschwindigkeits-Wellenformen ergänzte. Zur Einordnung: Link 16 liefert je nach Packing 26.880–107.520 Bit/s; Link 22 tauscht rohen Durchsatz gegen Reichweite, Robustheit und automatisches Relais.

NILE-Netze und das Link-22-Supernetz

Ein NILE-Netz ist eine Menge von Einheiten, die STANAG-5522-Daten über ein Medium mit einem Satz Netzparameter austauschen. Ein operatives Link-22-System ist ein Supernetz — von zwei Einheiten in einem Netz bis zu acht NILE-Netzen und 125 Einheiten. Jede Einheit kann gleichzeitig in bis zu vier Netzen sein, und jedes Netz kann ein beliebiges Medium und jeden Modus nutzen: etwa HF für einen verteilten Verband, UHF im Sicherungsschirm und UHF EPM, wo mit Störungen zu rechnen ist.

Jede Einheit kann jede andere im Supernetz adressieren, egal in welchen Netzen sie stehen. Der SNC verfolgt die Konnektivität und entscheidet Nachricht für Nachricht, ob eine erneute Aussendung nötig ist, um die Adressaten zu erreichen — automatisches Relais, im selben oder einem anderen Netz. Das beseitigt die Netzkontrollstation von Link 11 und die dedizierten Luftrelais und Relais-Slot-Planung von Link 16. Relais ist standardmäßig automatisch; eine Einheit kann vom Relais ausgeschlossen oder zum bevorzugten Relais gemacht werden, und das Routing umgeht Staus und ausgefallene Einheiten.

Nachrichten werden adressiert als Totalcast (alle Einheiten), Neighborcast (Funk-Nachbarn in jedem der Netze der Einheit), Mission Area Sub-Network (vordefinierte Gruppe), dynamische Liste (zwei bis fünf benannte Einheiten) oder Punkt-zu-Punkt, mit oder ohne Quittung. TDS und DLP identifizieren Einheiten über eine 15-Bit-Link-22-Adresse, abgestimmt mit der Link-16-Adressierung; der SNC vergibt zusätzlich eine interne 7-Bit-NILE-Adresse, die der DLP nie sieht. Ohne Netzkontrollstation und mit verteilten Protokollen bringt der Ausfall einer einzelnen Einheit das Netz nicht zum Fallen.

TDMA, dynamisches TDMA und Dienstgüte

Jedes NILE-Netz teilt die Kapazität per TDMA, aber knotenlos: Es gibt keine Network-Time-Reference-Einheit wie bei Link 16. Die Netzzyklusstruktur teilt die Zeit in feste Minislots, deren Länge vom Medium abhängt; Zeitschlitze sind ganzzahlige Vielfache von Minislots, jeweils einer Einheit zugewiesen, und ein Netzzyklus kann bis zu 1.024 Minislots lang sein. Optionale Priority-Injection-Zeitschlitze gehören niemandem: Eilige Nachrichten der Priorität 1 können dort früh ausgehen und werden zur Kollisionssicherheit im eigenen Schlitz des Senders wiederholt.

Planer definieren den Zyklus entweder in der OPTASK-LINK-Nachricht oder geben den Kapazitätsbedarf und die zulässige Zugriffsverzögerung jeder Einheit an und lassen den SNC eine optimierte Struktur berechnen. Im Betrieb erlaubt Dynamic TDMA (DTDMA) überlasteten Einheiten, ungenutzte Kapazität anderer zeitweise oder dauerhaft zu übernehmen, ohne die Zykluszeit zu ändern. Reicht das nicht, kann die Netzverwaltungseinheit das Netz mit neuer Zyklusstruktur umkonfigurieren oder es nach kurzer Pause mit anderen Medienparametern neu initialisieren.

Jede Anfrage vom DLP trägt eine Dienstgüte, die der SNC durchsetzt: Priorität 1–4; Zuverlässigkeit — Standard (80 % Empfangswahrscheinlichkeit), hoch (90 %) oder garantierte Zustellung mit Quittungen, wobei der SNC die Wiederholungen berechnet und über Pakete verteilt; vier Stufen des Datenverfalls, sodass abgelaufene Daten nie gesendet werden; der Datenurheber bleibt auf jedem Relaispfad erhalten; und ein Flag zur Übersteuerung der Funkstille.

F-Series- und FJ-Series-Nachrichten gegenüber J-Series

Link 22 sendet taktische Daten in Festformat-Nachrichten aus 72-Bit-Tactical-Message-Words (TMW), ein bis acht Wörter je Nachricht. Diese F-Series-Nachrichten gehören zur selben J-Familie wie Link 16: Sie verwenden dieselben Datenelement-Definitionen, 15-Bit-Adressen, 19-Bit-Tracknummern und WGS-84-Positionen. Es gibt zwei Arten:

• Eindeutige F-Series-Nachrichten — kompakte Versionen von Link-16-Nachrichten oder Nachrichten ohne Link-16-Gegenstück. Sie sparen Bandbreite in langsamen HF-Netzen.
• FJ-Series-Nachrichten — Link-16-J-Series-Nachrichten, gepackt in 72-Bit-Wörter, sodass viele Link-16-Nachrichten Link 22 unverändert durchlaufen.

Das gemeinsame Datenwörterbuch gibt Link-22-Daten die Spannweite und Granularität, die der M-Series von Link 11 fehlte, und macht die Übersetzung zu Link 16 deutlich einfacher als die von Link 11. Zur Link-16-Seite der Familie siehe die J-Series-Nachrichtenliste und unseren Feldführer zu J-Series.

Der DLP baut jede Nachricht (oder übernimmt sie vom TDS) und übergibt sie dem SNC in einem Transmission Service Request (TSR) mit ihrer QoS; der SNC prüft die Anfrage und meldet Erfolg oder Misserfolg. Die NCE behandelt taktische Nachrichten wie versiegelte Umschläge und liest ihren Inhalt nie. Ein Sketch dessen, was ein DLP je Anfrage verwaltet (illustrativ; die echte Kodierung definiert die DLP–SNC-IDD):

# Illustrative model of what a DLP manages per Link 22 transmission request.
# Not the DLP-SNC IDD encoding, which the NILE PMO distributes to programmes.
from dataclasses import dataclass, field
from enum import Enum, auto

class Reliability(Enum):
    STANDARD = auto()    # 80 % probability of reception
    HIGH = auto()        # 90 % probability of reception
    GUARANTEED = auto()  # repeat until acknowledged or unreachable

class Addressing(Enum):
    TOTALCAST = auto()       # every unit in the super network
    NEIGHBORCAST = auto()    # RF neighbours on each of my networks
    MASN = auto()            # predefined mission area sub-network
    DYNAMIC_LIST = auto()    # 2 to 5 units named in the request
    POINT_TO_POINT = auto()  # exactly one unit

@dataclass
class TransmissionServiceRequest:
    request_id: int
    words: list[bytes]                # 1-8 tactical message words, 72 bits = 9 bytes each
    priority: int = 3                 # 1 (highest) to 4 (lowest)
    reliability: Reliability = Reliability.STANDARD
    perishability: int = 1            # one of four levels
    data_originator: int = 0          # 15-bit address of the unit that first reported the data
    addressing: Addressing = Addressing.TOTALCAST
    destinations: list[int] = field(default_factory=list)
    acknowledge: bool = False         # machine receipt from the addressees
    priority_injection: bool = False  # priority-1 only: may use unowned PI timeslots
    radio_silence_override: bool = False

    def validate(self) -> None:
        if not 1 <= len(self.words) <= 8 or any(len(w) != 9 for w in self.words):
            raise ValueError("a Link 22 message is 1-8 words of 72 bits")
        if not 1 <= self.priority <= 4:
            raise ValueError("priority must be 1-4")
        if self.priority_injection and self.priority != 1:
            raise ValueError("priority injection is for priority-1 messages only")
        if self.addressing is Addressing.DYNAMIC_LIST and not 2 <= len(self.destinations) <= 5:
            raise ValueError("a dynamic list names 2-5 units")

Link-22-Sicherheit und Netzverwaltung

Sicherheit. Das LLC stellt Kommunikations- und Networksicherheit bereit (COMSEC und NETSEC). Das LLC 7M nutzt Integritätsschutz und zeitbasierte Verschlüsselung, was Spoofing schwerer und leichter erkennbar macht als bei Link 11; das frühere KIV-21/LLC teilte den Kryptochip mit Link 16 und arbeitete mit Wochenschlüsseln. Frequenzsprung-EPM-Medien ergänzen Übertragungssicherheit. Weil die NCE taktische Inhalte nie liest, kann eine Nation taktische Daten zusätzlich Ende-zu-Ende oberhalb des Links verschlüsseln — was ein Link-16-Terminal, das Zugriff auf die gesendeten Daten braucht, nicht anbieten kann.

Netzverwaltung ist von Entwurf an automatisiert. Jede Einheit initialisiert sich aus denselben Grundparametern der OPTASK-LINK-Nachricht (OLM), die der DLP in das Supernetz-Verzeichnis des SNC lädt; ein Netz kann taktischen Verkehr ab seiner Startzeit ohne jeden vorangegangenen Funkaustausch tragen oder zuvor die Ausbreitung sondieren. Es gibt zwei Rollen: eine Super Network Management Unit (SNMU) und je NILE-Netz eine Network Management Unit (NMU), jeweils mit Reserve, die automatisch übernimmt — und der Link funktioniert sogar ganz ohne Rolleninhaber. Die SNMU kann neue Netze starten, Einheiten, Netze oder das ganze Supernetz abschalten, die Leistung optimieren und Funkstille sowie Kryptoschlüsselstatus verwalten. Spät kommende Einheiten nutzen den Late Network Entry (LNE), um aktuelle Parameter zu erhalten — als aktiver, inaktiver oder stiller (nur hörender) Beitritt; nur empfangende Einheiten können mithören, ohne Sendekapazität zugeteilt zu bekommen.

Weiterleitung zu Link 16 und Link 11 (STANAG 5616)

Link 22 läuft selten allein. Datenweiterleitung — Empfang von Daten über einen Link und korrekt übersetztes erneutes Ausgeben über einen anderen — ist eine DLP-Funktion außerhalb der NILE-Systemspezifikationen. Geregelt wird sie durch STANAG 5616 (ATDLP-6.16): Band II deckt Link 22 ↔ Link 16 ab, Band III Link 22 ↔ Link 11/11B, und jeder zwei- oder mehrlinkfähige DLP, der weiterleitet, muss die Norm erfüllen. Eine Einheit auf sowohl Link 22 als auch Link 16, die zwischen ihnen weiterleitet, ist eine FJ-Einheit; Mehrfach-Verfahrensregeln stehen in ATDLP-7.33 (früher ADatP-33).

Dank des gemeinsamen J-Familien-Wörterbuchs ist die Weiterleitung zwischen Link 22 und Link 16 meist Remapping und Repacken, während Link 11 die Übersetzung von M-Series-Nachrichten verlangt. Der NILE-Leitfaden stuft den DLP-Aufwand entsprechend ein: dual Link 16/Link 22 ist einfacher als dual Link 11/Link 22, und ein voller Link-11/16/22-DLP ist der schwerste. Tracknummern-Zuteilung, Meldeverantwortung, Duplikatunterdrückung und Schleifenvermeidung behandeln unser Leitfaden zum Link-16/Link-22-Gateway und der Artikel zu Gateway-Software für taktische Datenlinks; die Ausmusterung des alten Links deckt die Link-11-Migration ab.

Link 22 gegen Link 16 im Kurzüberblick

Link 16 (STANAG 5516) ist der kapazitätsstarke, störfeste Link für das Luftlagebild: L-Band, Sichtverbindung und abhängig von Luft- oder Satellitenrelais für Reichweite. Link 22 ist der HF/UHF-Link für verteilte Seestreitkräfte: weniger Durchsatz, dafür Reichweite jenseits der Sichtverbindung, automatisches Relais ohne Relaisplattformen und weit einfachere Netzverwaltung. Sie wurden als Ergänzungen entworfen. Siehe den vollständigen Vergleich Link 22 vs Link 16 oder Link 11 vs Link 16 vs Link 22 — oder beginnen Sie mit was Link 16 ist.

Link 22 testen: NILE Reference System und MLST3

Das NILE-Projekt finanziert zwei Testsysteme. Das NILE Reference System (NRS) ist der Kompatibilitätstester für den SNC — und unterstützt die Verifikation von LLCs und SPCs — mit Szenarioerzeugung, Datenextraktion, Replay und automatisierter Analyse erwarteter Antworten für Regressionstests. Zu seinen Konfigurationen gehören SNC-Verifikation (ein SNC unter Test gegen bis zu 124 simulierte Einheiten), mehrere Einheiten unter Test (zwei bis fünf echte SNCs, optional mit echten SPCs und Funkgeräten), Vollsystemsimulation von 1–125 Einheiten und ein Media-Simulator-Modus zum Testen eines nationalen DLP ohne echte SPCs. Ein LLC-Simulator und der Media Simulator lassen Integratoren ohne Kryptohardware und ohne Funkgeräte arbeiten.

Das Multiple Link System Test and Training Tool (MLST3) ist der Interoperabilitätstester: Es prüft die Konformität des DLP mit den taktischen Nachrichtenstandards und die Interoperabilität mit Link 16, Link 11 und JREAP in Einzel- und Mehrfach-Link-Konfigurationen und dient zugleich als Schulungswerkzeug. MLST3 ist über US Foreign Military Sales verfügbar; andere Hersteller bieten Alternativen. Plattform- und Koalitionstests folgen dann dem üblichen Weg, beschrieben in der NATO-Interoperabilitäts-Zertifizierung.

Was Softwareteams für Link 22 bauen

Der NILE-Leitfaden ist unverblümt: Entwicklung und Integration des DLP sind „der bedeutendste und teuerste Aufwand bei der Link-22-Einführung“. Der SNC wird geliefert, das LLC gekauft, SPCs und Funkgeräte sind kommerziell — der Ingenieuraufwand konzentriert sich auf nationale Software:

• DLP-Integration — das Trackmodell des TDS auf F/FJ-Series-Nachrichten abbilden, Initialisierung, Netzsteuerung und TSR-Behandlung über die DLP–SNC-Schnittstelle implementieren und Meldeverantwortung, Filterung und Korrelation tragen. Der Umfang treibt die Kosten: Nur-Empfangs-DLPs sind am einfachsten, Empfang plus eingeschränktes Senden (Überwachung, PLI) bleibt beherrschbar, volles C2 erfordert deutlich mehr Sorgfalt.
• F- und FJ-Series-Codecs — bitexakte Encoder und Decoder für 72-Bit-TMWs, aus Datenelement-Tabellen generiert statt handgeschrieben, mit Bereichsprüfung und Round-Trip-Tests.
• Mehrfach-Link-Gateways — STANAG-5616-Weiterleitung zwischen Link 22, Link 16 und Link 11 mit stabiler Tracknummern-Abbildung und Schleifenunterdrückung.
• C2- und COP-Einspeisung — Link-22-Tracks im maritimen Lagebild, zeitlich ausgerichtet und mit Link 16, AIS und Radar fusioniert; siehe maritime Führungs- und C2-Software und maritimes Lagebewusstsein in C2.
• Simulation und Training — Szenariengeneratoren, synthetische Supernetze und Aufzeichnungs-/Replay-Werkzeuge für Operateurstraining und Regressionstests neben NRS und MLST3.

Starten Sie auch den nicht-softwareseitigen Weg früh. Eine Partnernation braucht eine NILE-Sponsornation, die Einstimmigkeit der NILE-Nationen und der Niederlande sowie einen US-FMS-Fall für das LLC 7M und die zweijährigen SNC-Block-Cycle-Releases — Papierkram, der parallel zur Entwicklung läuft, nicht danach.