+ 方志英

美軍研發(fā)聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)

+ 方志英

美軍試圖將空中、地面和太空層集成在一起，形成一個(gè)聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)，但在帶寬、安全性和可負(fù)擔(dān)性方面，卻遇到了種種問題。

馬薩諸塞州漢斯科姆空軍基地物資高級主管安東尼·杰納坦珀上校認(rèn)為，這種獨(dú)立于平臺(tái)的一體化聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)，并沒有打算要取代已部署的地面或太空網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是成為一個(gè)多網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)絡(luò)或多系統(tǒng)之系統(tǒng)。

自2008年由參聯(lián)會(huì)主席正式啟動(dòng)該計(jì)劃以來，杰納坦珀及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)分析了大量候選方案。他們得出的結(jié)論是，不能大規(guī)模更換基礎(chǔ)設(shè)施。他認(rèn)為，對建設(shè)聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)而言，一個(gè)關(guān)鍵的問題是“如何利用已有的東西”。杰納坦珀認(rèn)為，最理想的情況當(dāng)然是“徹底推翻”當(dāng)前已部署的帶寬、路由和交換等基礎(chǔ)設(shè)施，并替換成最新的技術(shù)和產(chǎn)品。但為了使該計(jì)劃負(fù)擔(dān)得起，不廢棄傳統(tǒng)設(shè)備，杰納坦珀及其同事在學(xué)習(xí)如何將傳統(tǒng)設(shè)備捆綁在聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)中，而不是將其全盤推翻。杰納坦珀所描述的這種獨(dú)立于平臺(tái)的聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)，涉及到了美空軍、陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、海軍甚至海岸警衛(wèi)隊(duì)的大量網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)然也面臨挑戰(zhàn)，杰納坦珀說：“帶寬受限和頻譜受限都是我們需要面對的挑戰(zhàn)。我們不能只給軍方增加新的數(shù)據(jù)鏈和能力，還需要了解該數(shù)據(jù)鏈對商用頻譜和國際頻譜的影響。頻譜數(shù)量正在變得越來越稀缺，我們必須非常細(xì)致地去了解、實(shí)現(xiàn)和管理這種資源?！?/p>

聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)并不是要成為一個(gè)一周7天、一天24小時(shí)不間斷運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，而是要成為一個(gè)能夠易于滿足新興需求的網(wǎng)絡(luò)。杰納坦珀說：“我們并不希望它一直可用?！?/p>

一、聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)及管理

在研發(fā)過程中，杰納坦珀遇到的一個(gè)問題是：“如何來管理這個(gè)網(wǎng)絡(luò)？”他們最終選擇的一個(gè)指導(dǎo)原則就是，“要更加高效地傳輸信息”。他和聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)師們均希望通過更加高效地使用頻譜管理來“推動(dòng)信息的傳輸”。

曾任參聯(lián)會(huì)副主席的詹姆斯·卡特賴特將軍認(rèn)為，聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)著力解決四種能力的不足。例如，連接能力的不足使得聯(lián)合部隊(duì)只能進(jìn)行雙向連接；而容量方面的不足則意味著，聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的用戶（當(dāng)前及未來）就像是PC機(jī)用戶配備了過時(shí)的硬盤一樣?，F(xiàn)在卡特賴特將軍已退休，但被公認(rèn)是國防領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用專家。

杰納坦珀說：“通過空中層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送全運(yùn)動(dòng)視頻，與通過機(jī)載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送靜止圖片截然不同?！彼Ｍ?lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)能夠擁有足夠的擴(kuò)縮性，同時(shí)，他認(rèn)為靈活性也是最為關(guān)鍵的問題。能否避免相互干擾或沖突，也將是衡量聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)是否成功的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。杰納坦珀說，在確保聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)用戶不會(huì)阻塞電磁頻譜方面，漢斯科姆空軍基地的空軍電子系統(tǒng)中心做了大量的相關(guān)工作。

杰納坦珀說：“今天，你可以把太空和地面網(wǎng)絡(luò)看成是兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。我們的一些飛機(jī)可以通過衛(wèi)星通信，與不同地面站實(shí)現(xiàn)話音/數(shù)據(jù)通信。我們還可以同時(shí)連接不同電臺(tái)/網(wǎng)絡(luò)上的地面/水面站。聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)要做的就是，當(dāng)太空和地面網(wǎng)絡(luò)上的用戶過多，或者當(dāng)空空或空地網(wǎng)絡(luò)連接在一起出現(xiàn)阻塞時(shí)，幫助增強(qiáng)這些太空和地面網(wǎng)絡(luò)的能力，并把地面網(wǎng)絡(luò)橋接起來。此外，聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)還會(huì)成為一個(gè)關(guān)鍵的中樞，確保正確的信息可以傳送到正確的人或網(wǎng)絡(luò)?！?/p>

二、聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的作用及影響

盡管聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是在2024年實(shí)現(xiàn)完全作戰(zhàn)能力，但該計(jì)劃已經(jīng)開始讓空軍人員及其他軍事人員受益了。例如，自2009年以來，通過兩份總價(jià)值達(dá)3.13億美元的戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)（BACN）計(jì)劃，美空軍電子系統(tǒng)中心部署了一種機(jī)載通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?yàn)?架噴氣式飛機(jī)和4架20型RQ-R“全球鷹”無人機(jī)上的作戰(zhàn)人員，提供實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場信息。

戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)使得地面部隊(duì)即使位于超視距無線電臺(tái)的覆蓋范圍之外，也能夠與上空的噴氣式飛機(jī)的飛行員共享信息。在戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)部署之前，地面人員必須通過聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)空中控制員和空中作戰(zhàn)中心來調(diào)用空中打擊坐標(biāo)，然后再提供給飛行員。這種方法的問題在于，從地面操作人員調(diào)用坐標(biāo)到開始實(shí)施地面打擊，通常至少需要12分鐘的時(shí)間。

杰納坦珀認(rèn)為：“戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)使得地面士兵能夠與機(jī)上人員通話，使其具備了前所未有的訪問能力。”配備有戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)的高空噴氣式飛機(jī)，可以在阿富汗等作戰(zhàn)地區(qū)上空飛行，并使用該通信節(jié)點(diǎn)在地面部隊(duì)和攻擊機(jī)之間進(jìn)行基于IP的通信。

此外，聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)還可以通過一個(gè)能夠讓操作人員在飛行途中更改貨物空投方向的系統(tǒng)，使空軍人員和其他軍事人員受益。根據(jù)與諾斯羅普·格魯曼公司簽訂的合同而開發(fā)的這種動(dòng)態(tài)任務(wù)再分配能力緊急作戰(zhàn)需求系統(tǒng)，使得C-17和C-130J運(yùn)輸機(jī)能夠獲得動(dòng)態(tài)威脅感知、文本消息發(fā)送能力和氣象信息，使貨機(jī)乘員能夠發(fā)現(xiàn)備用的空投地點(diǎn)，從而提高任務(wù)成功率。杰納坦珀說，與通過口頭傳送信息相比，這種動(dòng)態(tài)任務(wù)再分配能力“可以給C-17和C-130運(yùn)輸機(jī)飛行員提供一幅地面戰(zhàn)術(shù)圖像”，從而使空軍能夠同時(shí)進(jìn)行近空支援和再補(bǔ)給，提高了任務(wù)成功率。

2012年4月，空軍將動(dòng)態(tài)任務(wù)再分配能力系統(tǒng)部署到了阿富汗，這是該系統(tǒng)首次在作戰(zhàn)區(qū)域執(zhí)行任務(wù)。在部署該系統(tǒng)之前，如果在運(yùn)輸機(jī)起飛以后，空投地點(diǎn)出現(xiàn)意外情況，運(yùn)輸機(jī)只能打道回府。

需要注意的是，諾斯羅普·格魯曼公司自己并不生產(chǎn)這種動(dòng)態(tài)任務(wù)再分配能力的飛機(jī)，但該公司與波音公司和洛克希德·馬丁公司密切合作，使該系統(tǒng)得到了成功部署。在2011年5月簽訂合同之后的三個(gè)月內(nèi)，動(dòng)態(tài)任務(wù)再分配能力系統(tǒng)就完成了設(shè)計(jì)工作，并進(jìn)行了測試。

此外，Ultra電子高級戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)公司主管機(jī)載項(xiàng)目的副總裁雷蒙·穆諾茲說，他們致力于聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的工作也已有幾年的時(shí)間。隨著戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)的部署，空軍電子系統(tǒng)中心與該公司簽訂了一份部署戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙的合同。

穆諾茲說，通過在新墨西哥州白沙導(dǎo)彈靶場進(jìn)行的陸軍網(wǎng)絡(luò)集成評估和航空系統(tǒng)計(jì)劃管理員的聯(lián)合測試，該公司將一對基于IP的機(jī)架式戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙安裝在了一架C-12飛機(jī)上，并成功地進(jìn)行了測試，盡管這些吊艙是在資金非常緊張的情況下，僅用了100天左右的時(shí)間開發(fā)出來的。但這種戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙卻能夠讓操作人員瀏覽全運(yùn)動(dòng)視頻，并能連接特高頻和極高頻等話音網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)文本消息發(fā)送、聊天、文件共享等功能。該戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙系統(tǒng)重130磅，高5英尺，直徑14英寸，可提供卓越的續(xù)航能力，能夠在高空工作。Ultra電子設(shè)備公司稱，軍方希望在無人機(jī)的每一個(gè)機(jī)翼上都安裝一個(gè)戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙。穆諾茲稱，Ultra電子設(shè)備公司為空軍生產(chǎn)了14部戰(zhàn)術(shù)機(jī)載指揮吊艙設(shè)備，已在2013年早期交付。

總而言之，盡管聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的期限是2024年，但該計(jì)劃已經(jīng)開始獲益。杰納坦珀稱：“我們的工作已經(jīng)對五角大樓的預(yù)算決策產(chǎn)生了影響，并且已經(jīng)開始盈利?！?/p>