張曉玉
(中國電子科技集團公司第三十研究所,四川 成都 610041)
信息化是美陸軍保持戰場優勢的重要基礎,美陸軍現代化的目標之一是發展和部署通用的、經濟可承受的最好裝備,使士兵和部隊在當前和未來的全譜作戰中取勝。近年來,美陸軍開始向能完成多種任務、具備遠征作戰能力、靈活機動、戰斗力強、能協同作戰的地面部隊轉型。
基于這種轉型需求及新形勢需要,2010年美陸軍在重要綱領性文件發布、通信網絡與通信系統建設、技術研發、軍事演習等方面呈現出一些新的特點和動向,凸顯了美陸軍未來網絡化、企業化、賽博化的發展趨勢。下面就這些發展趨勢分別進行闡述。
2009年美陸軍“未來作戰系統”(FCS)項目被取消,打亂了美陸軍原有的現代化戰略步伐。為此,必須重新構建其現代化戰略并調整現代化發展方向。2010年4月28日,美陸軍發布了《2010陸軍現代化戰略》,該戰略明確指出,通用性、可升級、網絡化和在輪換期的能力部署是陸軍現代化戰略的四個主要目標[1]。
其中,網絡化能力在該現代化戰略中占據核心位置,是陸軍取勝的關鍵。美陸軍必須要實現網絡化的指揮控制、網絡化的士兵、網絡化的 ISR、網絡化的火力打擊,從而實現陸軍部隊之間的互操作及與其他軍種和聯合部隊之間的互操作。2010年,美軍全面推進支撐其網絡化發展的戰術級作戰人員信息網(WIN-T)、聯合戰術無線電系統(JTRS)和單兵通信系統等項目的不斷發展。
戰術級作戰人員信息網(WIN-T)是美陸軍通信現代化計劃的重要組成部分,分成4個增量部署。增量1是一種集中式戰術通信網絡,提供與營級部隊作戰人員互聯的語音、數據和視頻通信能力。增量1由增量1a和增量1b 兩個分增量組成,分別被定義為“擴展型靜止間聯網能力”和“增強型靜止間聯網能力”。增量2提供初始動中通能力,包括為旅級戰斗隊和營長提供實時高清晰圖像,以及為旅級戰斗隊連級部隊提供超視距服務。增量3通過語音、數據和實時視頻,為全面機動戰術網絡提供C4ISR信息分發能力,并將引入空中層以增強網絡可靠性和耐用性,增強作戰人員的機動通信能力。增量4為受保護的衛星通信動中通能力,計劃利用高數據率移動抗干擾/低截獲概率/低探測概率技術同美國空軍輸出通訊衛星(TSAT)系統鏈接,提供更強大的通信能力和受保護的機動SATCOM系統。
目前,在美國77個旅戰斗隊中已有70個部署了增量 1,占現役旅戰斗隊的 90%以上及整個部隊的60%以上。對增量2而言,2010年2月通過了里程碑C認證;2010年4月,美陸軍與通用動力公司簽訂了一份價值1.64億美元的合同,標志著通用動力公司開始為美陸軍小批量生產增量2產品。2010年8月,洛克希德·馬丁公司獲得一份為增量 2傳輸子系統提供通信硬件和裝備的價值71萬美元的合同。這是該項目總價值400萬美元合同的第一部分。該傳輸子系統作為網絡動態能力的基礎,將為高度分散地區提供數據傳輸服務。同時,增量2于2010年第3季度進行了承包商的生產驗證試驗,并計劃于2011年第2季度進行后勤演示和政府生產驗證試驗,并于第4季度進行初始使用試驗。預計2012財年可裝備首批部隊[2]。
增量3 在2009年通過工程裝備試驗,演示驗證技術成熟程度后,于2010年6月完成了傳輸子系統下一階段關鍵設計的評審。這次審查評估了傳輸子系統所有軟硬件和固件的設計成熟度,其中包括衛星通信、固定和移動的地面通信(多通道無線電、天線地面通信、固件組件和通信波形)所需的電子器件。隨著該評審的完成,研發團隊將進行傳輸子系統組件的構建和測試,繼而組建戰術通信網絡[8]。預計2012財年完成其關鍵設計評審。
聯合戰術無線電系統(JTRS)旨在為美陸海空三軍研制一種互通的、軟件定義的系列戰術電臺,提供全戰場的無縫網絡連接能力,以支持2020聯合作戰綱要的目標。作為美軍各軍種為實施網絡中心戰而推行的一項重要戰術通信計劃,JTRS已成為美軍全球信息柵格信息傳輸網絡的重要支撐。未來幾年,JTRS將重點發展其軟件產品,尤其是基于軟件的網絡波形,如士兵無線電波形(SRW)、寬帶網絡波形(WNW)、聯合機載戰術網絡邊緣(JAN-TE)等。同時,還將加強加密算法軟件、加密設備的應用及其他與安全相關的研究工作。
首先,2010年JTRS網絡企業域(JTRS NED)項目加速了組網波形的測試工作,完成了傳統WF/SRW波形、WNW波形、HMS系統上SRW波形,以及JWNM波形的最終資格測試。2010年3月,發布了 JTRS NED測試與評估波形可移植性指南。5月,在Huachuca堡的電子實驗場進行了GMR支持的WNW、SRW和所有傳統波形的測試,均獲得波形性能良好的反饋。
其次,JTRS GMR項目進入正式測試階段。2010年2月,波音公司對JTRS GMR工程研制模型的5個 JTRS波形進行了正式鑒定試驗。該測試檢驗了系統安全的多信道移動聯網通信能力。這是交付 JTRS系統能力的一個重要里程碑,證明了 JTRS軟件定義無線電的應用具有很高的技術成熟度和先進性能。2010年9月,成功完成了第一次政府負責的正式的無線電系統測試——GMR系統集成測試(SIT),旨在分析無線電臺和軟件波形的能力,驗證JTRS GMR中所有系統的適應性及多信道通信系統,從而為戰場和海軍陸戰隊士兵提供新的通信能力。
第三,JTRS多功能信息分發系統(JTRS MIDS)項目將進入小批量生產階段。2010年4月,ViaSat公司的 JTRS MIDS終端獲得美國國家安全局頒發的 1類保密證書。這是JTRS按統一信息安全標準(UIC)要求修改后,獲得該保密證書的第一個 JTRS無線電臺開發項目。表明該終端滿足美國國家安全局對軟件定義無線電臺的最新安全要求。因此,ViaSat公司可開始為美國海軍和空軍小批量生產JTRS MIDS終端,并計劃安裝在超級大黃蜂和E-8C聯合星飛機上。
最后,JTRS聯合空中、海上/固定站戰術無線電臺(JTRS AMF)項目實現了傳統波形的綜合,開始與“阿帕奇”飛機項目對接。2010年1月,JTRS AMF項目實現了 5個附加傳統波形(SINCGARS、HaveQuick I/II、VHF 調頻、UHF 視距調幅、UHF調頻/相移鍵控/連續相位調制)的綜合和測試,價值可達2900萬美元。2010年9月,洛克希德·馬丁公司的JTRS AMF初步工程樣機被交付給AH-64D“長弓阿帕奇”攻擊直升機綜合實驗室,集成了控制軟件和Link-16基本功能的該樣機允許“阿帕奇”團隊可向其平臺構架中集成 JTRS AMF所具有的指揮和控制功能,并使該團隊在2011年初接收實際工程樣機前提前體驗該型設備。
從美軍幾年來幾次重大的軍事活動來看,大規模武裝沖突的持續時間遠短于后期小分隊清剿性質的軍事任務工作時間。典型的例子就是美軍在伊拉克戰爭中僅用3個月左右時間就打垮了薩達姆的主要戰斗力量,卻要花費大量的時間,應付采用游擊戰術的殘余抵抗力量。因此小規模性質的分隊作戰受到美軍高度重視。隨著陸軍向未來邁進,士兵仍將是陸軍的重心[3]。在美陸軍《2010陸軍現代化戰略》中也非常強調對未來單兵作戰系統的研發與裝備。美國陸軍負責預算的副部長埃德加·斯坦頓中將表示,陸軍最重要的是個人,而與之配套的未來單兵作戰系統更是重中之重,所以未來單兵作戰系統的裝備范圍,將從原來的15個旅增加到所有73個旅。到2025年,全部陸軍士兵都將裝備該系統。
為此,美陸軍設立了士兵系統項目,旨在為士兵現代化提供一個系統的全集成方法,使所有士兵都能完成基本任務和戰斗訓練。士兵系統的主要目標是參與網絡中心戰。這與士兵現代化的目標一致,即將單兵集成到網絡中。
與此同時,2010年6月,美軍適時推出了一種新的模塊化士兵系統——獵鷹戰士,該系統將C4設備、傳感器、網絡組件和功率模塊,集成到一種由單兵控制的集中式、可穿戴平臺上。2010年10月,美軍開始設計一種后續系統——“網絡勇士”系統來取代“陸地勇士”。目前,3臺“網絡勇士”系統的原型機正在美國堪薩斯州的賴利堡接受測試。美陸軍計劃在兩年內部署該系統,其最終目標是在2016財年前為30個步兵旅戰斗隊提供2萬臺該型系統。
過去 10年,美國的全球防御態勢發生了巨大變化。這種變化正在將冷戰時期部署在前沿的陸軍,重新打造成一支以境內駐扎為主的部隊。但同時,美軍進行海外作戰的需求也大大增加。在這些新的條件下,陸軍當前及未來對聯合司令官的重要性,在很大程度上要通過其響應能力來衡量:陸軍的部署速度能夠有多快?能否在所要求的時間范圍內充分發揮其全部能力?
這個問題的答案與網絡質量越來越密不可分,因為從駐地到戰術邊緣,遠征陸軍作戰的各個方面都取決于網絡。網絡可能成為決定性的對敵優勢,也可能成為陸軍的致命弱點。要使網絡成為一個決定性優勢而不是一個弱點,必須將其作為一個全盤的企業化系統,而不是各個獨立的部件來開發和實現。它必須是安全的、基于標準的,由一套通用全能型的基礎設施來組成,由互聯的、冗余的傳送系統所支撐,可以從中獲取并饋送傳感器、作戰和業務應用及數據。
當前,美陸軍的核心策略就是將陸戰網轉型為一種單一的集成企業化的“全球網絡企業架構(GNEC)”。GNEC可顯著提高網絡防御能力,實現多種作戰能力。將陸戰網轉型為一種企業化行動,不僅要對陸軍的全球網絡加以合并,而且還要與其他一些陸軍行動實現同步。GNEC將著重實現四大主要目標:①全面運行陸戰網;②全面提高陸戰網的安全性;③在實現經濟有效的同時提高整體效力;④實現陸軍的互操作能力以及與任務合作方的協同能力[4]。
美陸軍在《2010陸軍現代化戰略》中也詳細闡述了GNEC的定義,給出了其概念圖,并闡明了GNEC是一個由5個具備作戰能力的網絡業務中心(NSC)連接起來的全球網絡企業架構。網絡業務中心是具有一種陸軍全球企業化能力,可實現陸戰網和作戰人員的連接,填補陸軍作戰部隊與生成部隊之間的關鍵能力空白,并在日常作戰、訓練、仿真、應急響應、戰時作戰過程中為陸軍作戰部隊與生成部隊提供無縫的陸戰網能力。其中,NSC中所包含的戰場網絡作戰與安全中心(TNOSC),可為陸軍提供關鍵的陸戰網賽博防御能力。
2010財年美軍有三個優先發展的 GNEC項目:一是為國防部開發一種企業電子郵件,構建一種管理服務,目前已向業界發布了征詢意見書(RFP);二是發布要求業界升級區域處理中心能力的征詢意見書;三是優先向戰區網絡運作和安全中心部署的六套工具設備。
此外,2010年初,美陸軍舉行了第二次全球網絡企業構架驗證演習,即作戰評估(OPVAL)Ⅱ,以進一步測試和修訂其核心概念及系統。作為“2010年嚴峻挑戰”演習的組成部分,該演習還充當了與全球網絡企業架構作戰、技術和訓練相關的技戰術及規程的首次演練。初步評估結果表明,全球網絡企業架構已經走上了正規[5]。
當今,人們越來越多地利用賽博空間和電磁能力并采取相應的行動,然而迄今為止,這些能力和行動還未納入美陸軍正常的作戰行動。對于適應能力強的對手,美陸軍部隊要想奪取并保持作戰和戰術優勢,就必須把賽博空間和電磁頻譜變成其作戰行動核心的、日常的組成部分。為此,2010年美陸軍陸續發布了一系列指導陸軍未來賽博空間作戰的重要戰略文件。其中2010年2月,美陸軍發布了《2016-2028年美陸軍賽博空間行動概念能力規劃》,目的是研究美陸軍未來部隊如何在 2016-2028年對賽博空間能力和賽博空間行動進行集成,并將其作為全譜作戰的組成部分[6]。
2010年6月10日,美軍實時發布了新版《聯合通信系統》,首先該綱領性文件是美軍將賽博空間引入戰役和戰術級行動的具體措施之一。它定義了賽博空間在聯合通信系統中的地位以及與全球信息柵格之間的關系,并明確指出信息對于聯合和多國行動來說至關重要,全球信息柵格可通過賽博空間提供安全的信息傳輸、存儲以及交付有價值的服務。因此,賽博空間的威脅是全球信息柵格運作和信息所面臨的最真實、最緊迫的威脅。可以預計,在今后幾年,為進一步規范和落實戰役、戰術級行動,美軍將陸續對現行條令條例中涉及賽博空間的內容進行更新,并會進一步制定關于賽博空間的戰略、戰役和戰術級規劃[7-8]。
其次,該綱領性文件還明確指出,美軍賽博司令部在聯合通信系統方面的具體職能是“通過規劃、協作、集成、同步和執行各種行動,為全球信息柵格的運作和防御提供指導,為在賽博空間內和通過賽博空間向敵人發起攻擊做好準備,以便為所有領域內的行動賦能,并在賽博空間內獲取行動自由,同時壓制敵人取得同樣的能力”[7-8]。
此外,美陸軍還積極組建網絡司令部,以加強網絡安全防御。該司令部負責陸軍信息網絡防御,直接對所有陸軍網絡進行防御操作,對全譜作戰下達命令并執行,從而對作戰指揮員和盟軍提供支持。該網絡司令部計劃于2010年10月1日前具備完整作戰能力。
美陸軍在取消 FCS計劃后一直在積極尋求重新制定網絡計劃,其未來網絡發展戰略的思路非常明確,即將分散的各部分逐步整合起來,通過一種無縫戰場網絡將網絡節點連接起來,從而使士兵、指揮官和傳感器能夠實時共享語音、視屏、數據和圖像。
為此,2010年美陸軍舉行了多場重要演習,積極演示美陸軍將如何構想2017年的戰場通信。其中2010年7月12~16日,美陸軍旅級作戰部隊舉行了綜合訓練演習。該演習是美陸軍大力發展其戰場網絡規劃中的關鍵一步,標志著美陸軍未來戰術網絡計劃日趨成型。2010年6~9月,美陸軍舉行了動中指揮、控制、通信、計算機、情報、偵察和監視(C4ISR OTM)演習,為在實戰環境下測試美陸軍向網絡中心多系統之系統環境轉型中,多方機構協同開發的各種組成系統和能力提供了一個平臺。目的是研究2013~2014年陸軍網絡的能力集。其重要意義在于實現了網絡在同一環境中的集成,并發現和解決了網絡在整合過程中存在的許多技術挑戰,不僅包括傳輸組建,還包括網絡連接、戰斗指揮軟件、傳感器和機器人裝置等技術。此外,還加入了新的商用“蜂窩”技術,多種智能手機也被用于演習中。
透過上述美軍 2010年對其相關戰略的調整以及新文件發布、WIN-T和JTRS等通信網絡的建設與發展,以及戰場網絡演習等方面,可以清晰地看出美軍未來建設將呈現鮮明的網絡化、企業化、賽博化的發展趨勢和特點。
美軍適時出臺的這些戰略文件值得人們關注,也啟示人們深思在賽博空間等快速發展的情況下,我們應在全球信息柵格的運作和防御等方面應如何考慮、采取什么新舉措?與此同時,美軍還非常重視將云計算、網絡-物理系統(CPS)、可信網絡技術、新的商用蜂窩技術、多種智能手機等新興技術與通信網絡和系統的發展融合起來,尋求新的發展。例如,美軍在《2010陸軍現代化戰略》中首次提到將在阿富汗戰場上實現戰術云計算體系結構初始作戰能力,為部署部隊提供存儲能力、先進分析能力和計算能力。
同時,我們應該意識到通信網絡與系統滲透在賽博空間的物理層和邏輯層中,支撐并推動著賽博空間的不斷擴展與增強。因此,通信網絡與系統也將成為美軍賽博防御的重點保護對象。這也為我們今后在通信網絡與系統的研制中,關注人為攻擊等提出了新的課題。
[1]Department of Army 2010 Army Modernization Strategy[R].DoD of US Army,23,April,2010.
[2]《2010年美國陸軍武器系統》編委會.2010年美國陸軍武器系統[M].北京:國防工業出版社,2010.
[3]張冬辰,周吉.軍事通信[M].北京:國防工業出版社,2008.
[4]李妍,方志英.美陸軍向全球網絡企業架構遷移[J].外軍電信動態,2010(4):4-6.
[5]劉俊平,方志英.美陸軍實施企業戰略,實現陸戰網轉型[J].外軍電信動態,2010(6):6-10.
[6]TRADOC Pam 525-7-8.The United States Army’s Cyberspace Operations Concept Capability Plan[R]2016-2028,22,February,2010.
[7]李妍,方志英.美軍新版《聯合通信系統》解讀[J].外軍電信動態,2010(5):4-6.
[8]Joint Publication 6-0.Joint Communication System[R].DoD of US Army,10,June,2010.