美軍研發(fā)聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)

+ 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，形成一個聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)，但在帶寬、安全性和可負擔性方面，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·杰納坦珀上校認為，這種獨立于平臺的一體化聯(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)的最終目標是成為一個多網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)絡(luò)或多系統(tǒng)之系統(tǒng)。

自2008年由參聯(lián)會主席正式啟動該計劃以來，杰納坦珀及其團隊已經(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。他認為，對建設(shè)聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)而言，一個關(guān)鍵的問題是“如何利用已有的東西”。杰納坦珀認為，最理想的情況當然是“徹底推翻”當前已部署的帶寬、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。但為了使該計劃負擔得起，不廢棄傳統(tǒng)設(shè)備，杰納坦珀及其同事在學習如何將傳統(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立于平臺的聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)，涉及到了美空軍、陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊、海軍甚至海岸警衛(wèi)隊的大量網(wǎng)絡(luò)資源。當然也面臨挑戰(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，我們必須非常細致地去了解、實現(xiàn)和管理這種資源。”

聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)的目標并不是要成為一個一周7天、一天24小時不間斷運行的網(wǎng)絡(luò)，而是要成為一個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。”

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問題是：“如何來管理這個網(wǎng)絡(luò)？”他們最終選擇的一個指導原則就是，“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)計師們均希望通過更加高效地使用頻譜管理來“推動信息的傳輸”。

曾任參聯(lián)會副主席的詹姆斯·卡特賴特將軍認為，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)合部隊只能進行雙向連接；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（當前及未來）就像是PC機用戶配備了過時的硬盤一樣。現(xiàn)在卡特賴特將軍已退休，但被公認是國防領(lǐng)域的先進技術(shù)應(yīng)用專家。

杰納坦珀說：“通過空中層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送全運動視頻，與通過機載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送靜止圖片截然不同。”他希望聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)能夠擁有足夠的擴縮性，同時，他認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)是否成功的一個重要標準。杰納坦珀說，在確保聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)用戶不會阻塞電磁頻譜方面，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)看成是兩個獨立的網(wǎng)絡(luò)。我們的一些飛機可以通過衛(wèi)星通信，與不同地面站實現(xiàn)話音/數(shù)據(jù)通信。我們還可以同時連接不同電臺/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，當太空和地面網(wǎng)絡(luò)上的用戶過多，或者當空空或空地網(wǎng)絡(luò)連接在一起出現(xiàn)阻塞時，幫助增強這些太空和地面網(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)還會成為一個關(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)。”

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)的目標是在2024年實現(xiàn)完全作戰(zhàn)能力，但該計劃已經(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，通過兩份總價值達3.13億美元的戰(zhàn)場機載通信節(jié)點（BACN）計劃，美空軍電子系統(tǒng)中心部署了一種機載通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠為2架噴氣式飛機和4架20型RQ-R“全球鷹”無人機上的作戰(zhàn)人員，提供實時的戰(zhàn)場信息。

戰(zhàn)場機載通信節(jié)點使得地面部隊即使位于超視距無線電臺的覆蓋范圍之外，也能夠與上空的噴氣式飛機的飛行員共享信息。在戰(zhàn)場機載通信節(jié)點部署之前，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，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)用坐標到開始實施地面打擊，通常至少需要12分鐘的時間。

杰納坦珀認為：“戰(zhàn)場機載通信節(jié)點使得地面士兵能夠與機上人員通話，使其具備了前所未有的訪問能力。”配備有戰(zhàn)場機載通信節(jié)點的高空噴氣式飛機，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)點在地面部隊和攻擊機之間進行基于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運輸機能夠獲得動態(tài)威脅感知、文本消息發(fā)送能力和氣象信息，使貨機乘員能夠發(fā)現(xiàn)備用的空投地點，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，這種動態(tài)任務(wù)再分配能力“可以給C-17和C-130運輸機飛行員提供一幅地面戰(zhàn)術(shù)圖像”，從而使空軍能夠同時進行近空支援和再補給，提高了任務(wù)成功率。

2012年4月，空軍將動態(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，如果在運輸機起飛以后，空投地點出現(xiàn)意外情況，運輸機只能打道回府。

需要注意的是，諾斯羅普·格魯曼公司自己并不生產(chǎn)這種動態(tài)任務(wù)再分配能力的飛機，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月內(nèi)，動態(tài)任務(wù)再分配能力系統(tǒng)就完成了設(shè)計工作，并進行了測試。

此外，Ultra電子高級戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)公司主管機載項目的副總裁雷蒙·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間。隨著戰(zhàn)場機載通信節(jié)點的部署，空軍電子系統(tǒng)中心與該公司簽訂了一份部署戰(zhàn)術(shù)機載指揮吊艙的合同。

穆諾茲說，通過在新墨西哥州白沙導彈靶場進行的陸軍網(wǎng)絡(luò)集成評估和航空系統(tǒng)計劃管理員的聯(lián)合測試，該公司將一對基于IP的機架式戰(zhàn)術(shù)機載指揮吊艙安裝在了一架C-12飛機上，并成功地進行了測試，盡管這些吊艙是在資金非常緊張的情況下，僅用了100天左右的時間開發(fā)出來的。但這種戰(zhàn)術(shù)機載指揮吊艙卻能夠讓操作人員瀏覽全運動視頻，并能連接特高頻和極高頻等話音網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)文本消息發(fā)送、聊天、文件共享等功能。該戰(zhàn)術(shù)機載指揮吊艙系統(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，軍方希望在無人機的每一個機翼上都安裝一個戰(zhàn)術(shù)機載指揮吊艙。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)對五角大樓的預算決策產(chǎn)生了影響，并且已經(jīng)開始盈利。”