美國陸軍戰術信息網絡建設的最新進展與編配運用研究

張新征

為了徹底解決戰術互聯網帶寬有限、指揮機構快速“駐停通”能力薄弱、作戰分隊“動中通”能力缺乏等方面的局限性，從上世紀90年代末開始，美國陸軍把開發基于天、空、地多維通信資源應用的新一代戰術信息網絡作為其現代化的重中之重。

發展現狀

當前，美國開發的戰術信息網絡已經開始融合并取代松散的戰術互聯網，成為高移動性、大容量的下一代戰術骨干網絡。美國陸軍作戰人員戰術信息網（WIN-T）的建設目標是打造更高性能、更可靠的新一代戰術信息網絡，使戰術互聯網從軍、師一直延伸到營、連一級，形成全域互通、動態運行、寬帶傳輸、靈活升級、高可靠性的多媒體信息網絡，滿足網絡中心戰的需求。

WIN-T“增量1”系統由聯合網絡節點（JNN）系統演化而來，2004年開始應急裝備部隊，為處于靜止狀態的作戰人員提供訪問全球信息柵格（GIG）的能力。“增量1”系統目前已升級為“增量1a”擴展型駐停組網和“增量1b”增強型駐停組網兩類。

“增量2”系統于2012年10月開始部署，重點提高連以下分隊視距寬帶通信和初始衛星動中通能力。2013年5～6月和2014年10月～11月，“增量2”系統分別在NIE13.2和NIE15.1演習中各接受了1次后續作戰試驗與鑒定。2015年5月，“增量2”系統進入全速生產階段。截至2015年，“增量2”系統已裝備共12個“斯特賴克”旅級戰斗隊和5個師司令部。

2015年2月，原計劃的“增量3”系統項目被美國陸軍正式宣布終止，其相關技術將被轉移到“增量2”系統的后續改進中。

主要特點

美國陸軍形成了基于傳統地面通信和衛星通信資源綜合應用的戰術信息網絡架構，地面部隊通過集成改造，網絡化水平得到快速提升，面向班組和單兵的聯合信息終端也即將列裝部隊。

利用多維信息資源，形成全域性動態信息網絡架構

作戰人員戰術信息網（WIN-T）能夠擺脫對固定通信設施的依賴，傳輸話音、數據和圖像，對于陸軍具有革命性的意義。WIN-T系統將形成天、空、地相結合的全域性動態信息網絡架構。

太空層主要指衛星通信中繼，由Ka頻段軍用寬帶全球衛星（WGS）和Ku頻段商用通信衛星提供。

空中層主要指機載通信中繼，由MQ-1C“灰鷹”多用途無人機以及長航時多情報飛行器（LEMV）、情報監視與偵察飛行系統等浮空飛艇提供。

地面層主要由超視距衛星通信終端和傳統的TRC-190微波接力機構成。

目前，美國陸軍正在從能力較強的快速“駐停通”向“動中通”能力擴展，并計劃利用“灰鷹”多用途無人機等充當空中網絡節點，形成由地面視距通信、空中機載通信和衛星通信組成的三層框架結構。WIN-T擺脫了對固定通信設施的依賴，可連接從戰區到戰術分隊的所有用戶，還可接入盟軍和國防信息系統網絡，已成為全球信息柵格的重要組成部分，對網絡中心戰裝備體系提供有效支持。

廣泛應用衛星通信資源，信息傳輸功能持續增強

WIN-T系統大量使用衛星通信，信息傳輸能力大幅提升，可有效支持話音、實時視頻和數據通信。

WIN-T“增量1”系統服役后，在靜止狀態下，師與旅指揮機構之間共享76兆衛星通信帶寬，營指揮所具備4兆帶寬的衛星通信能力，營與旅之間還擁有2兆帶寬的微波接力鏈路。“增量1a”（擴展型駐停組網）利用大型基帶組網組件升級了聯合網絡節點的功能，可接入Ka波段的國防寬帶全球衛星（WGS），減輕了對Ku波段商用衛星的依賴。“增量1b”（增強型駐停組網）引入了網絡中心波形調制解調器，可通過動態波形優化實現對帶寬和衛星通信的利用。

“增量2”系統于2012年10月開始部署，在“增量1”的基礎上，建立了從軍、師覆蓋到連、排，具有自組網功能的機動作戰信息網絡，重點提高連以下分隊視距寬帶通信能力，并提供初始衛星“動中通”能力。在“動中通”環境下，營以上的地面骨干網將實現在72千米/小時機動速度下256K～4兆的用戶帶寬，連以下節點將具備在40千米/小時機動速度下64K～128K帶寬的通信能力。

依托現有平臺，實現部隊網絡化水平的快速提升

美國陸軍戰術信息網絡的關鍵節點主要依托已列裝部隊的各類平臺，通過對現役平臺的集成改造，實現部隊網絡化水平的快速提升。聯合網絡節點是WIN-T“增量1”系統的核心，就是在原S-250型通信軍官車的基礎上，增加了衛星通信拖車，為旅、營指揮所提供了微波接力與衛星中繼的雙重組網手段。WIN-T“增量2”系統的“動中通”功能率先在步兵旅級戰斗隊實現。作為實現“動中通”的核心，互聯網接入點和士兵網絡擴展車均以大量裝備部隊的防地雷反伏擊全地形車或“悍馬”車為承載平臺，為特定指揮與參謀軍官提供移動中的作戰指揮能力。2014年以來，美國陸軍加緊推進“斯特賴克”旅級戰斗隊的戰術信息網絡集成建設。在第2步兵師第2“斯特賴克”旅級戰斗隊當前的集成工作中，全旅總計11輛網絡接入點車和51輛士兵網絡擴展車均采用了改造后的“斯特賴克”裝甲車和防地雷反伏擊全地形車作為承載平臺，將快速提升機動作戰中旅、營、連、排各級指揮與作戰軍官的話音和數據通信能力。與此同時，美國陸軍通信電子研發與工程中心也在積極研究開發分布式與可嵌入式標準衛星通信移動終端架構，以便在裝甲旅級戰斗隊的“布雷德利”M2A3戰車上集成WIN-T“增量2”系統。

吸收前沿網絡通信技術，實現自組織自愈合移動組網

與原有戰術互聯網相比，美國陸軍新一代戰術信息網絡覆蓋范圍顯著擴大，從功能上實現了從戰區到連、排的直接指揮，這離不開對于三種前沿性網絡通信技術的吸收運用。

一是網絡中心波形，主要用于衛星通信的組網。經過設計的網絡中心波形可使戰術信息網絡的衛星傳輸效率達到最優，推動WIN-T網絡擴展到連級，使更低級別的分隊指揮官同樣具有傳輸圖像和視頻通信的能力。美國陸軍的網絡中心波形在技術上與海、空軍的網絡中心波形相似，也為面向聯合作戰的信息柵格建設奠定了基礎。

二是高頻段網絡波形，用于視距內的地面微波通信組網。高頻段網絡波形針對高性能寬帶網絡進行優化后，能夠支持移動動態組網，工作頻段為C波段，具有自組網、自愈合和對等網絡的特點，通信距離達到30千米，數據傳輸速率接近30兆比特/秒，可滿足對高容量數據服務的要求，也減輕了對于衛星通信的壓力。

三是網絡自動化管理工具，主要用于師、旅的網絡運行安全中心，為指揮官提供更加高效便捷的網絡管理能力。該工具能夠對移動通信實施自動化管理，實現了帶寬的自動分配和管理，保證了信息傳輸的質量；能夠對接入戰術信息網絡的系統進行信息安全管理和全面的網絡規劃，滿足了全球信息柵格信息保障的安全需求。

開發信息終端系列，滿足底層作戰人員信息互用需求

戰術無線電臺是戰術信息網絡的重要組成部分。美軍聯合戰術無線電系統（JTRS）旨在開發一系列新一代、多波段、軟件無線電臺，可用于各種手持、車載、機載和艦載系統。這種基于IP的兆位語音和數據交換終端克服了“最后一英里”（戰術終端）的信息傳輸瓶頸，實現了底層作戰人員之間的信息互用。

適用于美國陸軍WIN-T網絡的JTRS電臺主要有兩類：

一類是用于陸軍中層戰術組網的中層組網車載無線電臺（MNVR）。該電臺是在AN/PRC-117G型無線電臺的基礎上，重點針對WIN-T網絡的特點研制的，頻率范圍為3MHz一2GHz，可通過寬帶組網波形和士兵無線電波形傳輸話音和數據信息。該電臺已于2014年9月進入低速初始生產階段，于2015年5月通過“里程碑c”決策，計劃于2016財年開始全速生產。該電臺能夠集成在“斯特賴克”戰車、防地雷反伏擊車和“悍馬”車上，將作為“能力集17”的一部分替代已于2011年下馬的聯合戰術無線電系統地面機動無線電臺（GMR）。

另一類是手持與背負式匹配小波型（HMS）無線電臺，主要有多信道的AN/PRC-155型背負式無線電臺和單信道的AN/PRC-154A型手持式步兵電臺等。這類電臺源于“網絡勇士”項目，可提供語音通信、文本傳輸和GPS數據，并具有智能手機接口，使士兵能夠在手機屏幕上看到友鄰位置，標注和分享重點位置。

此外，專門針對美國陸軍航空兵研發的JTRS小型機載Link-16終端無線電臺也在集成和試驗之中。

編配運用

美國陸軍新一代戰術信息網絡已基本形成作戰能力。隨著美國陸軍WIN-T“增量1”系統和“增量2”系統相繼于2004年、2012年開始列裝，截至2015年，WIN-T“增量1”系統已普遍裝備部隊，WIN-T“增量2”系統也已裝備美國陸軍共計12個“斯特賴克”旅級戰斗隊和第10山地師、第82空降師、第101空中突擊師、第2步兵師、第1裝甲師等5個師司令部。

適應不同指揮層級，部署相應功能的駐停組網節點

就目前美國陸軍已列裝部隊的WIN-T系統來看，新一代戰術信息網絡由部署在不同層級的大量組網節點構成，各網絡節點具有相應的功能，共同滿足了從戰役到戰斗不同層級通信保障的需求。

WIN-T“增量1”系統的駐停組網節點主要編配在4個層級：

一是固定部署在戰區的區域中樞節點（RHN），可綜合提供3個師加4個獨立作戰旅規模的遠征作戰通信保障，5個區域中樞節點即可實現全球覆蓋，當前傳輸速率接近360兆比特/秒。

二是可通過C-17運輸機部署在軍、師司令部的戰術中樞節點（THN）。戰術中樞節點是WIN-T“增量1”系統組網的核心，提供對聯合網絡節點和營指揮所節點的衛星通信連接，并可作為國防信息系統網絡的接入點，提供對國防保密網和保密與非保密IP路由器和聯合全球情報傳輸系統的通信連接，還能夠接入傳統的移動用戶設備（MSE）網絡、SMART-T及商用通信衛星。目前其衛星通信的傳輸速率為48比特/秒（時分多址）～96比特/秒（頻分多址）。

三是可通過C-130運輸機部署在軍、師和各旅的AN/TTC-59型聯合網絡節點及其衛星戰術終端，可通過戰術中樞節點接入各種保密與非保密網絡，能夠保障戰場視頻電話會議和圖像傳輸。

四是部署在旅級戰斗隊所屬各營的AN/TTC-64型營指揮所節點及其衛星戰術終端，可通過C-130運輸機部署或直升機吊運，便于靈活接入衛星和微波通信網絡。

此外，戰區的遠征通信營還編配有上述各類移動式網絡節點，可綜合保障不同層級的組網需求。

大量編配各類網絡節點，形成全面覆蓋的動中通網絡

在“增量1”系統的基礎上，美國陸軍已裝備的WIN-T“增量2”系統利用大量的網絡節點車，將高容量“動中通”能力廣泛滲透到至連隊的各級作戰單位，形成了全面覆蓋的“動中通”網絡。

師以下作戰部隊主要編配的網絡節點車有3類：

一是戰術通信節點（TCN）車，分別編配師司令部3輛、旅部2輛和營部1輛。可自動選擇用于超視距衛星通信的網絡中心波形和用于視距微波通信的高頻段網絡波形。移動中的用戶可在數分鐘內完成天線方向對準、網絡配置和網絡管理。

二是互聯網接入點車，分別編配師司令部3輛、各類旅部1～3輛和營部1輛。用于保障特定指揮與參謀軍官實施移動中的作戰指揮，也具有超視距衛星通信和視距微波通信的雙重模式。

三是士兵網絡擴展車，主要編配在各旅級戰斗隊，其中步兵與重型旅級戰斗隊計劃編配33輛，“斯特賴克”旅級戰斗隊計劃編配45輛。士兵網絡擴展車利用超視距衛星通信為連級分隊建立“動中通”網絡，還可通過傳統的“辛嘎斯”電臺、增強型定位報告系統等實現與班、排的語音與數據通信，實現“動中通”網絡的全面覆蓋。

在作戰試驗中，美國陸軍部隊實際編配的網絡節點車甚至更多。以目前正在裝備“能力集15”機動通信網絡組件的第2步兵師第2“斯特賴克”旅級戰斗隊為例，全旅轄3個步兵營、1個騎兵營、1個野戰炮兵營、1個旅支援營和1個工兵營后，共改造11輛網絡接入點車，用于增強旅長、旅作訓軍官和各營長的語音和數據通信能力；改造51輛士兵網絡擴展車，用于增強各營作訓軍官、連長、火力支援協調官和排射擊指揮中心的語音和數據通信能力。

發揮移動組網優勢，開發多樣化高機動性遠征型指揮所

在以往作戰行動中，陸軍的指揮所龐大、笨重、復雜，需要大量時間開設、移動和撤收。典型的旅指揮所往往需要1個排花費一整天才能開設完畢，難以滿足在突發狀態下迅速對危機做出反應的需求。移動自組織的戰術信息網絡不但降低了保障和戰略運輸負擔，還把指揮和參謀人員從傳統指揮所的站位上解放出來，可通過平板電腦和智能手機收發保密信息。2010年4月，在德國參加的“作戰驗證Ⅱ”演習中，美國陸軍第75火力旅通過WIN-T系統的聯合網絡節點和營指揮所節點，成功地將本旅的陸軍作戰指揮系統接入了當地的保密IP路由網絡。位于德國的火力旅戰術作戰中心、位于美國本土希爾堡炮兵基地的旅指揮所和在本土麥康堡參加演習的火力營之間通過戰場視頻會議設備進行了數次視頻會議，類似于由位于美國本土的操作員遠程遙控在海外飛行的無人機。旅戰術作戰中心的指揮官甚至可以通過網絡從遠離戰場的位置控制火力。

美軍認為，隨著WIN-T系統將高容量網絡擴展到戰術前沿的連排級分隊，師的基本指揮所可以更多地保留在后方相對安全的位置，或者甚至就在美國國內，只需向前方部署小型化部隊。這些部隊配備若干較小的機動型戰術指揮所，就可同時在多個地區遂行干涉和作戰行動。為此，美國陸軍正在開發高機動性新型戰術指揮所。新型指揮所將不再是一個固定的中心，甚至可以是一個充氣帳篷或牽引式硬壁方艙，利用WIN-T“增量2”系統的網絡節點和智能電源技術，在半小時內就可架設完畢。根據“網絡2.0”計劃，美國陸軍正在基于Web的環境下，開發指揮所計算環境（CP CE），向士兵和指揮官們提供戰場共用作戰視圖，以保障在火力、保障、情報、空域管理和機動作戰等戰場功能區之間數據、地圖和公共服務的共享，從而將各類孤立的任務指揮系統集成為一體，形成簡化、集成的網絡操作工具。

通過網絡實時融合前沿信息，增強態勢感知優勢

新一代戰術信息網絡不但實現了指揮控制信息的高效傳輸，而且通過遍布戰場的網絡節點，可實時反饋前沿信息，發揮情報信息融合的優勢。在阿富汗“持久自由”行動中，“能力集13”實現了步兵旅級戰斗隊所有級別部（分）隊的互聯互通，還可利用“戰術地面報告系統”等進行數據的收集、共享和分析，為前沿戰術分隊提供全動態視頻的情報和信息收集能力。當巡邏隊通過阿富汗山谷時，巡邏隊中的士兵能夠看到頭頂無人機反饋的實況視頻。與此同時，位于遠處戰術指揮所里的指揮官能夠與巡邏隊隊長保持聯絡，并能通過與全球衛星通信的高速、高容量網絡快速發布各種命令。在朝目標行進的過程中，巡邏隊的所有成員都能通過智能手機接入戰術信息網絡的無線電臺，從而掌握己方、友鄰和敵軍的位置信息，以更好地控制機動速度和開火時機。當前，美國陸軍正在開發的“網絡傳輸會聚”項目將實現“預言家”信號情報及其傳輸系統面向WIN-T“增量1b”和“增量2”的轉型，最終將形成可全面替換“輕型特洛伊幽靈”的遠程情報傳輸終端，進一步提高戰術信息網絡對情報信息的融合與傳輸能力。

發展趨勢

隨著戰場挑戰的變化和商用網絡通信技術的突飛猛進，戰術信息網絡的發展必然呈現持續性的演進態勢。從當前技術進步和國外陸軍作戰概念的發展來看，國外陸軍戰術信息網絡的發展主要呈現出以下趨勢。

利用LTE移動通信技術，提高戰術信息網絡單兵接入能力

3GPP組織的通用移動通信系統長期演進技術，簡稱LTE技術，是面向下一代開放標準的無線網絡通信技術。LTE技術顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率，支持可變帶寬分配，顯著提升了系統容量和覆蓋范圍，也有較好的移動性支持，可支持多用戶、同時召開的多個網絡遠程會議和進行寬帶多媒體通信。LTE全IP扁平化網絡架構也減少了網絡所需節點數量，縮短了無線接入時延，降低了網絡復雜程度和部署與維護的成本，也便于軍方通過通信服務商實現全球部署。

美國陸軍將利用商用LTE技術的強大功能，將其引入中小型網絡，簡化單兵的網絡接入方式。其戰場主要優勢體現在以下7個方面：

一是減少前方作戰基地和戰術作戰中心的通信電纜數量；

二是提高前方作戰基地和戰術作戰中心開設和轉移的速度；

三是使單兵實現從戰術信息網絡向提供更好服務和更高帶寬的基地網絡問的無縫切換；

四是利用商業開發的經驗和現貨產品顯著增強網絡性能，節省陸軍開發類似網絡技術的巨額費用；

五是增強了網絡的魯棒性，提高防御網絡電磁攻擊的能力；

六是既可集成到現有WIN-T系統，也可提供新型網絡架構和多種產品，以滿足戰術部隊的多重需要；

七是為網絡管理與用戶提供了擺脫網絡復雜性的新方案。

在2014年5月的NIE14.2演習中，美軍第86遠征通信營對4G LTE/Wi-Fi通信系統進行了評估，打破了阻礙4G LTE接入軍事網絡的壁壘。當前，美國陸軍對于LTE技術的集成主要側重于在高層級對固定場所戰術通信環境的增強，未來將實現在各層級和各種戰術環境下的全面應用。

構建聯合信息環境，實現基地網絡與戰術網絡一體化

2012年7月，美國國防部首席信息官發布了《云計算發展戰略》，試驗運用云計算技術構建并優化統一的數據中心，以企業化的總體思維構建聯合信息環境（TIE），為海外戰場提供全球性的云服務。聯合信息環境旨在通過對全軍范圍信息基礎設施的整合，提高軍用信息網絡的效率、效能和安全性，構建跨軍種、跨機構和跨國家的信息共享環境，其內容主要包括共享的信息基礎設施、企業化服務與安全認證體系等部分。

在構建聯合信息環境和整合軍用信息網絡資源方面，美國陸軍正在開展以下4個方面的工作：

一是構建支持全球部署的網絡能力，部隊無論處于何地都可以方便地存取信息；

二是提高網絡安全，包括物理安全與網絡準入許可；

三是為戰術部隊提供企業化網絡服務，簡化信息服務標準，推廣“硬件無關”技術，官兵無論用何種設備都可實現信息共享；

四是強化網絡標準，引入“永久性軍事基地作為信息系泊站”概念，戰場功能應用程序都儲存在云環境中，在沒有聯合網絡節點的永久性軍事基地中，官兵只要進入網絡就可以下載與使用陸軍作戰指揮系統的客戶端。

未來聯合信息環境的主要特征將是：安全而可擴展的框架結構，聯邦和共享的基礎設施，企業化、集成化的信息服務和身份認證與準入管理。

接入移動用戶目標系統，融入全球大容量衛星通信體系

移動用戶目標系統（MUOS）原是在美軍轉型通信衛星項目下馬后，專門為美國海軍開發的下一代衛星通信系統。系統采用寬帶碼分多址（WCDMA）技術，主要由空間段的4顆在軌運作的通信衛星加1顆備份星，分布在弗吉尼亞、夏威夷、西西里島和澳大利亞西海岸的4個地面控制與中繼站以及各類用戶終端等3個部分組成。

移動用戶目標系統的優勢主要體現在3個方面：

一是通信容量是傳統超高頻衛星的10倍以上，其1顆MUOS衛星就能提供4倍于傳統8顆衛星的容量；

二是全球覆蓋，能夠在任何時間和地點為直至排級分隊提供語音與數據通信，具有廣泛的環境適應性，可用于城區、峽谷、叢林，甚至北極圈內；

三是實現更新換代，將替換和升級已服役20多年的超高頻衛星星座，為美軍各軍種和聯合機構提供高品質語音通信和更高的數據吞吐量。

目前“軟件無線電設計理念”已經滲透到了MUOS終端的開發中，即在通用無線電平臺硬件的基礎上，開發適用于MUOS的WCDMA波形軟件。美國陸軍已經與通用動力任務系統公司簽署協議，預計于2016年為陸軍的AN/PRC-155型背負式無線電臺升級MUOS波形，終端帶寬可達64干比特/秒。AN/PRC-154A型手持式步兵電臺和傳統的“辛嘎斯”電臺等其他信息終端，也可利用PRC-155型背負式無線電臺的橋接功能，接入全新的戰術通信網絡。

針對量子計算機技術的突破，全面升級網絡安全防范體制

量子計算機在理論上能夠突破傳統計算機的運算速度極限，在密碼破解上有巨大潛力。近期，谷歌公司與美國宇航局首次共同證實了量子計算機的可行性。2015年12月9日，谷歌量子人工智能實驗室宣布了量子計算機的最新進展：在2次測試中，D-WAVE2X量子計算機的運行速度比傳統模擬裝置計算機芯片的運行速度快1億倍。盡管實驗室研究成果距離實用技術還有相當距離，但早在2014年1月，美國國家安全局就開始投巨資研發專門用于破解加密技術的量子計算機。在為軍事網絡提供保密4G LTE/Wi-Fi通信保障時，信息安全—直是美軍面臨的最大挑戰。2015年8月19日，美國國家安全局的一個聲明顯示，美國已在為量子計算機的到來進行了充分準備。該聲明的核心就是強化網絡安全措施，立即啟動適應量子時代的密碼標準制定工作，并在采用新的加密體制之前，全面升級傳統加密算法的密鑰位數。根據戰術信息網絡發展路線圖，美國陸軍將在2020～2025財年建設“下一代網絡”，其中一個重要理念是由同一個模塊化無線電系統來同時進行賽博戰、藍軍跟蹤和通信，提高戰術信息網絡本身在電磁空間領域的攻防對抗能力。

啟示

對國外陸軍戰術信息網絡建設的深入研究，既是掌握強敵陸軍信息化作戰能力現狀的重要內容，也是我軍發展基于多維通信資源應用裝備技術的必要措施。吸收借鑒外軍戰術信息網絡建設的經驗教訓，有助于推動我陸軍下一代信息網絡的建設進程。

一是長遠規劃與適時調整相結合。在堅持發展戰術信息網絡總體方向不變的情況下，根據部隊運用和技術進展的情況適時調整，系統進行持續性、漸進式改進，確保及時滿足作戰部隊的需求。

二是吸收商用信息技術與作戰部隊集成改造相結合。發揮商用現貨信息產品更新速度快、性價比高的優勢，縮短戰術信息網絡研制周期。同時交替推進作戰試驗和作戰部隊的全面推廣，促進戰術信息網絡性能的持續完善和部隊列裝的有序銜接。

三是加速網絡建設與強化安全防范相結合。

美國國家安全局2015年8月19日有關升級加密體制的聲明從另一個角度表明，美國運用量子計算機破解傳統加密技術的研究很可能已取得了突破。對于戰術信息網絡既要大膽接受，加速發展，也要客觀認識，重點防范，有效利用和維護網絡電磁空間的安全。