海軍通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展研究?

丁春全 童永霞

1 引言

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，催生了世界范圍的新軍事變革［1］。隨著國際、國內(nèi)和周邊環(huán)境的變化，海軍的使命任務(wù)、作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)模式正在發(fā)生重大變化，對通信保障能力提出了更高要求。現(xiàn)代的海軍通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是一個能覆蓋作戰(zhàn)范圍，提供一種靈活通用的公共操作環(huán)境的信息傳輸、處理平臺和高效運(yùn)轉(zhuǎn)的信息傳送網(wǎng)絡(luò)，它應(yīng)當(dāng)能完成遠(yuǎn)、中、近距離通信，可以為岸上、海上、空中、水下平臺提供穩(wěn)定、可靠的通信手段和能力［2］。海軍通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展既要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢，更要遵循“能打仗、打勝仗”的根本要求，緊密圍繞使命任務(wù)和持續(xù)增長的作戰(zhàn)使用需求，構(gòu)建滿足體系作戰(zhàn)要求的一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為作戰(zhàn)提供可靠保障。

2 美國海軍通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

起源于20世紀(jì)90年代末以信息和計算機(jī)技術(shù)為核心的新技術(shù)革命，帶來了席卷全球的新軍事變革。近年來，美國不斷加快“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的轉(zhuǎn)型步伐，與此同時，許多國家也將信息化條件下的體系作戰(zhàn)能力作為裝備發(fā)展的主要目標(biāo)，軍事信息網(wǎng)絡(luò)越來越朝著一體化、智能化和服務(wù)化的方向發(fā)展。

為滿足網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的要求，美海軍根據(jù)GIG（全球信息柵格）的公共框架和規(guī)范［3］，提出并開發(fā)了符合海軍自身需求和特點(diǎn)的企業(yè)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)－FORCE Net（部隊網(wǎng)），通過ADNS（自動數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）的專用路由設(shè)備、信道接入控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)了“IP over RF”和多個無線信道資源的綜合集成和運(yùn)用，將分布在世界范圍的DISN（國防信息交換網(wǎng)絡(luò)）、NMCI（海軍/海軍陸戰(zhàn)隊內(nèi)聯(lián)網(wǎng)）、MCEN（海軍陸戰(zhàn)隊企業(yè)網(wǎng)絡(luò)）、ONE-NET（美國大陸外企業(yè)網(wǎng)絡(luò)）和各艦艇網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了不同作戰(zhàn)域的網(wǎng)系互通［4］。美海軍FORCE Net的作戰(zhàn)視圖如圖1所示。

基于ADNS互連互通的美海軍一體化戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖中可以看出，通過加裝ADNS，岸、艦、空、天節(jié)點(diǎn)間通過各種通信手段實(shí)現(xiàn)無縫連接。ADNS的演進(jìn)共分為三個階段：增量計劃I、增量計劃II和增量計劃III，目前已經(jīng)發(fā)展到增量計劃III，即實(shí)現(xiàn)交換和路由體制從電路交換和分組交換混合體制向EoIP過渡，最終達(dá)成“Everything on IP”，即話音/數(shù)據(jù)/視頻的統(tǒng)一傳輸［5］。

基于通信手段的互聯(lián)，美海軍又提出了NNE～2016（海軍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境～2016）戰(zhàn)略，試圖將煙囪式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為公共共享的服務(wù)、應(yīng)用、計算環(huán)境、通信與網(wǎng)絡(luò)，形成涵蓋整個海軍范圍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)據(jù)和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正的信息共享和互操作性，完成網(wǎng)絡(luò)化到信息化、服務(wù)化的轉(zhuǎn)變［6］。NNE～2016體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 美海軍通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的啟示

通過研究國內(nèi)外軍事信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程和趨勢，尤其是美國海軍發(fā)展一體化通信網(wǎng)絡(luò)的理論研究和實(shí)踐過程，可以看到網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)已成為核心理念而被廣泛接受，而其技術(shù)核心就是通信傳輸網(wǎng)絡(luò)化、信息系統(tǒng)一體化、作戰(zhàn)能力體系化［7］。美國海軍一體化通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展給海軍通信網(wǎng)絡(luò)的集成發(fā)展提供了重要啟示。

第一，美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的理論及實(shí)踐印證了未來戰(zhàn)爭“信息化”和“網(wǎng)絡(luò)化”的強(qiáng)烈需求，促進(jìn)軍事通信向著高度網(wǎng)絡(luò)化方向快速發(fā)展［8］。

第二，美國海軍由平臺中心戰(zhàn)向網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的成功轉(zhuǎn)型［9］，反映出通信網(wǎng)絡(luò)的綜合化、一體化的發(fā)展路線。

第三，NNE～2016戰(zhàn)略規(guī)劃和當(dāng)前的信息網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，不約而同地指明了軍事通信演進(jìn)目標(biāo)就是支撐軍事信息網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)化、柵格化，即依托各網(wǎng)系集成，構(gòu)建統(tǒng)一的、面向服務(wù)的信息服務(wù)體系，保證用戶的隨遇接入、即插即用、按需服務(wù)［10］。

第四，從美軍通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)看，通信網(wǎng)絡(luò)將由分散管理向綜合管控、智能管控方向發(fā)展，運(yùn)維管理將被視為保障通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、可靠和高效運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第五，從美軍各通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程來看，通信網(wǎng)絡(luò)融和不可能一蹴而就，而是一個循序漸進(jìn)的過程［11］。

4 海軍通信主要特點(diǎn)及發(fā)展需求

海軍通信與其它軍兵種的通信相比，顯示出下列五大基本特征：1）通信距離遠(yuǎn)；2）覆蓋范圍大；3）通信使用的頻段跨度大；4）兵力具有移動性且動態(tài)變化頻繁；5）無線環(huán)境惡劣，給通信帶來高風(fēng)險。

根據(jù)海軍通信特點(diǎn)及當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合其它先進(jìn)軍事網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展啟示，未來海軍通信主要有如下幾方面的發(fā)展需求：

第一，建立支持多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)。海軍中遠(yuǎn)海作戰(zhàn)遠(yuǎn)離大陸、無固定基礎(chǔ)設(shè)施支撐，廣闊的海域使無線通信網(wǎng)成為支持岸、海、空、天、潛之間各作戰(zhàn)單元聯(lián)合作戰(zhàn)的主要通信手段，然而單一無線通信手段的覆蓋能力有限。另外，多平臺、多兵種協(xié)同的聯(lián)合作戰(zhàn)，要求發(fā)現(xiàn)即摧毀，需要網(wǎng)絡(luò)同時傳送各類不同可靠性、實(shí)時性、更新率、容量等要求的業(yè)務(wù)信息。因此海軍未來的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)將單一無線手段組網(wǎng)，并將多種無線通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合形成一個支持現(xiàn)代海軍協(xié)同作戰(zhàn)乃至各軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)的新型網(wǎng)絡(luò)平臺。

第二，建立敵對電磁環(huán)境下可信、可管的通信網(wǎng)絡(luò)。未來信息化條件下的海戰(zhàn)場，情況瞬息萬變，戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)行動轉(zhuǎn)化時間快、作戰(zhàn)時效性強(qiáng)。另外，由于無線通信媒介置身于敞開的無線環(huán)境中，電磁環(huán)境惡劣，安全保密性差；且遠(yuǎn)洋通信靠近敵方海域，是敵對我監(jiān)視、攻擊的主要目標(biāo)；同時海軍通信網(wǎng)是眾多通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的集合，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠嘧?、功能?shí)現(xiàn)較復(fù)雜。這些因素均對通信網(wǎng)絡(luò)的組織、管理和運(yùn)維保障提出了更高要求，要求建立強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的可信、可控、可管的通信網(wǎng)絡(luò)。

第三，建立互聯(lián)貫通的一體化通信網(wǎng)絡(luò)。未來戰(zhàn)爭必將是高技術(shù)、強(qiáng)對抗、綜合毀傷的信息化戰(zhàn)爭，支撐未來海軍作戰(zhàn)體系的通信網(wǎng)絡(luò)必須具備復(fù)雜電磁環(huán)境下的信息安全保障能力、抗毀頑存能力。由于“煙囪”式網(wǎng)絡(luò)布局極易受到敵方干擾甚至摧毀，因此海軍未來的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按照網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的思想逐步建立起全域互聯(lián)、全程貫通的一體化通信網(wǎng)絡(luò)，著力提高應(yīng)對高強(qiáng)度、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)攻擊方面的能力，以最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的融合，達(dá)到任何指戰(zhàn)員在任何時間、任何地點(diǎn)都可與通信網(wǎng)絡(luò)上的任何人通信和共享信息的目標(biāo)。

5 海軍通信網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)發(fā)展方向

第一，加強(qiáng)體系結(jié)構(gòu)研究。以網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)為核心指導(dǎo)思想，借鑒美軍的GIG體系結(jié)構(gòu)，調(diào)整、優(yōu)化、完善網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)體制、功能流程，逐步實(shí)現(xiàn)海軍通信網(wǎng)絡(luò)向GIG網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，最終滿足聯(lián)合作戰(zhàn)信息保障的要求。從作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)體系結(jié)構(gòu)三個維度［12］，結(jié)合組織運(yùn)用、運(yùn)行維護(hù)和裝備編配，研究系統(tǒng)要素之間的邏輯關(guān)系和物理實(shí)體關(guān)系，調(diào)整、優(yōu)化、完善架構(gòu)體制的設(shè)計和描述，對系統(tǒng)信息傳輸流程進(jìn)行優(yōu)化。

第二，提升網(wǎng)系互通能力。針對海軍通信覆蓋地域廣、通信手段多及無線通信為主的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)海軍有、無線通信網(wǎng)系互聯(lián)互通和綜合集成，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋及連通效能。同時注重新型通信手段、通信網(wǎng)系的發(fā)展以及現(xiàn)有通信網(wǎng)系能力提升。

第三，優(yōu)化系統(tǒng)管控流程。采用面向服務(wù)架構(gòu)，基于策略網(wǎng)管、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，改進(jìn)研制上層管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)組織運(yùn)用提供標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、自動化的運(yùn)維平臺。

第四，改進(jìn)通信服務(wù)能力。為適應(yīng)信息系統(tǒng)一體化的發(fā)展趨勢，采用云計算、Web服務(wù)等主流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)依據(jù)業(yè)務(wù)類型、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和使用效能，按需動態(tài)提供多層次、多視角的服務(wù)質(zhì)量保證能力。同時，通過對各類服務(wù)能力按照保障對象、任務(wù)性質(zhì)和環(huán)境條件等的靈活配置，為授權(quán)用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化、個性化、精確化的通信和信息服務(wù)。

6 結(jié)語

本文結(jié)合海軍通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀以及新時期對海軍通信提出的新要求，充分借鑒國內(nèi)外通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成功經(jīng)驗及先進(jìn)技術(shù)，對海軍通信特點(diǎn)和發(fā)展需求進(jìn)行了初步分析，對海軍通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)方向進(jìn)行了探索性研究。

［1］任連生.基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力概論［M］.北京：軍事科學(xué)出版社.2009.

［2］錢亮.海上信息柵格信息分發(fā)技術(shù)研究［D］.武漢：武漢數(shù)字工程研究所碩士論文，2011，04.

［3］DoD Architecture Coordination Council.C4ISR Architeture Framework Version 2.0［R］.US：Department of De-fence，14 January 1997.

［4］曹玉芬.美國陸軍“陸戰(zhàn)網(wǎng)”系統(tǒng)［J］.國外坦克，2006.8：26-32.

［5］方程.關(guān)于全球信息柵格體系結(jié)構(gòu)研究的幾點(diǎn)思考［J］.重慶郵電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，4：249-252.

［6］李紅軍.美國海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］.現(xiàn)代軍事，2014，2：60-63.

［7］胡欣杰，潘清.網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)研究［J］.網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)研究，2012，23：82-86.

［8］熊煥宇，李德毅.全球信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和體系結(jié)構(gòu)分析［J］.大連理工大學(xué)學(xué)報，2003.43（10）：84-86.

［9］蔣煒，崔自峰.網(wǎng)絡(luò)中心信息服務(wù)環(huán)境及軍事領(lǐng)域發(fā)展［J］.指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2011.4（2）：10-16.

［10］王緒.機(jī)遇NCES框架的網(wǎng)絡(luò)中心企業(yè)應(yīng)用服務(wù)體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.西安：西安電子科技大學(xué)碩士論文.2009.

［11］盧山，鞠茂光，晏慶.全球信息柵格及軍事應(yīng)用啟示［J］.通信技術(shù)，2010，43（12）：2-7.

［12］嚴(yán)紅，萬謙.戰(zhàn)術(shù)指揮信息系統(tǒng)服務(wù)化架構(gòu)［J］.指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)，2013，4（12）：37-41.