郭丽红,张 谦,梅 强,张兵山
(北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094)
美军信息通信系统发展研究
郭丽红,张 谦,梅 强,张兵山
(北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094)
美军信息通信系统的发展大致可划分为3个主要阶段:国防通信系统(DCS)、全球信息栅格(GIG)和基于国防部信息网络(DODIN)构建联合信息环境(JIE)。这从某种程度上体现了伴随计算机和网络技术发展而导致的通信系统与信息系统融合发展的趋势,也是通信系统或信息系统内涵扩大的过程。从通信系统到全球信息栅格,再到国防部信息网络和联合信息环境,狭义的通信系统逐渐成为广义信息系统不可分解的构成部分。回顾了美军通信系统的发展历程,展望其发展方向,分析其发展脉络和发展特点,供相关研究人员参考借鉴。
国防通信系统;国防信息系统网;全球信息栅格;联合信息环境;国防部信息网络;国防信息系统局
在国防信息系统局(DISA)推动引领下,美军已建成世界上最先进、最复杂、最强大的天地一体化的信息通信系统,在保障作战人员军事行动中起着至关重要的作用,其发展历程与发展趋势值得分析、研究与借鉴。
根据美军信息通信系统的典型系统,结合通信和计算机、网络技术的发展,大致可以宏观地将美军信息通信系统的发展划分为国防通信系统(DCS)、全球信息栅格(GIG)、基于国防部信息网络(DODIN)构建联合信息环境(JIE)3个阶段。
1.1 国防通信系统
美军早期的系统性军事通信设施是国防通信系统,其建设始于20世纪60年代,后发展为全数字、全分布、多功能交换的抗干扰保密战略通信网,它能保障美国总统与国防部长、参谋长联席会议主席、情报机构以及战略部队的直接通信,并能为固定基地和陆海空三军的机动部队提供中枢线路[1-3],而陆海空三军还拥有各自为政的通信系统。
1.2 全球信息栅格
随着计算机技术、网络技术的发展,以及各种信息系统的出现,1999年,为了解决多信息通信系统的集成和互操作,美军开始建设全球信息栅格,早期的上述通信基础设施演变成为全球信息栅格中的通信基础设施,是美军信息系统发展的基础,承载着美军先进的信息系统和指挥控制功能[4-5]。
GIG建设分为3个阶段[5]:1999~2003年,按照GIG初步设想对原有网络和设施进行集成;2004~2011年,在各军种内部实现GIG功能;2012~2020年,实现三军信息系统的互连、互通、互操作,全面完成全球信息栅格建设。
在全球信息栅格建设中,按照美军在军事通信转型中的划分,主要按照地面、无线和天基三部分来组织实施。在实际建设中,仍是由国防部级的信息通信系统、各军种的通信网络体系等构成。
国防信息系统局(DISA)自2006年开始整合全球信息栅格,至今已完成2个阶段工作。第1阶段工作主要是将程序、服务和网络迁移到一个基于IP的共用基础设施中,实现以网络为中心。第2阶段工作始于2011年3月,扩展了整合的概念,即超出了以IP为基础的服务,包括应用程序、服务和数据、通信、信息安全保障、网络作战和企业管理,以及计算基础设施。2013年,DISA进入全球信息栅格整合的第3阶段,整合的重点是以云计算为基础,提供普通用户服务、平台服务、基础设施服务3层云服务以及相关任务保障服务和企业服务管理等功能。依照国防部的原定建设规划,到2020年,GIG将全面建设成将传感器栅格、作战平台栅格和指挥控制栅格有机融合在一起的高度一体化的信息网络,为美军在全球实施网络中心战提供强有力支撑[4,6-7]。
1.3 基于国防部信息网络构建的联合信息环境
经过多年整合与建设,全球信息栅格在实现集成和互操作方面取得了一定进展,网络性能也有了很大提升,但也构建形成了全球最复杂的异构分布式系统,存在诸多问题,并未达到美军最初设计的最佳状态。为此,2012年,美军提出了联合信息环境(JIE)建设计划,希望按照“标准化”和“体系化”的思路,建设一体化、安全、高效的企业联合信息环境[7-9]。2013年9月18日,美国发布《国防部联合信息环境实施战略》[7],期望利用单一联合企业IT平台,为联合作战力量和非国防部任务伙伴的全频谱作战提供安全、可靠和灵活的国防部范围的信息环境。战略内容包括:① 愿景和路线图;② 关键里程碑、度量和资源;③采办策略和管理计划;④ 关键技术和政策挑战;⑤ 能力差距和依赖;⑥ 人员挑战。
2014年前后,全球信息栅格更名为国防部信息网络(DODIN);2015年初,国防部信息网络联合部队司令部具备初始作战能力[10]。此后所发布的有关美军信息通信系统建设的战略或计划均将联合信息环境和国防部信息网络作为重点[11-12],二者关系密切,国防部信息网络是实现联合信息环境的基础设施,美军借助联合信息环境项目整合美军信息技术基础设施,以期打造互操作性网络,提高网络效能和安全性,实现联合信息环境。
在升级国防部信息网络通信带宽、提升通信和基础设施弹性的同时,最终,联合信息环境将提供标准框架,从而方便后续以灵活的方式引进新的能力,其最终状态将包括:1个全面运行的全球企业运行中心(GEOC),以及全面mesh联网的若干个地区企业运行中心(EOC),EOC提供无缝控制和故障恢复[7]。
整个框架分为3级:全球范围——全球企业运行中心负责全球范围内的联合信息环境全球运行;区域范围——企业运行中心则仅负责某个指定区域的工作;本地范围——最底层是基地,负责本地区的工作[7]。
联合信息环境将具有统一的安全体系结构,它将明确提出一个陆海空三军公用的安全体系结构,提供基础能力、运作与防御、管控三方面的安全功能;在基于IP的体系结构下,整个系统仅有18个国防部级的软交换和93个集体控制器(session controller),每年的运维费为10 000万美元,降到原来的五分之一[7]。
2013年7月31日,联合信息环境增量1达到初始运行能力,包括在德国斯图加特建立了首个地区企业运行中心(EOC),这是一个里程碑意义的事件。该企业运行中心负责管理美国欧洲司令部和非洲司令部责任区内联合信息环境企业系统的访问管理,是国防部信息网络作战以及防御性网络作战的单一进入点和主要执行者。每一个企业运行中心(EOC)合并了几十个指挥和控制节点。德国斯图加特的首个地区企业运行中心(EOC)有7个基地联网,并已经建立了一个核心数据中心。按照计划,太平洋和美国的企业运行中心(EOC)陆续展开。2016年9月,其全球中心设施推出的消息见诸网络[13]。另一个重大进展是部署联合区域安全栈。联合区域安全栈为安全架构的一部分,将有助于提升全军指挥-控制及态势感知能力。美军将在全球23处部署联合区域安全栈,其中11处位于美国大陆[7]。2014年9月14日,部署的第一处网站圣安东尼奥联合基地网站达到初始运行能力,下一个联合地区安全堆栈站点可能是布拉格堡或德堡,最终目标是到2016年底在美国大陆及海外基地部署所有的联合区域安全栈并更新软件,到2017年第一季度使其具备运行能力。联合信息环境项目2015财年预算为1 330万美元,2016财年增至8 400万美元。[14]
2.1 DISA职能及其作用
在美军信息通信系统发展过程中,DISA起着至关重要的作用,其前身是国防通信局。
美军很早就开始考虑统一信息系统建设,早在1960年5月,美军成立了国防通信局(DCA),这是美军历史上第一个统管全军通信的机构,负责对美陆、海、空三军各自为政的通信系统进行集成,从国防部层面对骨干国防通信系统进行统管,并努力消除各军种通信系统因为重复建设而产生的各种问题。1987年,国防部通信局与联合战术C3局合并;1989年,联合互操作测试中心成立;同年,国防部提出“整体信息管理”倡议,并指定国防部通信局负责实施;1990年,国防部将通信局的职能定位为指导整个国防部的C3I。1991年6月,国防部通信局进行重整,并更名为国防信息系统局(DISA),启动了国防信息基础设施建设,进而转向全球信息栅格建设。[3,6]
在50多年的发展历程中,随着技术的发展,DISA多次转型,地位与作用日益显著,成为美军信息化建设指导机构和重要的作战支持机构,负责设计并提供指挥控制能力和企业基础设施,运行全球网络中心企业并确保其能够直接支持联合作战人员、国家层领导,以及其他任务伙伴和盟国伙伴。
在通信与信息系统建设中,美军一直注重采用最新的技术和商用现货。1991年国防部通信局更名为国防信息系统局,标志着美军抓住了通信技术与信息技术融合的契机,美军在信息化建设方面走在了世界前列;2010年,伴随国防部的转型,移动技术、云计算、大数据、信息共享和安全技术进入DISA的视野,并成为其战略中重点关注的技术领域。
2014年,据美国C4ISR网站2014年7月1日报道,美国防部将成立国防信息系统局网络安全联合工作组[15],理清美国军队网络运行及网络防御工作,包括DISA的职责与权限。美国国防部计划采用集中管控的方式重组军用网络与信息技术作战的体系结构。此次调整,无疑将对DISA产生影响。2015年1月,隶属于国防信息系统局的国防部信息网络联合部队司令部开始运作,其职责是负责国防部信息网络的运行维护和防御作战[16]。
2.2 相关规划与计划
在国防部转型启动后,作为转型核心之一的DISA推动着美军信息化建设的发展,在其发布的信息化建设计划和规划中,既有短期的行动计划,又有中期的战略规划,同时还有针对GIG、联合信息环境的总体规划,这些规划与计划指导着美军通信系统的建设。
① 定期更新《国防信息系统局行动计划》指导顶层设计
2010年,DISA发布了《国防信息系统局行动计划》,该计划从顶层设计的角度对未来如何应对全球化信息服务的挑战和任务进行了规划。2011年,DISA发布了2011~2012版《行动计划》,但基本思路不变。之后,美军每两年对《行动计划》进行一次更新,以便美军信息建设能够适应技术的发展和需求的变化,达成美军信息优势。
② 定期修订《2013~2018战略规划》确保顺应技术发展
除了2年更新的《行动计划》,2012年9月,DISA发布了《2013~2018战略规划》,2014年,发布《2014~2019战略规划》[17]。这种定期更新、维护的行动计划和战略规划确保了美军信息基础设施建设能够顺应技术的发展,适应国防部战略和需求的变化与调整。以《2013~2018战略规划》和《2014~2019战略规划》关注的未来技术领域为例(如表1所示),就可看出其传承性和前瞻性。
表1 战略规划关注的未来技术领域
2013~2018战略规划2014~2019战略规划 高性能光网络技术,容断网络技术,云计算技术,大数据技术,企业管理技术,移动技术,企业IDAM(身份管理和访问控制)技术,跨域技术 敏捷、自适应指挥和控制(A2C2)技术,应用生命周期自动化技术,数据服务(大数据)技术,云计算技术,赛博指挥和控制技术,企业身份和访问管理技术,高性能联网技术,安全移动技术,物联网
而连续两版战略规划对于战略目标的一致性表明了其战略的连续性:① 发展联合信息环境;② 提供联合指挥和控制及领导支持;③ 运行和保障企业环境;④ 优化国防部投资。
DISA通过及时跟踪、了解和洞察先进的、颠覆性的信息技术,制定发展战略,有效地影响信息技术的研发和投资,满足国防部的独特需求。利用颠覆性的信息技术,美军成倍地降低成本、缩短时间、节约资源和提升作战效能。
2.3 未来技术发展
根据美国国防部技术路线图,在未来几年内,移动技术、云计算和安全技术将是其关注重点[18-21],这些技术将提供更好的态势感知能力并提高军事通信现代化水平。如何以一种低成本、高效益的方式,广泛、安全地推行这些技术,是当前和今后美国国防部面临的一项严峻挑战。在卫星通信方面,未来的地面终端将更小、更轻,空间系统将向分解式方向发展。更长远地看,量子通信、激光通信、认知无线电技术[22]、太赫兹通信[23-24]均具有军事用途。
随着多颗军事通信卫星的发射,美军在稳步发展军事卫星通信系统;陆、海、空各自加强网络建设,继续推进国防部信息网络整合工作;海上综合网络、动中通网络、战场机载通信节点、联合战术无线电系统及数据链系统等战术通信系统均取得了快速发展;对机载通信设备的升级,不断提高机载通信能力。与此同时,美军依然加大了对通信系统的预算,根据有限的资料归纳分析,未来美军通信系统发展的大方向主要体现在以下几方面。
① 持续发展骨干网络,实现大容量、超长距离信息传输
未来,美军通信骨干网的通信能力将持续提升。
地面光纤通信在容量和传输距离等方面将进一步提高,国防部信息网络干线光通信将实现单波长100 Gbps以上。
机载高速通信将陆续投入使用,并成功解决终端功率、体积等问题,美国高级研究计划局正在实施“光学和无线电频率组合链路试验计划”、“100G射频骨干网络技术研究”等计划,形成光/射频混合的宽带机载、车载通信系统,其空地链路最高可达100 Gbps,有望为美军提供高机动、远距离、超高速率的战场骨干网通信链路,为构建空中骨干网以及空地一体化宽带通信提供有力支撑。
卫星通信容量随着WGS、AEHF、MUOS、UFO的部署持续提升[25-26],WGS卫星是美军目前通信容量最大的宽带军事通信卫星,单颗WGS卫星的容量达到1.2~3.6 Gbps(瞬时容量达4.875 Gbps),具备话音、数据、图像等高速率多媒体信息传输的能力,MUOS系统将于2016年完成部署,将服役至2025年左右,其“动中通”速率可达到64 kbps甚至更高,而整个系统可同时接入16 322个新型终端和424个传统终端,总容量达到40 Mbps。自由空间激光通信技术在卫星通信中的应用虽然在前几年因为TSAT转型卫星系统的暂停而中止,近期,由于空间激光通信取得较大进展,DISA与美国激光通信公司签署了“合作研究与发展协议”,联合研发“卫星—地面全球混合全光学网络通信技术”。双方将致力于开发中轨道通信卫星基于激光的全光学通信解决方案。DISA将评估相关技术的可行性以及全光学系统的末来应用前景,以确定激光通信卫星系统如何能够为国防部提供信息服务。这表明,在当前各通信卫星星座全部就位后,未来,美军还可能通过激光通信技术进一步提高天基骨干网的通信能力[27]。
据美国国防系统网2015年4月7日报道,美国国防信息系统局发布价值43亿美元的“全球网络服务”项目合同招标书,计划建立一个单一的全球网络,覆盖全球有线和无线网络,运行速度将为当前的10倍以上,项目合同已于2016年4月授出。项目的目标是升级国防信息系统企业级网络信息传输能力,创建新型网络,涵盖可传输声音、视频、图像和数据且传输速度达100 Gbps的光纤宽带、无线局域网、卫星及移动电话终端等。“全球网络服务”项目将处理非机密互联网协议路由网络和机密互联协议路由网络上的信息传输。国防信息系统局希望到2020年“全球网络服务”初步建成[28]。
② 统一采用IPv6网络协议,提供丰富地址和灵活路由能力
随着IPv6、自动流量控制等技术逐渐得到广泛应用,美军网络将具有更丰富的地址资源和超强的自动寻址能力、更灵活的资源配置能力,可适应未来战争对网络提出的宽带多业务、灵活实时、传感器智能共享等更高要求。美国从2005年底开始要求所有军方系统均采用IPv6;2013年,美国军方推出“一切基于IP”的“统一能力”战略,旨在将现有的协作平台整合到单一的IP环境中,从而提升安全性、信息共享能力和成本效率,确保军队、作战指挥和国防各机构间的无缝连接安全和联合协作安全。按照计划,国防部预计2016财年将采纳企业范围的“统一能力”战略[29]。为了实现全天候运转,美国国防部需要采用高度有效的“统一能力”解决方案,国防部的信息系统将覆盖包括移动终端用户、固定设施、战场作战人员等所有用户,可以实现复杂条件下和移动中的通讯能力。“统一能力”将对信息流程的管理、指挥和控制,公共安全,以及情报监视和侦察提供有力的支持[30]。
③ 稳步推广云计算、移动通信等先进信息技术,提升信息服务的质量和效率
随着网络互连、数据融合与挖掘、高性能计算等技术的持续发展,美国将基本建成以网络为中心的信息环境,可向所有授权用户提供一整套独立于平台的通用信息服务功能,包括信息管理、处理、存储、安全等,信息服务系统将更加网络化、智能化。随着云计算、移动通信、移动智能终端等技术的不断成熟与推广,将显著提高军用信息资源的处理、访问效率,满足高度分散的前沿作战单元的动态信息需求。信息处理分发流程也将从当前的集中处理、按计划分发,转变为“按需自主获取和智能推送”模式,极大地提高信息的利用效率,大幅缩短将原始数据转化为可用情报信息的时间。美国防部正在大力推进“情报云”、“战术云”在美三军的应用,未来美军将充分利用云计算、移动智能终端、大数据技术开发战术工具,提升战术前沿信息利用的质量和效率,提高作战能力。
④ 主动加强网络安全的整体防护能力,保障信息高保密传输
信息网络安全防护将从目前依靠零散技术手段简单叠加模式,向功能更加集成、运用更加灵活的综合体系转变。美国将在国防信息基础设施中嵌入综合网络防护体系。如,2013年10月7日,美国国防部国防科学委员会(DSB)发布《维持2030年优势的赋能技术与创新》报告,在“应对全球机会均等时代的关键投资机遇”部分,重点探讨的内容之一是“对网络电磁(赛博)攻击具有内在自防御能力的网络”。美空军提出通过可分解、可变形、可重构的体系结构,以及自动地检测和消除安全漏洞,增强网络的生存能力。而美国国防部正在大力推进的“联合信息环境”建设,将采用统一的安全体系结构、标准化的基础设施、完善的身份和访问管理等手段,通过开发通用的网络安全体系结构,构建跨部门、跨机构的联合防护机制,提高国防部联合安全防御能力。统一的安全体系机构能够大幅降低网络复杂度、显著提高安全管理的效费比,转变移动设备、嵌入式系统等的安全劣势,大幅提升网络基础设施整体安全性。
⑤ 积极构建“联合信息环境”,实现整体信息服务[31-32]
美国防部正在积极推进“联合信息环境”(JIE)的构建。JIE的主要目标是在单一安全体系结构下提供共享的信息技术基础设施和通用企业服务集合。JIE将包含网络运营中心、数据中心、身份管理系统以及基于云的应用程序和服务。JIE允许在网络边缘使用任一设备进行操作,旨在加速网络指挥与控制节点扁平化,减少国防部网络管理开销。
JIE是美军目前进行的规模最大的联合信息技术工作。目前,五角大楼领导人正努力确保陆海空三军都在执行第一阶段的实施工作。其目标是实现基于云的互操作网络和服务,在需要的时间和地点提供安全的语音、数据和情报。
美军希望通过联合信息环境的构建,与信息技术发展同步,将全球作战人员紧密联系起来。同时,国防信息系统局还将通过联合的形式与各盟国进行合作,从而更好地开发联合信息环境。
深入分析美军通信网的发展脉络,可以发现以下规律值得关注。
① 整合和一体化是核心
从更深的层面分析美军通信网发展脉络,虽然历经多个发展阶段,但其核心始终是整合和互连互通。整合,就是将分散的网络整合为一个,互连互通是整合的具体措施之一。而在不同的时期,不同的技术阶段,整合和互连互通的层面有所不同。
② 伴随技术和用户需求发展的层次演进是实质
从开发系统互连(OSI)模型看,美军通信网在整合和互连互通进程中,是从低层次的互通发展到高层次的互通。早期,是传输层的互连互通,随着网络的发展,逐渐上升为网络层的互连互通(GIG阶段),发展到联合信息环境(JIE)阶段,是信息的共享和融合,云计算和大数据成为必不可少的工具。这种从低层次的互连互通到高层次的互连互通,是伴随着技术的发展和用户的需求发展而进行的;未来,再进一步的发展,仍将是以技术发展为基础,以用户需求为出发点。
③ 伴随技术发展的技术层次细分
在OSI模型的各个层内,随着技术的发展,层内的分层增加,更加细致;在每个层内,新出现的分层的层内整合演进也是从底层向高层发展,演进的目的是提高效率、资源利用率、设备使用效率,降低维护成本,反映在人员配备及其技能上,所需人员的专业更多,专业划分更细、更多。
④ 与通信系统和信息系统融合的趋势相一致
从国防通信系统(DCS)到国防信息基础设施(DII),再发展到全球信息栅格(GIG)、基于国防部信息网络构建的联合信息环境,这与伴随计算机和网络技术发展而导致的通信系统与信息系统融合发展的趋势一致,也是通信系统或信息系统内涵扩大的过程,狭义的通信系统逐渐成为广义信息系统不可分解的构成部分。
纵观美军通信系统的发展,可以总结出以下特点,这些均值得借鉴。
① 统一领导机构,重视顶层设计
美军在20世纪60年代成立国防通信局(DCA)的初衷就是要对通信系统实时统一的领导与管理,1989年提出的“整体信息管理”倡议更是要进一步避免重复建设和烟囱式系统。1991年国防部通信局更名为国防信息系统局,对三军的通信与信息系统进行集成,并伴随通信技术与信息技术融合的契机,转向全球信息栅格(GIG)建设;2010年,伴随国防部的转型,移动技术、云计算、大数据、信息共享和安全技术成为DISA重点关注的技术领域。
DISA通过定期发布行动计划与战略规划,统领美军的信息系统建设。2年更新的《国防信息系统局行动计划》、每年更新的5年期《战略规划》,以及2012年发布的《全球信息栅格会聚总体规划(GCMP)》都是美军进行通信和信息系统建设的指导性纲领文件。除此之外,2012年、2013年先后发布的《移动设备战略》、《国防部商用移动设备实施规划》、《移动设备管理方法》为部署商用移动设备提供了顶层框架;2015年发布的云计算“安全采办指南”(SRG)为正在开展的云计算部署提供了纲领性文件[33]。
无论是机构设置,还是定期发布顶层规划与纲领性文件,其目的都是为了避免多军种各自为政导致的重复建设等诸多问题,将美军通信与信息系统的建设统一到服务国家军事战略的目的上,提高投资效益,同时,早期发布指导性文件与标准,从根本上指导通信系统的互连互通与互操作,避免后期为实现互操作和互连互通而导致的成本增加。
② 采用开放式体系结构和成熟商用技术,促进军民融合式发展
美军正逐渐摆脱军队专用的发展模式,特别重视商用现货的引入和使用,并大量在军用系统中引入成熟的商用技术,无论是地基网络,还是卫星通信,基本都与商用技术同步发展,DISN地基网络基本遵循X.25协议网络——帧中继网络——ATM网络——MPLS、光纤、TCP/IP网络的发展路径;新一代的美军通信卫星WGS、MUOS、AEHF等都采用了新技术,特别是MUOS,可为作战人员提供多种通信,甚至兼容IPv4和IPv6协议的互联网通信,被称作通过太空部署的智能手机网络;美军还大量租用商业通信卫星的信道用于军事应用。当前美军正在开展的移动能力建设中,也大量采用商用移动设备。云计算和大数据技术在美军中的部署也大量依赖商业公司进行,为此,美军还发布了云计算“安全采办指南”(SRG)。
美军这种采用开放式体系结构和商用现货、成熟商用技术的方式,在当前国防预算持续低迷的环境下很好地适应了财政环境和作战需求,不仅降低了成本,提高了美军使用、应用新技术的步伐,加快了美军技术升级的频率,还为美军租用、使用民用设备提供了可能性,商用现货及技术在性能、灵活性和成本方面的优势逐渐在近期的实战中得以体现。诸多军品承包商大量使用商用现货及技术,军民融合推动着信息技术的发展,使美军的信息化作战能力得到跃升。
③ 需求牵引、技术推动,螺旋式稳步发展
美军的全球一体化作战强调面向任务的作战指挥,系统建设从辐射状、层级式、程式化向边缘化、非层级、一体化发展,实现最基层单位的自主结合。加之美军认为自己面临反介入/区域拒止作战环境,提出了联合作战构想,要跨域协调,以能力集成取代能力叠加,将美军的联合作战从联合协调升级为跨域协调。这些都要求通信系统的发展要立足于满足作战部队在战场上的基本数据和信息需求,在部署和行动过程中时刻保持可靠的连通性,在恶劣通信环境下有效开展指挥控制,为分布在全球各处的作战人员提供协调能力,拓展作战人员的行动范围。
为满足上述要求,美军必须利用先进的通信技术增强作战人员的通信能力,通信技术的迅猛发展以及美国所具有的技术优势,也保障了美军的通信系统建设一直居于全球领先地位。
④ 通过技术研发和通信系统共享,加强与战略伙伴的合作关系
美军战略特别强调要发挥同盟国和伙伴国的作用,不仅要实现各军种协调,还要充分使用美国政府机构、军事合作伙伴以及作战国家或地区组织的军事力量。通过联合进行先进通信技术的研发,以及通信系统的共享,美国有效地加强了战略伙伴国家与美国的军事联系。
美国国防部在2014年发布了“国防科技研发战略”,提出利用盟国的投资来填补美国在能力上的不足,在分摊成本的同时,填补美国的技术空白,并确保最终产品有效的互操作性。该战略主要关注与澳大利亚、加拿大、新西兰和英国开展合作。在通信系统建设方面,美空军也正在寻找未来国际太空合作伙伴,协助分担卫星成本。
澳大利亚为WGS-6投资约7亿美元。作为交换,澳大利亚军方将可以访问整个10颗卫星的WGS星座,访问程度与其投资水平相当[34-35]。
国际合作模式适用于美国空军最安全的通信卫星。加拿大、荷兰、英国已经为空军的“先进极高频”(AEHF)卫星提供了2.7亿多美元。该系统还可以用于核指挥与控制。据防务系统2013年6月20日报道,加拿大成为首个使用该卫星进行通信的国际合作伙伴。据洛克希德·马丁公司报道,由美国、加拿大人员组成的团队在加拿大渥太华附近成功使用SMART-T通信终端与AEHF-1进行了联接,用户能够与位于科罗拉多州施里弗空军基地的美国空军第四空间作战大队进行数据交换。此后,美国还支持加拿大军队测试了多种海军多波段IP终端与AEHF网络的数据交换。在形成初始作战能力前,加拿大还将继续进行数月的测试工作。荷兰与英国作为AEHF国际合作伙伴,按计划将在年底完成首次终端联接[36]。
美军认为,推行联盟可获多种好处,包括改善项目稳定性、节约成本和提高互操作性,还可限制不友好国家实施反卫星攻击。
⑤ 慎重对待先进技术的应用与研发
美军非常重视先进技术的军事应用与研发,一般很早就介入对新技术的跟踪。但是,美军对待新技术的态度非常谨慎,长期跟踪与调研必不可少。
以云计算为例,美国国防部从20世纪90年代中期开始研究应用云计算的可能性,经过12年的调研工作,最终在2008年确认云计算在军事信息系统有广阔的应用前景,并确定由DISA主持云计算研发任务。2012年7月,美国防部对外发布云计算战略,目标是实施云计算,将其作为服务手段,在任何地点、任何时间、在任何授权的设备上支持国防部的任务[21]。
⑥ 基于已有网络基础设施构建虚拟专用网,降低成本提高时效
为了保障美军的联合试验与鉴定,美军基于国防研究与工程网(Defense Research and Engineering Network,DREN)和保密国防研究工程网(SDREN)构建了“联合任务环境试验能力”(JMETC),为联合试验构建基础设施。
JMETC是在保密国防研究工程网上建立虚拟专用网,网络站点可根据用户需求和未来的潜在应用而扩展,网络提供持久的信息传输能力,可实现在地域上分散的研制实验室、国防部工业实验室、试验设施、仿真中心和靶场及任何与联合任务基础设施相连接的场所间的广泛互联。在技术上,该网络并非真正的虚拟专用网,但它却非常类似虚拟专用网,以现成的保密国防研究工程网为基础构建。
这种方式降低了成本,节约了构建时间,提高了构建网络连通行动时效性,利用JMETC,能够在采办的程序中更早地进行更多强健的试验,并为现代化的集成过程提供通用、经认证的工具。
[1] 胡金泉,林庆莲.外军战区通信系统的发展现状和展望[J].军事通信技术,1997(3):38-42.
[2] 李华清.从局部战争看军事通信装备的发展[J].通信技术与发展,1997(1):13-17.
[3] 张海翔.美国防部信息系统网现状及发展[J].外军信息战,2013(4):26-30.
[4] 拜丽萍.美军全球信息栅格及其子网近期发展概析[J] .国防科技,2013(4):69-73.
[5] 陈 萱,王家胜.解读美国的“传感器到射手”作战模式[J].中国航天,2003(11):34-36.
[6] 匡兴华,吴 彤,张昌芳.信息栅格技术及其发展[J].国防科技,2014,35(1):20-23.
[7] The Department of Defense Strategy for Implementing the Joint Information Environment[R/OL].http:∥dodcio.defense.gov/Portals/0/Documents/JIE/2013-09-13_DoD_Strategy_for_Implmenting_JIE_(NDAA_931)_Final_Document.pdf.
[8] 戴剑伟,张育军,王 强.美军信息体体系架构研究[J].指挥控制与仿真,2014(6):1-9.
[9] 李树喜.2013年美军信息技术和网络安全建设透视[J].轻兵器,2013(5):14-16.
[10]美国防部成立联合任务部队-国防部信息网络[EB/OL].http:∥express.cetin.net.cn:8080/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction?baseid=108&docno=157541.
[11]吴 海.美国防部发布新版信息技术未来发展报告[R/OL].(2016-09-05).http:∥www.the6cn.com/CDSTIC/2650104694_3_5213b37842005e99f96c1a7234b3ae52.html,2016-09-05.
[12]李 爽.美国国防信息系统局发布2015~2020年战略计划[R/OL].( 2015-06-17).http:∥www.dsti.net/Information/News/94798.
[13]DISA全球推出新的网络设施[EB/OL].(2016-09-09).http:∥www.dsti.net/Information/News/101205.
[14]美国防部2016财年预算透露网络信息领域投资细节[EB/OL].http:∥express.cetin.net.cn:8080/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction?baseid=108&docno=158255.
[15]中国国防科技信息中心.美国防部将成立国防信息系统局网络安全联合工作组[EB/OL].http:∥express.cetin.net.cn/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction?baseid=108&docno=150140.
[16]李 爽,吴阳阳.美国国防信息系统局新的赛博司令部开始拓展业务[EB/OL].(2015-09-10).http:∥www.dsti.net/Information/News/96055.
[17]蒋慧娟,张健美,赵杭生.美国国防信息系统局战略规划解读[J].外军信息战,2013(5):16-21.
[18]陈祖香.美军重点发展三大信息技术[J].电讯技术动态,2012(6):35-36.
[19]顾晓鹏,王志国.在“移动”和“计算”中寻求安全——美军展望2014年军事信息科技发展趋势[J].环球军事,2014(3):66-67.
[20]张 洋.美国国防部国防科学委员会研究提出美军在2030年保持优势所需的技术与创新[EB/OL].(2013-11-07).http:∥www.dsti.net/Information/News/85369.
[21]闫春旭.云计算在美军信息系统中的应用及启示[J].舰船论证参考,2014(2):1-4.
[22]征惠玲.无线电技术演进:从软件无线电到认知无线电[J].电讯技术动态,2014(3):12-14.
[23]李 欣,徐 辉,禹旭敏,等.太赫兹通信技术研究进展及空间应用展望[J].空间电子技术,2013(4):56-60.
[24]顾 立,谭智勇,曹俊诚.太赫兹通信技术研究进展[J].物理,2013,42(10):695-707.
[25]马亚红,任登高.国外军事通信卫星发展现状及趋势[J].国防科技,2011,32(2):75-79.
[26]杨茂强,郭道省,刘爱军,等.卫星通信新技术专题讲座(四)第7讲:卫星通信与全球信息栅格的一体化发展研究[J].军事通信技术,2013(2):93-98.
[27]李 云.鲍尔宇航技术公司被选为全球首个商业激光通信卫星系统的主承包商[EB/OL].(2014-09-24).http:∥www.dsti.net/Information/News/90651.
[28]美国防部为“全球网络服务”项目招标[EB/OL].(2015-04-07).http:∥express.cetin.net.cn:8080/cetin2/servlet/cetin/action/HtmlDocumentAction?baseid=108&docno=160143.
[29]陈小溪.美国防部推出“基于IP”的“统一能力”战略以应对网电威胁[EB/OL].(2013-11-20).http:∥www.dsti.net/Information/News/85612.
[30]李 冀.美国陆军推动信息系统“统一能力”进程[EB/OL].(2013-05-30).http:∥www.dsti.net/Information/News/82320.
[31]裴毅东.美国防信息系统局分享联合信息环境愿景[EB/OL].(2013-08-14).http:∥www.dsti.net/Information/News/83731.
[32]李 方.联合信息环境是下一代保密云的关键[EB/OL].(2013-10-14).http:∥www.dsti.net/Information/News/84902.
[33]顾晓鹏,王志国.在“移动”和“计算”中寻求安全——美军展望2014年军事信息科技发展趋势[J].环球军事,2014(3):66-67.
[34]贾 平,陈 菲.美国国防部研发新战略——与国际重要伙伴结盟[EB/OL].(2014-07-22).http:∥www.dsti.net/Information/News/89503.
[35]许红英.澳大利亚投资WGS-6被视为未来美军发展星座的范式[EB/OL].(2013-07-31).http:∥www.dsti.net/Information/News/83436.
[36]李 方.国际合作伙伴首次接入美国空军先进极高频卫星通信系统[EB/OL].(2013-07-08).http:∥www.dsti.net/Information/News/82998.
Research on Development of US Army Information and Communication System
GUO Li-hong,ZHANG Qian,MEI Qiang,ZHANG Bing-shan
(Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology,Beijing 100094,China)
The development phases(seedtime) of US Army information and communication system maybe compartmentalized as:Defense Communications System(DCS),Globe Information Grid(GIG),Joint Information Environment(JIE)constructed on the infrastructure of DoD Information Network(DODIN).These phases are the embodiments of amalgamation development trends of communication system and information system,as a result of the computer and network technology development.From DCS to GIG,then to DODIN and JIE,during the development course,communication system has become an indiscerptible composing part of information system gradually.The evolution course of US Army information and communication system is reviewed,the future development direction is viewed,and the development venation and development characteristics are analyzed,for reference to interested investigators.
defense communications system;defense information system network;globe information grid;Joint information environment;DoD information network;defense information systems agency
郭丽红,张 谦,梅 强,等.美军信息通信系统发展研究[J].无线电通信技术,2017,43(3):13-20.
[GUO Lihong,ZHANG Qian,MEI Qiang,et al.Research on Development of US Army Information and Communication System [J].Radio Communications Technology,2017,43(3):13-20.]
2017-02-23
郭丽红(1970—),女,工程师,主要研究方向:信息通信领域科技信息。梅 强(1973— ),男,高级工程师,主要研究方向:信息通信领域。
TN914
A
1003-3114(2017)03-13-8