5G改变未来战争

2020-11-28 20:52季自力王文华
国防科技工业 2020年9期
关键词:战场军事

季自力 王文华 /文

随着人工智能的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用,战争形态正向智能化方向发展。5G 移动通信网络的商用普及进一步推动人工智能的发展,智能化作战将迈向更高的水平。在5G 移动通信网络的支持下,人工智能在作战指挥、情报数据共享、战场态势分析等方面会发挥重要作用,加快推进现代战争向智能化、无人化和自主化方面发展。

5G 的优势

5G 移动通信网络不仅可以用于语音通话、收发视频等,还将支持物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的发展。人工智能本质上是一种自下而上的数据驱动,依靠不断获得海量数据产出最大价值。在战场数据规模持续上升的同时,数据传输与存储压力越来越大,而5G 移动通信网络的超高速率、超大容量和超低延时等特性可有效缓解这种矛盾。

——5G 具有超高速率。5G 移动通信网络使用较高的通信频段,传输速率大幅提升,测试中达到10Gbps 峰值,比现行的移动通信网络提高了30 倍,用户平均体验数据率提高了10 倍,频谱效率提高3 倍,接口延时减少了90%,能效和流量密度提高100 倍。超高速率保证云端和终端高效连接,形成相辅相成的协同发展路径。

——5G 具有超大容量。5G 移动通信网络为庞大的战场数据量和信息量的传递提供可能性,其基站可以同时为更多终端提供服务,拥有每平方公里连接100 万台设备的带宽。未来具有超级链接能力的移动通信网络可承载10 亿个场所、50 亿人、500 亿物的连接。

——5G 具有超低延时。5G 移动通信网络为更多延时要求极高的应用发展提供可能。智能制造云化机器人可以达到1 毫秒的端到端通信延时,支持99.99%的连接可靠性,基于边缘计算能够快速响应。

5G 移动通信网络的超高速率、超大容量和超低延时等特性,对提高战场数据信息的传输速度和容量、满足超低延时要求提供了有力的技术支撑,将对未来战争形态和作战样式产生颠覆性影响。

5G 的军事应用前景

5G 移动通信网络与物联网、云计算、人工智能、虚拟现实、生物特征识别等5G 信息技术有机结合,将在未来的军事领域发挥巨大作用,推动信息化战争向智能化战争转变。

——提升战场数据信息共享速度。现代战争是基于信息系统的体系作战,战场数据和信息量呈现爆炸式增长。基于5G 移动通信网络的信息系统,能够高效采集、传输和处理海量的战场数据,为指挥员提供实时数据分析结果,建立对战场态势的高度动态感知;依托智能指挥控制平台,对战场重要目标进行实时侦察、识别、监视、跟踪和预警,快速更新指挥控制系统中的战场态势信息。战时,联合作战指挥机构和指挥员可以利用历史信息进行决策,并将历史信息与实时数据结合,以获得更加全面准确的视角。

——推动战场指挥控制智能化。5G 移动通信网络高速率、低延时的特性,可以帮助操作员实现对战场智能化系统的精确操控。例如,在战地医疗中运用5G 移动通信网络,可以实现医生与机器人手术平台远程连接,为伤病员提供远程手术的技术支持;后勤装备保障部门可以灵活控制无人车、无人机、无人艇,提升战场物资和装备配送的效率;智能武器装备系统可以在毫秒级别的控制周期内完成传感器测量、数据传输和智能解算等任务。随着军事领域海量设备和数据信息的增长,5G 移动通信网络不仅承载人与人之间的通信,而且还承载人与物之间以及物与物之间的通信,既可支撑大量终端,又能支撑个性化、定制化应用。

——提高战场信息系统构建效率。未来战场将进入“秒杀”时代,高速度、大机动和远射程装备发展趋势,使得战争节奏显著加快,要求提升战场信息系统的快速机动、快速展开、快速通联等能力。借助基于5G 移动通信网络的智能指挥控制系统,联合作战指挥机构和指挥员可以协调、优化军事通信网络上各类设备使用频谱的方式,进行高效系统构建。5G 移动通信网络具备覆盖面广、适应性好、兼容性强等显著特点,能够提供高速可变速率传输,满足不同作战方向、作战区域、作战部队的联网需要,战时无须频繁调动军用通信卫星、预警机、电子战装备等资源,即可实现战场信息终端的互联互通。由于通信网络系统互通、信息共享,解决了不同平台的互联互通问题,各军兵种指挥官可通过显示屏看到真实的战场环境和战场态势,使得各军兵种更加有效地协同作战。运用5G 移动通信网络的自组网技术,可以解决战时通信网络部署阶段的自规划和自配置,通信网络维护阶段的自优化和自愈合。

——提升军事通信网络安全性。SDN(软件定义网络)/NFV(网络功能虚拟化)作为一种新型的网络架构与构建技术,倡导的控制与数据分离、软件化、虚拟化思想,为突破现有的军事通信网络安全问题提供了有效的解决方案。SDN 架构的核心特点是开放性、灵活性和可编程性,主要分为三层:基础设施位于最底层,包括大量基础网络设备,能够根据控制层下发的规则处理和转发数据;中间层为控制层,主要对数据转发面的资源进行编排,控制网络拓扑,收集战场全局状态信息;最上层为应用层,包括大量的应用服务,对军事通信网络资源进行调用。SDN 将通信网络设备的控制平面从设备中分离出来,放到具有网络控制功能的控制器上进行集中管控,简化网络设施以及管理员对全网的管理,大大提高了通信网络部署的效率。未来的军事通信网络也需要将控制与转发分离,优化通信网络管理,以SDN 驱动整个军事通信网络生态系统。基于自组网宽带电台构造的移动自组网络,能够自动探测网络拓朴结构,自动执行有效的控制,自动选择路由、适应动态网络拓扑,增强军事通信网络的抗干扰性、顽存性和抗毁性。

加快推进5G 在军事领域的应用

加快推进5G 移动通信网络在军事领域的运用,必须搞好顶层设计、总体筹划,结合战场通信网络需求,分阶段开展建设。

搞好5G在军事领域应用的顶层设计和研究论证。推进5G 移动通信网络在军事领域的应用,是一项复杂的系统工程,也是一个长期、渐进的过程,需要在技术手段运用、网络系统建设、保障机制创新上不断探索和研究论证,既要集中统管、顶层设计,统一架构优化设计、统一标准规范接口,又要分阶段科学实施、分层级丰富应用,按照标准化设计、模块化构建、积木式组合的总体思路,采取路线图、工程化的方法,建立以路线图为核心的规划机制,从设计思路、需求分析、发展路径和配套措施等不同方面,进行程式化的分析和规划。针对当前军事通信网络建设的迫切需求和薄弱环节,聚焦关键技术前瞻布局,在科技创新规划计划中部署关键技术研发项目,重点是加强与5G 移动通信网络重大项目的衔接,协同推进5G 移动通信网络在战场中的应用研究以及关键核心技术突破和产品系统研发应用,加快推进软件定义的无线电技术(SDR)、同时同频全双工技术(CCFD)、正交频分复用技术(OFDM)、虚拟化的切片技术以及军用人工智能芯片等关键技术的研究,大幅提升自主创新能力,力争在某些重点领域取得重大突破,关键技术设备实现国产化。

建立统一规范的军事通信网络标准体系和系统模块。建立统一规范的标准体系和系统模块,确保5G移动通信网络在军事领域应用的统一性、规范性和连续性。一是数据管理标准化。建立战场移动通信网络公共数据模型,统一编码、统一接口、统一协议、统一交互界面,规范各类数据信息应用,增强战场数据信息的一致性、完整性、准确性和可靠性,实现战场数据信息透明共享、便捷交互。二是模块建设规范化。采用模块化构建和积木式组合的方法,实行统一的技术标准,规范设计、开发、建设和维修保障的全过程,确保架构一致、功能开放、接口统一,实现战场移动通信网络基于模型框架的无缝集成。三是系统应用集约化。在规划论证阶段,通过制定规定和技术标准,明确战场移动通信网络系统单元的功能作用,确保紧贴一体化联合作战对通信网络的需求;在组织实施阶段,通过颁布相应技术操作流程和规范,调用移动通信网络不同平台、不同单元,确保军事通信网络系统使用操作规范。

加快军事通信网络应用人才培养和保障力量建设。把高端人才队伍建设作为重中之重,坚持培养和引进相结合,搞好人才储备,加强人才梯队建设,加快形成军事通信网络人才高地。大力培养具有发展潜力的领军人才,重点培养一批熟练掌握5G 移动通信网络、软件开发、系统整合、综合运用的新型科研和技术保障人才。通过重大研发任务、平台建设和实践演练,汇集各类高端人才,在若干重点领域形成一批高水平的创新团队。开辟专门渠道,实行特殊优惠政策,采取项目合作、技术方案咨询、聘请专家顾问等方式柔性引进高端人才,实现高端专业人才精准引进。成立综合管理部门,负责5G 在军事领域应用的总体规划、统筹指导和组织协调;加强保障力量建设,立足现有力量抽组,根据任务需求,抽调一批技术维护、通信保障、网络管理、数据处理等信息化专业人才,编成军事通信网络保障力量,做好军事通信网络保障手段和各项业务的力量配系和要素设置。

加强军事通信网络的安全防护。推进5G 在军事领域的应用,必须加强对信源、信道和信宿的安全防护,加紧构建军事通信网络安全体系。依据信源所含信息量在战场活动中的重要性差异,对其实施防护等级区分,按级设防,分级管控,建设和完善信息与服务保护、系统与通信网络防御、安全态势感知与运维智能分析为一体的军事通信网络安全保障系统,实现战场信源防护效益最大化。加大军事通信网络硬件设施建设力度,提升移动通信网络的信道冗余度及自愈能力;加强战场网系运行管理、传输信道加密和安全制度机制等方面的研究创新,重点推进量子加密技术、可信计算技术、统一身份识别认证技术、动态授权管理技术和网络防护技术等关键技术研发及其在军事通信网络安全领域的应用,实现战场信道多级备份、自主保护。加强信息监察、系统防护、应急响应、审计认证、数据保护等军事通信网络安全防护手段建设,加速安全操作系统、安全隔离网关等关键系统和设备研制,提高信道与终端加密强度,提升军事通信网络末端安全防护能力。

推进军事通信网络深度融合发展。从顶层设计上把国家经济社会和科技发展与军事通信网络建设有机衔接统一起来,从思想观念、规划计划、政策法规、目标任务、体制机制等各个层面,不断深化融合内容,拓展融合领域,提升融合效益。在国家移动通信网络建设中,应充分考虑战场建设需求,合理搭载军事功能或预留军事“接口”,实现军民共建共用共管,战时快速转换,提高战场保障力;依托国家通信网络基础设施,搞好顶层设计、统筹规划,加快军地兼容、军地联通、军地共享、综合集成的战场移动通信网络建设,统一模型、统一规范、统一接口,制定军地统一的技术标准;以军民共享共用为导向,部署5G关键共性技术研发,建立科研院所、高校、民营高科技企业和军工企业的常态化沟通协调机制,促进5G 技术军民双向转化。鼓励优势民营企业参与军事通信网络建设的重大科技创新项目,推动5G 快速嵌入战场创新领域,确保军事通信网络高效、安全运行。

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