美军下一代高级战术互联网体系结构发展研究

何 明，姜志平，赵 勇

（1 .解放军理工大学指挥自动化学院，江苏 南京 210007；2. 解放军96101部队，辽宁 沈阳 110032）

美军的陆战网（Land War Net）是美国陆军向联合、网络中心化以及基于知识作战转型的重要网络。美军下一代高级战术互联网又被称为战术级指战员信息网（WIN-T）是陆战网的一个重要使能器。WIN-T是美国陆军史上第二次大规模重建的战术通信计划，是实现陆军2010年及以后作战概念的关键。通过卫星动中通能力、强健的网络管理以及高带宽无线电系统，该网络为战区作战指挥官提供作战截图，以确保移动部队在所有时间保持连通、通信和同步。WIN-T的部件为模块化设计，其规模根据用户需要可变，并能够随战争的发展而变化；WIN-T将成为一种带宽和频谱有效的、符合联合技术体系结构（JTA）、基于商用技术的网络；WIN-T包含了通信基础设施和从机动营到战场后方范围的所有网络配置，它调节了目前连接方面的不足，并重新构造战术通信结构，将达到全频段控制。对美陆军而言，WIN-T是粘合剂，不仅将所有系统联合起来，还无缝连接至战略/维持基础、联合和商业系统等。

当前网络脆弱性的根源在于战术互联网初始设计原则的优先顺序以及战术互联网体系结构。主要不足体现在:传统战术通信系统主要支持话音和小型数据文件，连通性和通信速率不够，难以取得信息优势。今天的指挥员逐级依赖于较宽频谱的信息业务，如视频、图形数据、远程交互式战场操作系统及分布式数据库等等。另外，部队的大范围快速机动对动中通的能力提出了严峻挑战。同时，各种新型武器数字化系统等也产生了新的信息交换需求。这些需求都要求大幅提高通信容量，改变当前通信系统在信息效率、移动性、安全及透明性等方面的不足。面对这样一个着眼于未来的新的战术通信系统，必须通过对WIN-T系统的仔细分析，找出其脆弱性[1]，才能满足当前需要。因此，非常需要对WIN-T网络展开深入研究。

1 WIN-T产生背景

1.1 美军现有装备的缺陷[2]

吸取了科索沃战争、伊拉克战争的经验教训后，美军在作战概念上发生了深刻改变。同时，美军投入使用的移动用户设备（MSE）并不是真正意义上的移动通信网络，三军通用战术（TRI-TAC）设备亦无法满足数字化战场上战士的需要。战士越来越依靠频谱宽得多的信息装备:视频、图形数据、成像、协作计划编制工具、远程交互战场操作系统和分布式数据库，这已远远超过陆军现有战术通信网络的范畴。

1.2 新型通信网络概念

为达到全谱优势，《2010年联合设想》为当今军队建立了方法学。全新技术的应用已经产生出新的作战概念:优势机动、精确交战、全维保护、集中后勤。这些概念框架的基础是改进后的 C2和信息系统所保证的信息优先权。美军希望其未来的通信网络实现真正的移动通信，如巡逻分队可以实时收看来自其他单元操作的无人机发回的图像，Humvees或其他车辆中的士兵可连续实时接收友方部队和敌方部队位置的更新信息，远离战场的指挥官能够通过盘旋于作战现场上空的直升机传送的视频信号进行实时监视，为此，WIN-T应运而生了。对陆军而言，WIN-T是粘合剂，不仅将所有系统联合起来，还无缝连接至战略/维持基础、联合和商业系统[3]。

图1 WIN-T的产生

WIN-T是陆军从战区到营级所采用的一个战术通信网络，将最终取代 MSE和 TRI-TAC。作为美陆军全球信息栅格（GIG）的战术组成部分，WIN-T将促进装备部队很好地利用 GIG服务以及能力（包括数据库、收集人员、以及国建机构），增加信息赋能行动的次数。

2 WIN-T概念及特点

WIN-T是 GIG的陆军部分，GIG的通信栅格要依靠 WIN-T和 JTRS的支持。WIN-T能提供一个无缝、综合、从散兵坑到支援基地的通信和信息业务网络。WIN-T的作战范围是整个战区，节点可部署到营一级。WIN-T支持高速可靠的数据/信息交换。通过与先进的陆地、机载和空基作战指挥系统相互合并，WIN-T将使军队优先看到、优先判决、优先行动，从而集中作战能力，而不仅仅是集结部队。

WIN-T是一个以节点为中心的栅格状通信网，网内任意两用户间存在着多条无线通路，既具有直达通路，又有迂回通路，具有较高的可靠性。对WIN-T网络所具有较强的抗毁能力和自适应能力；机动性好；具有很强的保密性和抗截获能力。

同时，任何事物都有其两面性，我们通过分析同样可以发现WIN-T的脆弱性所在[3]。例如:由于WIN-T采用最新商业现货以及无缝服务，这为未授权访问、窃取与控制以及拒绝服务等软件功能提供了机会，为无线电干扰提供了许多的先验知识；从WIN-T功能上看，它具有信息收集、处理、存储、传输和管理功能，这就为实施各种欺骗提供了条件；WIN-T中的节点分布十分广泛，实施攻击有大量的可选择的目标，而且由于 WIN-T系统的整体性，对其中一个节点进行攻击，受到破坏的不只是这个节点或者是这个节点所在的系统，可能是整个网络。如果在节点处注入功能强大、传播迅速的计算机病毒，由于WIN-T工作的高效性，蔓延速度会很快，效率会很高。

3 WIN-T研究现状和发展动态

WIN-T是美陆军正在实施的战术级作战人员信息网，该项目1996年提出，1999年形成作战需求文件（ORD）草案，然后按螺旋式开发的方式，实施增量开发。经过2007年重组后，WIN-T现在分为四个增量:“增量 1”（包括“增量 1a”和“增量 1b”）、“增量2”、“增量 3”以及“增量 4”[4]。见表 1。

表1 WIN-T通信增量

3.1 “增量 1”

“增量1”由联合网络节点（JNN）计划演变而来，分为“增量 1a”和“增量 1b”。“增量 1a”是针对之前的联合网络节点计划的竞争性合同，包括军用 Ka频段的性能。“增量1a”目前正在部署阶段，还将对联合网络节点计划在并入 WIN-T之前螺旋式开发的设备进行调整。“增量1b”必须是能够与“增量2”兼容的“一次跳跃”。目前，“增量1a”与“增量2”之间的过渡需要在两种信息保证体系结构之间进行多次跳跃、解码和数据传输。“增量1b”旨在减少路由和编译需求，同时，采用的无色核心密码技术是一种高保证的、美国国家安全局认证的IP加密技术，“增量1b”的系统也就因此被纳入了“增量2”的安全体系结构。

3.2 “增量 2”

“增量 2”继续大量依赖商用组网产品，主要包括三种关键技术:波形、天线和网络自动化工具。波形针对高性能宽带组网进行了优化，能够支持移动 ad hoc网络。美陆军还通过通用动力公司等合同商，开发了多种专用天线，其中既有卫星天线也有视距天线。“增量 2”开发对移动通信（从指挥所到移动车辆）的自动化管理能力。这种自动化能力将安装在陆军各种车载平台上，可对移动组网进行自动化管理。

3.3 “增量 3”

“增量3”将包括两种无人机:机器人直升机和一种较常规的记载平台，即Sky Warrior（“天空勇士”）扩程多功能无人机。这两种飞机的一个共同任务是充当记载节点。记载节点既具有卫星通信的诸多优势，又没有发射轨道平台所造成的延迟。不过，无人机的作战重点以前主要侧重于充当监视和攻击平台。目前，美陆军正在制定有关条令，将其作为通信节点使用。

4 WIN-T网络分析

WIN-T是一个以节点为中心的栅格状通信网，网内任意两用户间存在着多条无线通路，既具有直达通路，又有迂回通路，具有较高的可靠性。WIN-T的主要特点是:模块化设计、依据用户要求可伸缩、能适应战争最新发展、将最有效地利用带宽和频谱、符合联合技术体系结构（JTA）、网络技术以商用标准为基础，易于升级、操作、维护和培训。WIN-T将大量采用符合JTA的商用现成技术，采用开放体系结构，方便将来吸收先进技术，并灵活地插入可用的技术改进型部件。

图2 目标WIN-T系统结构图[5]

WIN-T基于商用技术，采用大容量无线电传输技术和数百兆赫宽带通信链路把大容量的多媒体信息传送给战场上高速移动的战斗部队和各级指战员。它将地面、空间和卫星通信能力全部综合到一个网络基础结构中，将为陆军部队（从机动排到战场后方包括后勤部门、指挥和控制部门以及作战支持部门）提供一个集成的、灵活、安全、生存能力强、无缝连接的多媒体信息网络。

WIN-T是动中通、高速、高性能骨干通信网络，通信网采用分层（地面、空中和空间）的体系结构，为移动通信提供了关键的能力，使得不间断的网络连接成为可能:最高层为卫星通信系统，第二层为空中通信节点，最下面一层为地面通信系统。地面层将装备士兵、传感器、平台、指挥所和授权节点，使之成为综合的传输系统，具有开关、路由能力；空中层将作为一个授权节点，为空中平台接力提供定点传输、开关和路由能力；空间层将作为一个授权节点，通过权衡由卫星提供的传输、开关和路由能力实现接力。

5 结束语

WIN-T是美国陆军的动中通、高速、高性能骨干通信网络，能够将地面作战人员与指挥官和全球信息栅格连接在一起。面对这样一个着眼于未来的战术通信系统，我们不能用机械的方法来分析各个系统的组织应用关系，而应该根据各系统的功能特点来分析其应用场合。立足于我军信息化建设的现状，参考和借鉴美军的WIN-T网络的构建和部署，建立新型的下一代战术互联网体系结构，全面提升我军网络作战能力。

[1]张南. 战术级指战员信息网（WIN-T）干扰策略研究[D].西安:西安电子科技大学, 2006.

[2]李斌, 李淳. WIN-T美军的新型军用移动通信网络[J].无线电工程, 2005, 35(9):25-2.

[3]朱志成. WIN-T侦查干扰策略研究[D]. 西安:西安电子科技大学, 2007.

[4]JC4ISR无线电设备完成 WIN-T作战环境验证http://mil.qianlong.com/4919/2006/06/01/2420@3207245.htm 2006.

[5]COL Angel Colon, Warfighter Information Network-Tactical[J]. Project Manager, Warfighter Information Network Tactical, 2009.