网络化、企业化、赛博化正成为美陆军新的发展趋势
2011-01-16张晓玉
张晓玉
(中国电子科技集团公司第三十研究所,四川 成都 610041)
信息化是美陆军保持战场优势的重要基础,美陆军现代化的目标之一是发展和部署通用的、经济可承受的最好装备,使士兵和部队在当前和未来的全谱作战中取胜。近年来,美陆军开始向能完成多种任务、具备远征作战能力、灵活机动、战斗力强、能协同作战的地面部队转型。
基于这种转型需求及新形势需要,2010年美陆军在重要纲领性文件发布、通信网络与通信系统建设、技术研发、军事演习等方面呈现出一些新的特点和动向,凸显了美陆军未来网络化、企业化、赛博化的发展趋势。下面就这些发展趋势分别进行阐述。
1 美陆军的网络化发展
2009年美陆军“未来作战系统”(FCS)项目被取消,打乱了美陆军原有的现代化战略步伐。为此,必须重新构建其现代化战略并调整现代化发展方向。2010年4月28日,美陆军发布了《2010陆军现代化战略》,该战略明确指出,通用性、可升级、网络化和在轮换期的能力部署是陆军现代化战略的四个主要目标[1]。
其中,网络化能力在该现代化战略中占据核心位置,是陆军取胜的关键。美陆军必须要实现网络化的指挥控制、网络化的士兵、网络化的 ISR、网络化的火力打击,从而实现陆军部队之间的互操作及与其他军种和联合部队之间的互操作。2010年,美军全面推进支撑其网络化发展的战术级作战人员信息网(WIN-T)、联合战术无线电系统(JTRS)和单兵通信系统等项目的不断发展。
1.1 美军战术级作战人员信息网的新发展
战术级作战人员信息网(WIN-T)是美陆军通信现代化计划的重要组成部分,分成4个增量部署。增量1是一种集中式战术通信网络,提供与营级部队作战人员互联的语音、数据和视频通信能力。增量1由增量1a和增量1b 两个分增量组成,分别被定义为“扩展型静止间联网能力”和“增强型静止间联网能力”。增量2提供初始动中通能力,包括为旅级战斗队和营长提供实时高清晰图像,以及为旅级战斗队连级部队提供超视距服务。增量3通过语音、数据和实时视频,为全面机动战术网络提供C4ISR信息分发能力,并将引入空中层以增强网络可靠性和耐用性,增强作战人员的机动通信能力。增量4为受保护的卫星通信动中通能力,计划利用高数据率移动抗干扰/低截获概率/低探测概率技术同美国空军输出通讯卫星(TSAT)系统链接,提供更强大的通信能力和受保护的机动SATCOM系统。
目前,在美国77个旅战斗队中已有70个部署了增量 1,占现役旅战斗队的 90%以上及整个部队的60%以上。对增量2而言,2010年2月通过了里程碑C认证;2010年4月,美陆军与通用动力公司签订了一份价值1.64亿美元的合同,标志着通用动力公司开始为美陆军小批量生产增量2产品。2010年8月,洛克希德·马丁公司获得一份为增量 2传输子系统提供通信硬件和装备的价值71万美元的合同。这是该项目总价值400万美元合同的第一部分。该传输子系统作为网络动态能力的基础,将为高度分散地区提供数据传输服务。同时,增量2于2010年第3季度进行了承包商的生产验证试验,并计划于2011年第2季度进行后勤演示和政府生产验证试验,并于第4季度进行初始使用试验。预计2012财年可装备首批部队[2]。
增量3 在2009年通过工程装备试验,演示验证技术成熟程度后,于2010年6月完成了传输子系统下一阶段关键设计的评审。这次审查评估了传输子系统所有软硬件和固件的设计成熟度,其中包括卫星通信、固定和移动的地面通信(多通道无线电、天线地面通信、固件组件和通信波形)所需的电子器件。随着该评审的完成,研发团队将进行传输子系统组件的构建和测试,继而组建战术通信网络[8]。预计2012财年完成其关键设计评审。
1.2 美军联合战术无线电系统的新发展
联合战术无线电系统(JTRS)旨在为美陆海空三军研制一种互通的、软件定义的系列战术电台,提供全战场的无缝网络连接能力,以支持2020联合作战纲要的目标。作为美军各军种为实施网络中心战而推行的一项重要战术通信计划,JTRS已成为美军全球信息栅格信息传输网络的重要支撑。未来几年,JTRS将重点发展其软件产品,尤其是基于软件的网络波形,如士兵无线电波形(SRW)、宽带网络波形(WNW)、联合机载战术网络边缘(JAN-TE)等。同时,还将加强加密算法软件、加密设备的应用及其他与安全相关的研究工作。
首先,2010年JTRS网络企业域(JTRS NED)项目加速了组网波形的测试工作,完成了传统WF/SRW波形、WNW波形、HMS系统上SRW波形,以及JWNM波形的最终资格测试。2010年3月,发布了 JTRS NED测试与评估波形可移植性指南。5月,在Huachuca堡的电子实验场进行了GMR支持的WNW、SRW和所有传统波形的测试,均获得波形性能良好的反馈。
其次,JTRS GMR项目进入正式测试阶段。2010年2月,波音公司对JTRS GMR工程研制模型的5个 JTRS波形进行了正式鉴定试验。该测试检验了系统安全的多信道移动联网通信能力。这是交付 JTRS系统能力的一个重要里程碑,证明了 JTRS软件定义无线电的应用具有很高的技术成熟度和先进性能。2010年9月,成功完成了第一次政府负责的正式的无线电系统测试——GMR系统集成测试(SIT),旨在分析无线电台和软件波形的能力,验证JTRS GMR中所有系统的适应性及多信道通信系统,从而为战场和海军陆战队士兵提供新的通信能力。
第三,JTRS多功能信息分发系统(JTRS MIDS)项目将进入小批量生产阶段。2010年4月,ViaSat公司的 JTRS MIDS终端获得美国国家安全局颁发的 1类保密证书。这是JTRS按统一信息安全标准(UIC)要求修改后,获得该保密证书的第一个 JTRS无线电台开发项目。表明该终端满足美国国家安全局对软件定义无线电台的最新安全要求。因此,ViaSat公司可开始为美国海军和空军小批量生产JTRS MIDS终端,并计划安装在超级大黄蜂和E-8C联合星飞机上。
最后,JTRS联合空中、海上/固定站战术无线电台(JTRS AMF)项目实现了传统波形的综合,开始与“阿帕奇”飞机项目对接。2010年1月,JTRS AMF项目实现了 5个附加传统波形(SINCGARS、HaveQuick I/II、VHF 调频、UHF 视距调幅、UHF调频/相移键控/连续相位调制)的综合和测试,价值可达2900万美元。2010年9月,洛克希德·马丁公司的JTRS AMF初步工程样机被交付给AH-64D“长弓阿帕奇”攻击直升机综合实验室,集成了控制软件和Link-16基本功能的该样机允许“阿帕奇”团队可向其平台构架中集成 JTRS AMF所具有的指挥和控制功能,并使该团队在2011年初接收实际工程样机前提前体验该型设备。
1.3 美陆军单兵通信系统的新发展
从美军几年来几次重大的军事活动来看,大规模武装冲突的持续时间远短于后期小分队清剿性质的军事任务工作时间。典型的例子就是美军在伊拉克战争中仅用3个月左右时间就打垮了萨达姆的主要战斗力量,却要花费大量的时间,应付采用游击战术的残余抵抗力量。因此小规模性质的分队作战受到美军高度重视。随着陆军向未来迈进,士兵仍将是陆军的重心[3]。在美陆军《2010陆军现代化战略》中也非常强调对未来单兵作战系统的研发与装备。美国陆军负责预算的副部长埃德加·斯坦顿中将表示,陆军最重要的是个人,而与之配套的未来单兵作战系统更是重中之重,所以未来单兵作战系统的装备范围,将从原来的15个旅增加到所有73个旅。到2025年,全部陆军士兵都将装备该系统。
为此,美陆军设立了士兵系统项目,旨在为士兵现代化提供一个系统的全集成方法,使所有士兵都能完成基本任务和战斗训练。士兵系统的主要目标是参与网络中心战。这与士兵现代化的目标一致,即将单兵集成到网络中。
与此同时,2010年6月,美军适时推出了一种新的模块化士兵系统——猎鹰战士,该系统将C4设备、传感器、网络组件和功率模块,集成到一种由单兵控制的集中式、可穿戴平台上。2010年10月,美军开始设计一种后续系统——“网络勇士”系统来取代“陆地勇士”。目前,3台“网络勇士”系统的原型机正在美国堪萨斯州的赖利堡接受测试。美陆军计划在两年内部署该系统,其最终目标是在2016财年前为30个步兵旅战斗队提供2万台该型系统。
2 美陆军稳步迈向全球网络企业架构之路
过去 10年,美国的全球防御态势发生了巨大变化。这种变化正在将冷战时期部署在前沿的陆军,重新打造成一支以境内驻扎为主的部队。但同时,美军进行海外作战的需求也大大增加。在这些新的条件下,陆军当前及未来对联合司令官的重要性,在很大程度上要通过其响应能力来衡量:陆军的部署速度能够有多快?能否在所要求的时间范围内充分发挥其全部能力?
这个问题的答案与网络质量越来越密不可分,因为从驻地到战术边缘,远征陆军作战的各个方面都取决于网络。网络可能成为决定性的对敌优势,也可能成为陆军的致命弱点。要使网络成为一个决定性优势而不是一个弱点,必须将其作为一个全盘的企业化系统,而不是各个独立的部件来开发和实现。它必须是安全的、基于标准的,由一套通用全能型的基础设施来组成,由互联的、冗余的传送系统所支撑,可以从中获取并馈送传感器、作战和业务应用及数据。
当前,美陆军的核心策略就是将陆战网转型为一种单一的集成企业化的“全球网络企业架构(GNEC)”。GNEC可显著提高网络防御能力,实现多种作战能力。将陆战网转型为一种企业化行动,不仅要对陆军的全球网络加以合并,而且还要与其他一些陆军行动实现同步。GNEC将着重实现四大主要目标:①全面运行陆战网;②全面提高陆战网的安全性;③在实现经济有效的同时提高整体效力;④实现陆军的互操作能力以及与任务合作方的协同能力[4]。
美陆军在《2010陆军现代化战略》中也详细阐述了GNEC的定义,给出了其概念图,并阐明了GNEC是一个由5个具备作战能力的网络业务中心(NSC)连接起来的全球网络企业架构。网络业务中心是具有一种陆军全球企业化能力,可实现陆战网和作战人员的连接,填补陆军作战部队与生成部队之间的关键能力空白,并在日常作战、训练、仿真、应急响应、战时作战过程中为陆军作战部队与生成部队提供无缝的陆战网能力。其中,NSC中所包含的战场网络作战与安全中心(TNOSC),可为陆军提供关键的陆战网赛博防御能力。
2010财年美军有三个优先发展的 GNEC项目:一是为国防部开发一种企业电子邮件,构建一种管理服务,目前已向业界发布了征询意见书(RFP);二是发布要求业界升级区域处理中心能力的征询意见书;三是优先向战区网络运作和安全中心部署的六套工具设备。
此外,2010年初,美陆军举行了第二次全球网络企业构架验证演习,即作战评估(OPVAL)Ⅱ,以进一步测试和修订其核心概念及系统。作为“2010年严峻挑战”演习的组成部分,该演习还充当了与全球网络企业架构作战、技术和训练相关的技战术及规程的首次演练。初步评估结果表明,全球网络企业架构已经走上了正规[5]。
3 赛博化将成为美陆军未来新的发展趋势
当今,人们越来越多地利用赛博空间和电磁能力并采取相应的行动,然而迄今为止,这些能力和行动还未纳入美陆军正常的作战行动。对于适应能力强的对手,美陆军部队要想夺取并保持作战和战术优势,就必须把赛博空间和电磁频谱变成其作战行动核心的、日常的组成部分。为此,2010年美陆军陆续发布了一系列指导陆军未来赛博空间作战的重要战略文件。其中2010年2月,美陆军发布了《2016-2028年美陆军赛博空间行动概念能力规划》,目的是研究美陆军未来部队如何在 2016-2028年对赛博空间能力和赛博空间行动进行集成,并将其作为全谱作战的组成部分[6]。
2010年6月10日,美军实时发布了新版《联合通信系统》,首先该纲领性文件是美军将赛博空间引入战役和战术级行动的具体措施之一。它定义了赛博空间在联合通信系统中的地位以及与全球信息栅格之间的关系,并明确指出信息对于联合和多国行动来说至关重要,全球信息栅格可通过赛博空间提供安全的信息传输、存储以及交付有价值的服务。因此,赛博空间的威胁是全球信息栅格运作和信息所面临的最真实、最紧迫的威胁。可以预计,在今后几年,为进一步规范和落实战役、战术级行动,美军将陆续对现行条令条例中涉及赛博空间的内容进行更新,并会进一步制定关于赛博空间的战略、战役和战术级规划[7-8]。
其次,该纲领性文件还明确指出,美军赛博司令部在联合通信系统方面的具体职能是“通过规划、协作、集成、同步和执行各种行动,为全球信息栅格的运作和防御提供指导,为在赛博空间内和通过赛博空间向敌人发起攻击做好准备,以便为所有领域内的行动赋能,并在赛博空间内获取行动自由,同时压制敌人取得同样的能力”[7-8]。
此外,美陆军还积极组建网络司令部,以加强网络安全防御。该司令部负责陆军信息网络防御,直接对所有陆军网络进行防御操作,对全谱作战下达命令并执行,从而对作战指挥员和盟军提供支持。该网络司令部计划于2010年10月1日前具备完整作战能力。
4 美陆军未来战场通信构想
美陆军在取消 FCS计划后一直在积极寻求重新制定网络计划,其未来网络发展战略的思路非常明确,即将分散的各部分逐步整合起来,通过一种无缝战场网络将网络节点连接起来,从而使士兵、指挥官和传感器能够实时共享语音、视屏、数据和图像。
为此,2010年美陆军举行了多场重要演习,积极演示美陆军将如何构想2017年的战场通信。其中2010年7月12~16日,美陆军旅级作战部队举行了综合训练演习。该演习是美陆军大力发展其战场网络规划中的关键一步,标志着美陆军未来战术网络计划日趋成型。2010年6~9月,美陆军举行了动中指挥、控制、通信、计算机、情报、侦察和监视(C4ISR OTM)演习,为在实战环境下测试美陆军向网络中心多系统之系统环境转型中,多方机构协同开发的各种组成系统和能力提供了一个平台。目的是研究2013~2014年陆军网络的能力集。其重要意义在于实现了网络在同一环境中的集成,并发现和解决了网络在整合过程中存在的许多技术挑战,不仅包括传输组建,还包括网络连接、战斗指挥软件、传感器和机器人装置等技术。此外,还加入了新的商用“蜂窝”技术,多种智能手机也被用于演习中。
5 结束语
透过上述美军 2010年对其相关战略的调整以及新文件发布、WIN-T和JTRS等通信网络的建设与发展,以及战场网络演习等方面,可以清晰地看出美军未来建设将呈现鲜明的网络化、企业化、赛博化的发展趋势和特点。
美军适时出台的这些战略文件值得人们关注,也启示人们深思在赛博空间等快速发展的情况下,我们应在全球信息栅格的运作和防御等方面应如何考虑、采取什么新举措?与此同时,美军还非常重视将云计算、网络-物理系统(CPS)、可信网络技术、新的商用蜂窝技术、多种智能手机等新兴技术与通信网络和系统的发展融合起来,寻求新的发展。例如,美军在《2010陆军现代化战略》中首次提到将在阿富汗战场上实现战术云计算体系结构初始作战能力,为部署部队提供存储能力、先进分析能力和计算能力。
同时,我们应该意识到通信网络与系统渗透在赛博空间的物理层和逻辑层中,支撑并推动着赛博空间的不断扩展与增强。因此,通信网络与系统也将成为美军赛博防御的重点保护对象。这也为我们今后在通信网络与系统的研制中,关注人为攻击等提出了新的课题。
[1]Department of Army 2010 Army Modernization Strategy[R].DoD of US Army,23,April,2010.
[2]《2010年美国陆军武器系统》编委会.2010年美国陆军武器系统[M].北京:国防工业出版社,2010.
[3]张冬辰,周吉.军事通信[M].北京:国防工业出版社,2008.
[4]李妍,方志英.美陆军向全球网络企业架构迁移[J].外军电信动态,2010(4):4-6.
[5]刘俊平,方志英.美陆军实施企业战略,实现陆战网转型[J].外军电信动态,2010(6):6-10.
[6]TRADOC Pam 525-7-8.The United States Army’s Cyberspace Operations Concept Capability Plan[R]2016-2028,22,February,2010.
[7]李妍,方志英.美军新版《联合通信系统》解读[J].外军电信动态,2010(5):4-6.
[8]Joint Publication 6-0.Joint Communication System[R].DoD of US Army,10,June,2010.