海军通信网络发展研究∗

2018-01-04丁春全童永霞

舰船电子工程 2017年12期

丁春全童永霞

1 引言

信息技术的迅猛发展，催生了世界范围的新军事变革［1］。随着国际、国内和周边环境的变化，海军的使命任务、作战环境和作战模式正在发生重大变化，对通信保障能力提出了更高要求。现代的海军通信系统应当是一个能覆盖作战范围，提供一种灵活通用的公共操作环境的信息传输、处理平台和高效运转的信息传送网络，它应当能完成远、中、近距离通信，可以为岸上、海上、空中、水下平台提供稳定、可靠的通信手段和能力［2］。海军通信网络的发展既要顺应技术发展趋势，更要遵循“能打仗、打胜仗”的根本要求，紧密围绕使命任务和持续增长的作战使用需求，构建满足体系作战要求的一体化的网络系统，为作战提供可靠保障。

2 美国海军通信网络发展现状

起源于20世纪90年代末以信息和计算机技术为核心的新技术革命，带来了席卷全球的新军事变革。近年来，美国不断加快“网络中心战”的转型步伐，与此同时，许多国家也将信息化条件下的体系作战能力作为装备发展的主要目标，军事信息网络越来越朝着一体化、智能化和服务化的方向发展。

为满足网络中心战的要求，美海军根据GIG（全球信息栅格）的公共框架和规范［3］，提出并开发了符合海军自身需求和特点的企业架构和标准－FORCE Net（部队网），通过ADNS（自动数字网络系统）的专用路由设备、信道接入控制协议实现了“IP over RF”和多个无线信道资源的综合集成和运用，将分布在世界范围的DISN（国防信息交换网络）、NMCI（海军/海军陆战队内联网）、MCEN（海军陆战队企业网络）、ONE-NET（美国大陆外企业网络）和各舰艇网络进行互联，实现了不同作战域的网系互通［4］。美海军FORCE Net的作战视图如图1所示。

基于ADNS互连互通的美海军一体化战术、战略网络互连结构如图2所示。从图中可以看出，通过加装ADNS，岸、舰、空、天节点间通过各种通信手段实现无缝连接。ADNS的演进共分为三个阶段：增量计划I、增量计划II和增量计划III，目前已经发展到增量计划III，即实现交换和路由体制从电路交换和分组交换混合体制向EoIP过渡，最终达成“Everything on IP”，即话音/数据/视频的统一传输［5］。

基于通信手段的互联，美海军又提出了NNE～2016（海军网络环境～2016）战略，试图将烟囱式结构网络转换为公共共享的服务、应用、计算环境、通信与网络，形成涵盖整个海军范围的网络环境、数据和服务，实现真正的信息共享和互操作性，完成网络化到信息化、服务化的转变［6］。NNE～2016体系结构如图3所示。

3 美海军通信网络发展的启示

通过研究国内外军事信息网络的发展历程和趋势，尤其是美国海军发展一体化通信网络的理论研究和实践过程，可以看到网络中心战已成为核心理念而被广泛接受，而其技术核心就是通信传输网络化、信息系统一体化、作战能力体系化［7］。美国海军一体化通信网络的发展给海军通信网络的集成发展提供了重要启示。

第一，美军网络中心战的理论及实践印证了未来战争“信息化”和“网络化”的强烈需求，促进军事通信向着高度网络化方向快速发展［8］。

第二，美国海军由平台中心战向网络中心战的成功转型［9］，反映出通信网络的综合化、一体化的发展路线。

第三，NNE～2016战略规划和当前的信息网建设规划，不约而同地指明了军事通信演进目标就是支撑军事信息网络的服务化、栅格化，即依托各网系集成，构建统一的、面向服务的信息服务体系，保证用户的随遇接入、即插即用、按需服务［10］。

第四，从美军通信网络的体系结构看，通信网络将由分散管理向综合管控、智能管控方向发展，运维管理将被视为保障通信网络稳定、可靠和高效运行的物质基础。

第五，从美军各通信网络的演进过程来看，通信网络融和不可能一蹴而就，而是一个循序渐进的过程［11］。

4 海军通信主要特点及发展需求

海军通信与其它军兵种的通信相比，显示出下列五大基本特征：1）通信距离远；2）覆盖范围大；3）通信使用的频段跨度大；4）兵力具有移动性且动态变化频繁；5）无线环境恶劣，给通信带来高风险。

根据海军通信特点及当前发展状况，结合其它先进军事网络的发展启示，未来海军通信主要有如下几方面的发展需求：

第一，建立支持多兵种联合作战的无线通信网络。海军中远海作战远离大陆、无固定基础设施支撑，广阔的海域使无线通信网成为支持岸、海、空、天、潜之间各作战单元联合作战的主要通信手段，然而单一无线通信手段的覆盖能力有限。另外，多平台、多兵种协同的联合作战，要求发现即摧毁，需要网络同时传送各类不同可靠性、实时性、更新率、容量等要求的业务信息。因此海军未来的通信网络应当将单一无线手段组网，并将多种无线通信系统和网络有机结合形成一个支持现代海军协同作战乃至各军兵种联合作战的新型网络平台。

第二，建立敌对电磁环境下可信、可管的通信网络。未来信息化条件下的海战场，情况瞬息万变，战役、战术行动转化时间快、作战时效性强。另外，由于无线通信媒介置身于敞开的无线环境中，电磁环境恶劣，安全保密性差；且远洋通信靠近敌方海域，是敌对我监视、攻击的主要目标；同时海军通信网是众多通信系统和网络的集合，网络拓扑多变、功能实现较复杂。这些因素均对通信网络的组织、管理和运维保障提出了更高要求，要求建立强电磁干扰环境下的可信、可控、可管的通信网络。

第三，建立互联贯通的一体化通信网络。未来战争必将是高技术、强对抗、综合毁伤的信息化战争，支撑未来海军作战体系的通信网络必须具备复杂电磁环境下的信息安全保障能力、抗毁顽存能力。由于“烟囱”式网络布局极易受到敌方干扰甚至摧毁，因此海军未来的通信网络应按照网络中心战的思想逐步建立起全域互联、全程贯通的一体化通信网络，着力提高应对高强度、大规模网络攻击方面的能力，以最终实现网络和服务的融合，达到任何指战员在任何时间、任何地点都可与通信网络上的任何人通信和共享信息的目标。

5 海军通信网络重点发展方向

第一，加强体系结构研究。以网络中心战为核心指导思想，借鉴美军的GIG体系结构，调整、优化、完善网络的架构体制、功能流程，逐步实现海军通信网络向GIG网络的发展，最终满足联合作战信息保障的要求。从作战体系结构、系统体系结构和技术体系结构三个维度［12］，结合组织运用、运行维护和装备编配，研究系统要素之间的逻辑关系和物理实体关系，调整、优化、完善架构体制的设计和描述，对系统信息传输流程进行优化。

第二，提升网系互通能力。针对海军通信覆盖地域广、通信手段多及无线通信为主的特点，实现海军有、无线通信网系互联互通和综合集成，提高网络覆盖及连通效能。同时注重新型通信手段、通信网系的发展以及现有通信网系能力提升。

第三，优化系统管控流程。采用面向服务架构，基于策略网管、人工智能和大数据分析等技术，改进研制上层管理系统，为网络组织运用提供标准化、智能化、自动化的运维平台。

第四，改进通信服务能力。为适应信息系统一体化的发展趋势，采用云计算、Web服务等主流技术，实现依据业务类型、网络负载和使用效能，按需动态提供多层次、多视角的服务质量保证能力。同时，通过对各类服务能力按照保障对象、任务性质和环境条件等的灵活配置，为授权用户提供标准化、个性化、精确化的通信和信息服务。