【IntegratedTacticalNetwork】美陆军综合战术网发展综述

云脑智库 2022-08-28 00:00

综合战术网(Integrated Tactical Network,ITN)是美陆军当前网络现代化工作的一个重要组成部分,也是其统一网络战略的一个关键构成。按照设想,它将为美陆军提供具有远征性、移动性、使用便捷性和加固性的战术网络,支撑美陆军实现在2028年前与对等对手作战并获胜的目标。



、建设背景


1.

原有战术网络计划无法满足美军面临威胁和作战需求的变化

自20世纪90年代起,战术级作战人员信息网(WIN-T)一直是美陆军倾力打造的战术通信骨干网络。战术级作战人员信息网的建设目标是提供更高质可靠的新一代战术信息网络,使战术互联网从军、师一直延伸到营、连一级,形成全域互通、动态运行、宽带传输、灵活升级、高可靠性的多媒体信息网络,满足网络中心战需求。战术级作战人员信息网采用增量发展模式,整体发展阶段共分为4个增量。到2017年时,增量1(快速驻停通)和增量2(初始动中通)已装备部队。


然而近年来,随着美陆军所面临的威胁和作战环境以及作战方式的变化,战术级作战人员信息网所存在的一些问题逐渐暴露。美陆军未来需要在复杂多变的作战环境中应对势均力敌的对手,需要部队编成更小、能够独立作战且不断机动,这种情况决定了陆军战术网络必须灵活、敏捷、可定制,并且具有互操作性、易用性、抗毁性、安全性等多种特性。而实战应用证明,战术级作战人员信息网的装备可搬移性较差,与部队车辆的集成出现问题,移动通信能力有限,无法满足部队高机动性作战需求;战斗条件下操作过于复杂;此外还存在较严重的网络安全漏洞,无法在高对抗性的敌对环境中生存。2017年9月,美陆军提出停止战术级作战人员信息网系统交付工作,重启整个战术网项目。

2.

美陆军快速调整路线,制定新的战术网络发展策略

2018年2月,美陆军网络跨职能团队(N-CFT)和美陆军战术指挥、控制、通信项目执行办公室(PEO-C3T)发布了《美陆军网络现代化计划》,以期确定美陆军未来网络现代化的发展路线图,提出要精简网络,提高网络可靠性,使网络能够对抗更多威胁,同时还要提高网络机动性,并简化操作流程。


在未来高度对抗环境下,一旦指挥官面临通信中断、断续或有限的态势,如遭遇敌方的电子战攻击,美陆军还必须能转而采用备用通信手段或路径,确保多种通信途径以及通信多样性非常关键。为满足这一需求,美陆军正在纳入新的商用构件和传输能力,以期在通信中断、断续和受限的环境中也能实现网络通信。


为促进陆军战术网络发展,保持对潜在对手的信息作战优势,美陆军提出了“综合战术网”概念,并于2018年开始启动了综合战术网的建设与试验评估工作,计划以“能力集”的方式迭代推进综合战术网的演进和部署。

 

、基本情况及主要进展


1.

基本情况

综合战术网旨在将商用网络和传输能力与美陆军现有战术通信系统和网络整合起来,提供一种更简洁、更轻便、更快速、更灵活的通信网络,为小型战术梯队提供带宽更高、更可靠、更具韧性的通信网络,在与均势对手作战时,确保在断开连接、间歇连通的受限环境中的网络通信。综合战术网的核心能力主要由商用设备提供,而开发和使用综合战术网的难点则在于如何整合新系统并用之增强美陆军当前网络能力。


与以往的战术网络相比,综合战术网具有以下特点或优势:


1.提供多种通信链路选择,增强通信网络冗余性和韧性

综合战术网利用商业和军事传输的优势,可在降级环境下为指挥官提供多条通信途径。综合战术网的主要构件包括拥有先进组网波形的单通道和双通道领队电台、手持式Link 16电台、无线电网关、旨在扩展网络覆盖的系留无人机、小口径卫星终端、商用智能手机技术、4G LTE、WiFi和相关附属设备。指挥官能够根据作战环境灵活选择不同的通信方式,如军用无线电台、军用卫星通信、商用蜂窝网络等,避免因单一通信链路受阻而无法完成通信任务。


2.“安全但非密”架构改善信息共享,促进与盟军互操作性

传统上,美军战术网络采用单一安全架构,对机密和非密信息统一加密,导致网络设备操作复杂、运维成本高,信息传输路径选择少。综合战术网采用“安全但非密”(SBU)网络架构,主要用于传输营及营以下非密时敏战术信息。它可利用军用和商用网络,实现通信路径的多样性。SBU网络架构使士兵能够在战术环境中使用非密软件应用,不论安全权限如何,都能在网络上安全共享受控非密信息。


虽然SBU信息是非密信息,但综合战术网有多个加密层对军用或商用网、互联网、蜂窝网或兼容非军用波形传输的数据进行保护。“安全但非密”网络在安全性方面以商业加密替代了军事级加密,因此只需采用商业设备即可。这种新标准可在没有1类通信安全性或大量1类设备的情况下,实现与合作伙伴的连接,从而增强美军与其盟友的互操作性和信息共享能力。


3.采用多种商业创新技术与设备,提升部队作战能力

在综合战术网的开发过程中,美陆军一直在寻求引入最新的商业创新技术提升部队作战能力。例如综合战术网采用的软件可编程无线电技术基于商用网络和商用波形,可让美陆军时刻保持对最新技术的利用。综合战术网中采用了TrellisWare技术公司研发的战术可扩展移动自组网(TSM)波形,基于创新的阻继组网(Barrage Relay)技术,具有高吞吐量、大范围、可扩展性和移动性。采用新波形的电台可在更具挑战性的城市环境、山洞、隧道和建筑物内等各种射频传播条件恶劣的环境中提供话音、视频和数据通信。Persistent System公司的MPU5电台也是综合战术网中的一个重要设备,该电台采用的Wave Relay®MANET技术是一种商用移动自组网解决方案,能够不断快速适应地形和其他困难环境条件的变化,从而最大限度提高连通性和通信性能。这些先进商用技术大大提升了综合战术网网络的可扩展性、移动性和韧性。未来,综合战术网还将纳入低轨卫星、人工智能/机器学习等更多新兴技术。

2.

主要进展

针对综合战术网,美陆军开发了一种“开发运营”(DevOps)模型来实现其快速开发和部署,即通过一系列同步评估,包括开发测试、实验和运行测试,获得数据和士兵反馈,并据此做出设计决策,不断对系统进行调整改进。


2019年前,综合战术网处于能力技术开发阶段,2019年开始过渡到评估测试阶段。综合战术网于2020年初开始列装,美陆军第82空降师的第1旅战斗队是第一支接收初始综合战术网设备的完整旅级部队。


美陆军计划在2021财年向4个步兵旅战斗队和3个增强型远征信号营(ESB-E)部署综合战术网新能力,2022财年向5个旅战斗队部署,然后从2023财年开始每年部署6个旅战斗队。每一个部署年度,将优先向轻步兵部队部署装备,斯特瑞克旅和装甲旅将通过进一步的试验确定为其专门设计的装备。预计斯特瑞克旅将从2023财年开始部署,装甲旅将从2025财年开始部署。


综合战术网以能力集(CS)的方式分阶段部署。能力集以两年为一期,从2021年到2028年共分为4期,分别是能力集21、能力集23、能力集25和能力集27。能力集21的主要任务是优化小型部队战术网络,部署初步的综合战术网,目前已部署了大约50%。能力集23正处于技术测试和设计审查阶段,能力集25也已启动了早期准备工作。

 

三、未来发展


综合战术网是一个迭代性概念,在各个能力集的依次迭代过程中,美陆军不断引入最新的前沿技术,使综合战术网不断演进发展,获得能力提升。

1.

能力集21:强调远征性和直观性,优化小型部队战术网络

能力集21重点关注小型部队的战术网络优化问题,可向步兵旅战斗队及增强型远征信号营等部队提供网络解决方案。能力集21将使网络更加简单、直观,通信系统更小、更轻,应用程序和网络设备更容易学习和使用。

2.

能力集23:关注容量和韧性,引入中低轨卫星通信和空中层等能力

在能力集21基础上,能力集23将更注重“容量、韧性和聚合”,将寻求更多选项以增加网络带宽,继续提升士兵访问多个网络路径的能力,并继续聚合多种“任务指挥”系统软硬件。这一阶段的工作将致力于:利用商用低轨/中轨星座初步提供大容量通信;引入加固的网络传输/分布式波形,降低网络脆弱性和易受干扰性;改进空中层(高空/无人平台),延伸视距通信范围;将综合战术网部署到乘车编队扩展部队的活动距离和范围,提高机动性等。

3.

能力集25和能力集27:提升综合战术网自动化程度,实现“多域统治力”

能力集25以“自动化与受保护”为主要目标,包含完整的云功能、5G、先进空地通信及先进波形等内容。在此阶段,美陆军将可能实现5G商业能力的初步集成,综合战术网的自动化程度也将得到提升。此外,美陆军还计划引入云计算技术。


能力集27以“多域统治力”为主要目标,预计将会对5G能力做进一步加固,人工智能与机器学习等也将得到强化以更好地支持指挥官的决策。


总之,美陆军的目标是为2028年遂行多域战提供网络支持。这也是美陆军规划从能力集21、23、25到27进行网络演进的原因。但这也不是终结,按美陆军说法,也许未来还会推出能力集29等等,综合战术网的发展将没有止境。

 

四、几点认识

综合战术网概念自2018年提出之后,获得美军的高度重视并快速发展,现已成为美陆军新的网络现代化战略的关键部分。综合战术网的倍受青睐,证明其充分适应了美陆军网络关键作战需求。有关综合战术网的开发部署,得出以下几点认识:

1.

能力集开发方式有利于装备的快速列装和技术更新

在综合战术网的发展过程中,美陆军改变了以往的装备开发和采购办法,开创了系列能力集这种快速装备开发、采购和列装方式。这种开发一点、装备一点的小步快跑策略,有利于美陆军快速升级装备。当一个能力集列装时,下一个能力集的研发也已开始进行中,这种迭代过程可大大缩短美陆军的开发和装备周期,显著提升部队的网络通信能力,使其能够始终保持信息优势。


另外,在信息技术迅速发展、日新月异的今天,采用能力集开发和装备方式,能够迅速插入5G、人工智能和云服务等先进技术,跟上通信网络领域的技术发展步伐,并根据作战威胁、需求和环境的变化,迅速调整,不断迭代升级,使美陆军的战术通信能力始终处于技术发展的最前沿。

2.

综合战术网研发过程中的快速反馈机制可保证美陆军战术网络的适用性

美陆军针对综合战术网的开发、采购采用了“开发运营”(DevOps)模型,有利于缩短冗长的传统采购周期,并加快战术网络现代化步伐。在每个能力集开发过程中,美陆军都会在第一时间开展原型样机演示试验,采集一线作战部队的实际使用情况以及士兵与领导的直接反馈信息,以此为未来战术无线电产品的技术选择和产品开发提供决策信息。同时与行业合作伙伴及时沟通,及时修改、调整装备设计,以最快的速度提供作战人员真正最需要的作战能力,保证了战术网络的适用性,帮助美陆军加快形成作战所需能力。


作者:TN

本文刊于《网络信息体系情报专刊》2022年第5期

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