導(dǎo) 讀
美國空軍于2021年12月1日發(fā)布了《敏捷作戰(zhàn)部署》條令說明1-21,指出遠(yuǎn)征/多能力空軍與可定制的部隊(duì)組合是實(shí)現(xiàn)ACE的關(guān)鍵因素所在,敏捷通信與敏捷決策等則是ACE的核心要素,而這均需要先進(jìn)的信息技術(shù)予以支持。美軍已經(jīng)圍繞“飛離”通信終端、Wave Relay移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)技術(shù)、“異構(gòu)電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術(shù)集成工具鏈”(STITCHES)以及人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計(jì)劃展開了相關(guān)研究。為此,本文從F-35的高速通信能力探索、反介入/區(qū)域拒止環(huán)境下遠(yuǎn)征聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與敏捷決策優(yōu)勢構(gòu)建三個方面,對美軍的ACE信息技術(shù)研究進(jìn)行梳理分析。F-35的高速通信能力探索
美國空軍部將在對抗環(huán)境中定義優(yōu)化的強(qiáng)韌基地駐扎、持續(xù)維持和通信作為第五項(xiàng)軍種要務(wù),并且認(rèn)為美國空軍能夠在F-35的任何部署中采用ACE結(jié)構(gòu),只是需要以彈性、冗余的通信為前提。 但美軍現(xiàn)有的軍用衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)能力實(shí)現(xiàn)需要更長的準(zhǔn)備時間,并且其最快的速度仍不足以滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)F-35作戰(zhàn)行動所需要的數(shù)據(jù)量。而F-35戰(zhàn)斗機(jī)若要實(shí)現(xiàn)在需要“自主后勤信息系統(tǒng)”、“非保密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡(luò)(NIPRNet)和“秘密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡(luò)(SIPRNet)的某個偏遠(yuǎn)地點(diǎn)進(jìn)行為期數(shù)天、數(shù)周甚至更長時間的操作,關(guān)鍵在于必須實(shí)現(xiàn)更為敏捷的通信。 因此,美國空軍現(xiàn)階段正在探索高速通信選項(xiàng),以支持F-35A Lightning II在偏遠(yuǎn)和條件簡陋的地點(diǎn)進(jìn)行“敏捷作戰(zhàn)部署”(ACE)。美國空軍猶他州希爾空軍基地的第388戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)的作戰(zhàn)支援中隊(duì)網(wǎng)絡(luò)飛行員于2022年3月30日針對“敏捷作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室”開發(fā)的“飛離”通信終端(Flyaway Communications Terminal)進(jìn)行了為期一周的試驗(yàn)。圖表:高速通信技術(shù)探索試驗(yàn)
試驗(yàn) |
描述 |
試驗(yàn)團(tuán)隊(duì) |
美空軍空中作戰(zhàn)司令部(ACC)、空中作戰(zhàn)司令部的“敏捷作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室”(ABL)計(jì)劃和“戰(zhàn)斗通信”(CombatCommunications)網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)為第388作戰(zhàn)支援中隊(duì)提供技術(shù)支持 |
實(shí)現(xiàn)高速通信的解決方案 |
通過將1部小型微型互聯(lián)網(wǎng)碟形天線與1個硬殼中的網(wǎng)關(guān)路由器互聯(lián),再與“敏捷作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室”開發(fā)的“飛離”通信終端(FlyawayCommunications Terminal)連接實(shí)現(xiàn)高速通信;網(wǎng)關(guān)路由器可自動選擇最快的信號和網(wǎng)絡(luò),同時傳輸數(shù)據(jù),具備與硬接線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通的能力,所具有的若干用于蜂窩SIM卡的插槽,可以傳輸來自許多頻段和區(qū)域的數(shù)據(jù);“飛離”通信終端,能夠?qū)C(jī)密和非機(jī)密的數(shù)據(jù)拆分 |
試驗(yàn)結(jié)果 | 該解決方案可將數(shù)據(jù)傳輸速度提高30倍,足以支持“自主后勤信息系統(tǒng)”及單獨(dú)的“非保密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡(luò)和“秘密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡(luò);首次實(shí)現(xiàn)了使用衛(wèi)星和蜂窩互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通一套F-35已部署的匯報設(shè)施,其中包含1套“自主后勤信息系統(tǒng)”(ALIS)服務(wù)器棧,并循環(huán)到空軍網(wǎng)絡(luò)中用于F-35供應(yīng)鏈和后勤的“中心入口點(diǎn)”,從而為需通過“自主后勤信息系統(tǒng)”推送的大量數(shù)據(jù)提供了更好的聯(lián)通性 |
梳理可知:
- 該次試驗(yàn)利用融入“飛離”新型通信終端的系統(tǒng),首次利用衛(wèi)星和蜂窩互聯(lián)網(wǎng)連接F-35A的已部署匯報設(shè)施,并將數(shù)據(jù)傳輸速度提高了30倍;
- 高端通信解決方案所使用的整套系統(tǒng)及其組成都足夠小,可以裝入F-35飛機(jī)掛載的部署吊艙內(nèi),經(jīng)過訓(xùn)練后的任何空軍人員基本上都可以在10分鐘以內(nèi)完成安裝架設(shè),便于操作。
由此可知,基于該解決方案,F(xiàn)-35A有望能夠在“敏捷作戰(zhàn)部署”中的作戰(zhàn)地點(diǎn)使用衛(wèi)星通信或蜂窩長期演進(jìn)(LTE)通信技術(shù),并僅將離線運(yùn)行能力作為極端條件下的備用手段。經(jīng)過培訓(xùn)后即可設(shè)置新解決方案,這也為美國空軍提供了更多的人力選擇,并能夠有力支撐“多能空軍人員”的創(chuàng)建。反介入/區(qū)域拒止環(huán)境下遠(yuǎn)征聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究 為了實(shí)現(xiàn)從多個可防御的、可持續(xù)的和可重新定位的地點(diǎn)將敵方目標(biāo)置于危險之中的目標(biāo),美國空軍需要在盡可能利用空軍的計(jì)算機(jī)服務(wù)器和衛(wèi)星終端等現(xiàn)有資產(chǎn),最大程度地降低成本的同時,構(gòu)建高度靈活的機(jī)動指揮與控制網(wǎng)絡(luò),將作戰(zhàn)機(jī)隊(duì)所需的核心要素緊密結(jié)合,包括規(guī)劃任務(wù)、維護(hù)飛機(jī)、輔助升空、保護(hù)飛機(jī)跑道等。 美國持久性系統(tǒng)有限公司(Persistent Systems)2021年3月15日宣布,通過美國空軍演示證實(shí),該公司開發(fā)的Wave Relay移動自組織網(wǎng)絡(luò)(MANET)技術(shù)可有效支持美國空軍敏捷作戰(zhàn)部署(ACE)作戰(zhàn)概念。 Persistent Systems的 MANET技術(shù)研發(fā)伊始即旨在通過快速適應(yīng)地形波動和惡劣環(huán)境條件最大限度地提高連接性和通信性能。該技術(shù)基于Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊實(shí)現(xiàn),可以連接分散于不同美國空軍基地的單位,為其提供直接通信、態(tài)勢感知、全動態(tài)視頻和音頻。在此將Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊的主要參數(shù)等梳理如下表所示。圖表:Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊
數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊 | 描述 |
尺寸,厘米 | 6.86×9.91×1.78 |
重量,克 | 96.4 |
工作溫度范圍,℃ | -40~+85 |
帶寬,mbps | 37 |
平均功耗,W | 4.2 |
特點(diǎn) | 包括二層以太網(wǎng)連接,用于攝像機(jī)、IP傳感器、視頻編碼器等的即插即用操作,串行到以太網(wǎng)能力使網(wǎng)絡(luò)上串行設(shè)備的無線控制成為可能 |
而聯(lián)合全域指揮控制(JADC2)能夠?yàn)榭哲娂捌渎?lián)合伙伴提供作戰(zhàn)優(yōu)勢,保持作戰(zhàn)效能,實(shí)現(xiàn)跨域的效能融合,因此為了實(shí)現(xiàn)冗余且有彈性的指揮控制節(jié)點(diǎn)以確保ACE的有效執(zhí)行,美軍已經(jīng)針對JADC2的核心技術(shù)架構(gòu)——先進(jìn)作戰(zhàn)管理系統(tǒng)(ABMS)展開了持續(xù)研究,將實(shí)現(xiàn)集成決策優(yōu)勢以及敏捷作戰(zhàn)部署、分布式作戰(zhàn)方面作為研究方向與重點(diǎn),在解決新的基于衛(wèi)星的通訊系統(tǒng)架構(gòu)問題、由傳感器到射手的網(wǎng)絡(luò)互連、利用云共享信息、人工智能軟件輔助指揮決策等方面已經(jīng)取得了較大進(jìn)展,并驗(yàn)證了多軍種無縫連接及態(tài)勢共享能力和基于人工智能的指揮控制應(yīng)用。
ABMS第五次“架構(gòu)演示與評估”(ADE 5) 美國空軍部與美國太平洋空軍、美國北方司令部、聯(lián)合人工智能中心和負(fù)責(zé)情報與安全的國防部等合作,于2021年7月8日至28日完成了ABMS第五次“架構(gòu)演示與評估”(ADE 5),針對通過集成、分布式、彈性的通信、計(jì)算和軟件實(shí)現(xiàn)決策優(yōu)勢進(jìn)行試驗(yàn),并針對利用人工智能支持敏捷決策優(yōu)勢開展了關(guān)鍵使能技術(shù)試驗(yàn)工作,致力于實(shí)現(xiàn)一個集成的任務(wù)架構(gòu),無論是在競爭還是沖突中,從戰(zhàn)斗指揮到邊緣節(jié)點(diǎn)的任何地方均可以實(shí)現(xiàn)人工智能支持的決策優(yōu)勢。圖表:第五次“架構(gòu)演示與評估”(ADE 5)ADE 5 | 描述 |
ADE 5綜合目標(biāo) |
提高對全球競爭和危機(jī)行動的領(lǐng)域意識; 通過人工智能增強(qiáng)信息優(yōu)勢; 通過制定可行的威懾行動方案提高決策優(yōu)勢; 通過快速的跨戰(zhàn)區(qū)指揮協(xié)作加強(qiáng)全球一體化; 通過集成、分布式、彈性通信、計(jì)算和軟件提高敏捷決策優(yōu)勢,在邊緣實(shí)現(xiàn)敏捷作戰(zhàn)部署 |
技術(shù)支柱 | 來自空軍和太空部隊(duì)的新興技術(shù)和作戰(zhàn)概念、第三次全球信息優(yōu)勢實(shí)驗(yàn)(GIDE 3)與“太平洋鋼鐵2021”(Pacific Iron 21)敏捷作戰(zhàn)部署演習(xí) |
試驗(yàn)內(nèi)容 |
與聯(lián)合人工智能中心合作,通過戰(zhàn)略、運(yùn)營和戰(zhàn)術(shù)層面的軟件應(yīng)用人工智能實(shí)現(xiàn)決策優(yōu)勢; 增強(qiáng)太平洋空軍部署的通信團(tuán)隊(duì),使用現(xiàn)成的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和商業(yè)通信路徑提高帶寬、穩(wěn)定連接并提高網(wǎng)絡(luò)彈性; 提高商業(yè)和政府邊緣計(jì)算和存儲能力的靈活性,以幫助作戰(zhàn)人員在分布式操作期間訪問任務(wù)應(yīng)用程序; 將移動設(shè)備作為計(jì)算平臺在商業(yè)衛(wèi)星和地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行機(jī)密應(yīng)用程序,可在機(jī)密級別中進(jìn)行中斷和實(shí)現(xiàn)分布式操作; 開始將異構(gòu)電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術(shù)集成工具鏈(STITCHES)技術(shù)由美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA) 向美國空軍部過渡 |
- 將利用人工智能實(shí)現(xiàn)敏捷作戰(zhàn)優(yōu)勢作為綜合目標(biāo)之一;
- 注重與人工智能決策相關(guān)的關(guān)鍵使能技術(shù)的試驗(yàn)開展:與國防部聯(lián)合人工智能中心合作,通過戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)層面的人工智能軟件應(yīng)用實(shí)現(xiàn)決策優(yōu)勢;
- 美國空軍致力于支持由美國國防部于2021年6月提出的新的人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計(jì)劃,以幫助軍方的11個跨軍種作戰(zhàn)司令部迅速配備人工智能決策工具。
“異構(gòu)電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術(shù)集成工具鏈”(STITCHES) STITCHES是DARPA研發(fā)的快速軟件集成工具,旨在提供作為JADC2新概念核心的數(shù)據(jù)共享功能,具有實(shí)現(xiàn)分布式作戰(zhàn)火力控制中的機(jī)對機(jī)通信的能力。其主要具備如下特點(diǎn)。
梳理可知,STITCHES更具可維護(hù)性和靈活性,并且能夠提高決策效率。其通過自動生成系統(tǒng)間極低延遲和高吞吐量的中間件快速集成跨域異構(gòu)系統(tǒng),不強(qiáng)制使用通用接口標(biāo)準(zhǔn),可根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)戰(zhàn)能力快速創(chuàng)建所需連接;可提供功能之間的可擴(kuò)展互操作性,而并非只能實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作;STITCHES支持無需升級硬件或破壞現(xiàn)有系統(tǒng)軟件即可共享數(shù)據(jù),這能為作戰(zhàn)人員實(shí)現(xiàn)部隊(duì)的可組合性,而這也是滿足不同戰(zhàn)區(qū)要求,實(shí)現(xiàn)ACE的關(guān)鍵要素之一。 據(jù)悉,該工具鏈早在2020年9月由空軍主辦的大型“入口”活動之一中就進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示,STITCHES 能夠連接投入使用時間相隔數(shù)十年的不同平臺,從而實(shí)現(xiàn)互操作性和數(shù)據(jù)共享。DARPA表示,該工具鏈完全歸國防部所有,因此任何商業(yè)專有技術(shù)均不會在實(shí)施過程中造成進(jìn)一步障礙。 第五次“架構(gòu)演示和評估(ADE)”演習(xí)中的目標(biāo)之一就在于利用STITCHES向空軍提供人工智能數(shù)據(jù)“翻譯器”,盡管美空軍并未透露該工具鏈在ADE 5中的測試詳情。但基于其早期測試結(jié)果及其功能優(yōu)勢可以想見,未來空軍的重點(diǎn)將通過該類系統(tǒng)集成技術(shù),創(chuàng)建一個可與聯(lián)合部隊(duì)以及美國合作伙伴和盟友完全集成的 JADC2系統(tǒng),通過轉(zhuǎn)變國防部的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,將所有軍事部門的傳感器連接到一個單一的網(wǎng)絡(luò)中以實(shí)現(xiàn)兼容性和互操作性,為決策者提供每個作戰(zhàn)領(lǐng)域的戰(zhàn)場態(tài)勢感知,進(jìn)而促進(jìn)決策過程。 Apogee Research, LLC 已于2022年4月獲得空軍研究實(shí)驗(yàn)室授予的價值 4800 萬美元(基礎(chǔ)加選項(xiàng))的合同,以將 STITCHES 能力轉(zhuǎn)移到空軍,這說明STITCHES能力已經(jīng)開始由DARPA向美國空軍部過渡。未來,STITCHES 將在確保美軍作戰(zhàn)人員在需要時獲得正確數(shù)據(jù)以成功執(zhí)行任務(wù)方面發(fā)揮著重要作用,將使美國國防部能夠繼續(xù)利用其現(xiàn)有電子設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)的大量庫存,同時還支持快速整合能力,以響應(yīng)ACE概念不斷變化的任務(wù)需求。人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計(jì)劃 美國國防部還于2021年推出了人工智能和數(shù)據(jù)加速器(AIDA)計(jì)劃,將其作為國防部聯(lián)合全域指揮與控制(JADC2)戰(zhàn)略的一部分,并計(jì)劃分別為美軍的11個作戰(zhàn)指揮部綁定其相關(guān)數(shù)據(jù),旨在使 11個作戰(zhàn)司令部能夠?qū)崿F(xiàn)基于數(shù)據(jù)的決策制定, 致力于研究如何將人工智能和數(shù)據(jù)帶到戰(zhàn)術(shù)邊緣以支持作戰(zhàn)人員。
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信息技術(shù)
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關(guān)注
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29897 -
通信終端
+關(guān)注
關(guān)注
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10302 -
高速通信
+關(guān)注
關(guān)注
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原文標(biāo)題:美軍“敏捷作戰(zhàn)部署”(ACE)信息技術(shù)研究分析
文章出處:【微信號:CloudBrain-TT,微信公眾號:云腦智庫】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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