来源： 电科小氙
大国竞争背景下，美军战略重点向亚太地区转移。为应对中俄等对手正在实施“反介入/区域拒止”的战略，维持对他国的军事优势，美军相继提出了“多域战”、“全域战”、“联合全域作战”、“马赛克战”等新型作战概念，通过信息网络实现各作战要素的跨域融合，完成杀伤过程的“观察、判断、决策和行动”（OODA）环。这种杀伤网具有良好的韧性和冗余节点，对手很难对其形成致命破坏，可确保美国作战体系在竞争环境中夺取竞争优势。
无论是多域战、联合全域作战还是马赛克战，各作战要素的跨域协同和无处不在的无缝信息共享都是这些新型作战概念的标志性特征之一，而通信网络在这些作战概念构想中发挥着基础支撑作用。
一
新型作战概念对通信网络的新需求
根据新型作战概念需求，美军将按需调度、组合或集成分布在各个作战域的通信系统与网络资源，将陆、海、空、天、网络、电磁域内的各作战要素动态无缝链接，融合到一个在跨域作战单元之间实时共享高置信度数据的跨域杀伤网中。来自多个跨域传感器（包括天基传感器）的武器瞄准数据，将被快速分发至陆、海、空、天等各域的作战平台，加快对战场作出共同理解和统一行动，同时阻止对手在“电子战场”上自由机动，从而使分布在各域的能力得以快速和持续集成，最终实现各类传感器节点和火力资源的“即插即用”跨域自组网。上述构想对通信网络提出了以下新需求：
（一）由静态系统向敏捷自适应性系统演变是关键
在跨域作战中，协同关系可能会在不同部队以及多个领域之间快速切换，目前相对静态的通信系统所支持的静态协同关系难以满足需求。同时，在“反介入/区域拒止”环境中，战场通信网络由静态系统向动态敏捷自适应系统演变和发展也是适应高对抗性、复杂电磁环境的关键。
美军未来军事通信网络需要能够敏捷重组，动态适应战场环境和任务的变化，从而支持新型作战概念以自适应体系重组取代固定式作战力量编成的要求，满足不同层次、不同作战要素的个性化信息需求。
（二）由集中式系统向分布式系统转变是基本途径
多域战、马赛克战均强调分布式作战，以分布式作战管理取代集中式指挥控制。通信网络系统要能够连接所有分布式系统，其本身也必然要突破传统体系架构，由集中式系统向分布式系统转变，这是支撑新型作战概念构想实现的基本途径。新型通信网络系统将通信能力分散到各个作战域内的不同平台和有效载荷上，如低轨卫星星座、无人机中继平台和抗干扰无线电系统等，依托先进的信息技术将物理上分散的系统连接成高度集成的综合体系。分布于各域的通信能力互为冗余和备份，从而极大提高韧性和抗毁性，即使主要通信方式被拒止或摧毁，仍有其他系统可确保作战人员获得相应能力。
（三）适应高对抗性作战环境是基本要求
美军以往已习惯于在比较宽松的环境中作战，然而在大国竞争背景下，在与均势对手对抗过程中，通信网络系统需要面对高性能的电子探测和攻击手段，通信拒止或性能下降严重将影响多域任务的有效协同，适应高对抗性作战环境成为新形势下美军新型作战概念对通信网络的基本要求。为此，美军急需开发低探测概率、抗干扰、抗截获的通信技术、装备和解决方案，即使在恶劣环境中也能实现无缝通信和信息共享。
（四）加强战术级互连互通是基本保障
为实现跨域协同，处于不同作战域的各个作战单元需要通过通信与网络系统链接起来，共享信息，同步行动。而以往严格按照军种、兵种建立起来的通信网络系统无法适应这种需求，数据兼容性差，无法顺畅地互连互通，很难实现作战要素的快速跨域调用和多域重组。
另外，多域战、马赛克战等新型作战概念都要求分散控制，分散执行，下放指挥权限，与之相适应，通信系统的互连互通也需要下沉到战术级，才能支持战术级指挥控制，在与更高级别指控机构的通信可能被干扰、切断情况下为在战术级执行跨域作战任务提供基本保障。
（五）实现超视距连接是重要环节
新型作战概念要求大量作战要素分散部署在较大的地理空间范围内，实现跨域协同。特别是设定“反介入/区域拒止”为主要特征的海上作战环境，必然是超视距作战，而通信网络系统提供的超视距连接能力是实现超视距分散作战的重要一环。在这种情况下，原本一些视距通信系统局限性较大，需要想办法向超视距发展，通过卫星或空中平台中继实现距离延伸。太空传输层将在美军未来通信体系中发挥越来越重要的作用。
二
支撑新型作战概念的通信网络项目
2020年，根据新型作战概念对通信网络系统的新需求，美军各军种和国防创新机构正在通过开发多个通信网络项目为这些作战概念提供支持。其中有些是既有项目，具有一定的技术或装备基础，其成果能够很快为新型作战概念服务；也有一些是围绕新型作战概念需求启动的全新项目。
（一）Link 16——实现多域作战平台数据共享
数据链使各作战平台能够实现数据交流、互连和共享，对于未来作战环境中实现联合全域指挥控制的战术级连通能力来说至关重要。
Link 16是美军三军通用数据链，经过多年的研究，目前已经进入大量装备期（据统计，美国及其盟国总共部署了约10万部各类Link 16终端），美军的侦察机、预警机和指挥控制飞机与战斗机、轰炸机、攻击机、舰艇、地空导弹系统等相互之间都可以通过Link 16进行高速数据交换。Link 16技术相对成熟，部署广泛，是美军当前探索多域作战即时可用的现成装备，为美军在大规模多域联合作战中快速实施指挥决策、战术机动和战术控制等奠定了良好的基础。
依靠Link 16战术数据链，美军实际上已具备一定的多域作战能力。在2020年5月举行的联合国土防卫演习中，美军曾成功验证了Link 16实现多域数据共享的能力。演习中，美军F-15战斗机、航母舰载机F/A-18和加拿大空军CF-18战斗机对美国空军B-1B战略轰炸机进行联合拦截。各参与方利用Link 16战术数据链对来自空中和海上不同平台的战术指控数据进行实时共享，实现了复杂的空中和海上多域协同作战。
近年来，美军围绕Link 16开展了一系列工作，扩展装备范围，提升装备性能，以便更好地支持新型作战概念的实施。
· 进一步扩大Link 16加装范围，将更多作战平台纳入网络
为将更多作战平台纳入到联合全域指挥控制网络中，美军需要进一步扩大Link 16的加装范围。例如，美国海军准备为MQ-8C“火力侦察兵”垂直起降无人机集成Link 16，这将使MQ-8C能够向网络中的多个用户（包括船只、飞机、地面站等）提供情报、监视与侦察数据，为关键决策提供信息。美国空军还为KC-46、KC-135等空中加油机也加装了Link 16，并正在探索将其用作“先进战斗管理系统”（ABMS）中的通信数据中继节点。
· 为F-22增加Link 16发射能力，促进五代机之间及四五代机互通
为实现空中作战部队信息共享，美军一直致力于解决五代机之间及四五代机互通问题。目前，F-22通过名为“更新6”（Update 6）的一系列软件升级，已具备Link 16接收能力。而美国空军正在开发的通信项目“TACLink 16”，将通过软硬件更改在F-22上部署Link 16发射能力，其通信对象包括F-35、F-16、F-15等四代、五代战斗机。这些平台之间可共同形成协同目标瞄准等能力。
美军高层表示，F-22的Link 16数据链收发能力是一种“战术强制性要求”，计划于2020年具备初始作战能力。当前F-35上已经搭载了具备收发能力的Link 16数据链终端，如果F-22再具备完整收发能力的Link 16，则有望实现五代机之间的Link 16互通。
· 装备Link 16手持电台，将Link 16网络扩展到战术边缘的徒步士兵
2017年，卫讯（Viasat）公司推出了世界上首部、也是唯一一种手持Link 16电台——AN/PRC-161“徒步版战场感知和目标瞄准系统”（BATS-D）。地面徒步部队可利用该手持电台直接接入飞机和舰船的视距战术数据链网络，从与飞机联络到飞机执行空中打击只需30秒时间。该设备使美军战术边缘的徒步士兵可以完全实现数字化辅助近空支援，有助于填补美军空地部队之间信息沟通的重要缺口。设备推出后，需求量不断攀升，2019年已实现1000台交付里程碑。
2020年10月，Viasat公司又发布了BATS-D的新版本，这一高级版本增加了新的安全特性，可应对与多样化作战用例及电台新部署场景相关的各种新威胁。该设备可供美国常规部队和“五眼”联盟国家使用，显著提升作战人员态势感知能力和多域作战空间任务协调能力。
· 研发星载Link 16终端，实现超视距连接和灵活卫星接入
目前，卫讯（Viasat）公司正在美国空军合同项下负责研制搭载Link 16数据链终端的低轨小卫星。卫讯公司多年来一直为美军研制Link 16终端，它也将成为首家研制天基Link 16终端样机并进行测试的公司，该样机终端可与地面车辆、飞机、水面舰艇、徒步士兵进行通信。另据2020年5月报道，美国Roccor公司已研制出可展开式L频段Link 16卫星天线，使卫星接收和传输Link 16信号成为可能。
将终端部署到卫星上可谓Link 16发展过程中的一次重要创新。星载终端可使传统上作为一种视距通信手段的Link 16具备超视距连接能力。如果单颗卫星验证了概念的可行性，按照美军计划，未来将构建一个由搭载Link 16终端的卫星组成的低轨战术数据链星座，实现全球覆盖。届时，传统上低级别部队在战术边缘使用的终端，理论上可直接接入卫星，进而获得更加灵活多样的通信接入手段。
此外，美国太空发展局（SDA）正在打造的国防太空架构亦将在传输层卫星上搭载Link 16有效载荷，通过L波段Link 16网络分发来自天基传感器的情报、监视和侦察（ISR）数据。SDA亦期望证明传输层卫星网络能从空基传感器获取数据，并通过战术目标瞄准节点和Link 16战术网络跨域传送给地面作战人员。这将为联合全域指挥控制（JADC2）“连接所有传感器和射手”愿景的实现提供重要支撑。
纳入天基传输层的Link 16作战场景如图１所示
（二）C2E和DyNAMO项目——解决强对抗环境下的通信组网和数据链兼容性问题
在大国竞争背景下，敌方拦截、拒止以及利用美军战术通信的相关技术发展迅速，对美军空中优势和制空权形成强大威胁。为此，美军需要在增强通信系统功能的同时，提高其低探测概率/抗干扰能力和动态环境适应性。
美国国防高级研究计划局（DARPA）于2014年提出的“对抗环境下的通信”（C2E）项目，旨在应对多种频谱战威胁，保持战场网络的有效性。C2E项目重点研究三方面内容：一是开发空基异构网络组网技术和具有增强抗干扰能力、低可探测性、低时延和高数据率的先进通信技术；二是开发支持多样性和灵活性的新型硬件架构；三是开发软件技术，允许在新的和现有系统中快速开发、验证、插入和运用通信技术。
与C2E相类似，DARPA于2015年启动的“满足任务最优化的动态自适应网络”（DyNAMO）项目主要是为了解决高对抗环境中的动态自适应组网和各机载网络之间不兼容的问题，例如Link 16、战术目标瞄准网络技术（TTNT）、机间数据链（IFDL）、多功能先进数据链（MADL）等现有战术数据链之间的互操作问题。对此美军虽然已经开发了多种解决方案，但都只能暂时满足需求，能力有限，并不能真正实现高速率信息在各类有人/无人飞机之间的自由无缝传递。
图2 DyNAMO项目将使有人和无人飞机系统快速、安全共享信息
DyNAMO在C2E的基础上，基于分布式动态作战任务的复杂性而设计，目标是开发动态自适应网络技术，在所有机载系统之间实现信息的即时自由流动。
DyNAMO项目研发的网络动态自适应技术，将保证各类空基平台在面对敌方主动电子干扰时，能在一定安全等级下进行即时高速通信，并使配备不同网络的飞机能够共享信息。未来，美军还希望将DyNAMO概念拓展到地面和海上等多域资产中，这对于美军实现多域作战具有重要意义。
C2E和DyNAMO这两个项目研发的技术可支持“马赛克战”的无缝、自适应通信网络需求。
（三）“韧性组网分布式马赛克通信”（RN DMC）项目——提供分布式远程战术通信创新方法
2020年6月，DARPA发布“韧性组网分布式马赛克通信”项目跨部门公告，寻求分布式相干通信技术领域的创新性建议书，重点关注开发适用于当前战术无线电作战波形的双向马赛克元件系统。项目分为三个阶段，总周期为45个月。
项目旨在通过由空间分布式收发器元件（或贴片）组成的马赛克天线实现远距离通信。项目通过拼凑空间分布式贴片收发器，替代高功率放大器以及大型定向天线。这种天线通过信号处理而非物理天线孔径集中能量来实现高增益。天线可安装在船舶、车辆、无人／有人机、卫星上，或由士兵携带，具有可移动、自成型、自修复、抗干扰、成本低、可消耗等特点。
该项目是“马赛克战”最终愿景的重要组成部分。DARPA认为RN DMC项目研发的技术可从根本上改变远程战术通信方法，支撑“马赛克战”概念落地。
（四）“海上作战即时信息”（TIMEly）项目——创建快速可重构的异构海上通信网络
TIMEly项目也是DARPA在“马赛克战”概念提出后明确开展的与之相关的项目，旨在为军方提供跨域态势感知和指挥控制能力。
该项目于2019年6月启动，重点是水下通信，以及载人和无人潜艇、水面舰艇、飞机和卫星之间的通信，旨在为水下、海上和空中部队之间创建可快速重构的响应式通信网络架构。利用该项目成果，海上部队可快速重构、不可预测、灵活且适应力强，符合“马赛克战”需求。
该项目开发的异构海上通信架构将在海上完成演示验证。水下环境会对跨平台传输的距离、容量、时延和安全性产生限制，该项目所开发的架构需要能够在这些限制下运行，重点关注网络协议、服务质量和信息交换等技术。
三
结语
美军各军种及创新机构正通过多个项目研发具备敏捷自适应性、快速可重构能力、战术级互连互通能力和超视距能力的韧性通信网络装备和技术，可在高度对抗环境下为其新型作战概念构想的实现提供有效支撑，通过各作战要素的高度融合带来全域打击能力的倍增，保持美军在各个作战域的机动自由、火力压制和技术优势，使美军能够有效应对和消解中俄等国的“反介入/区域拒止”行动，以保持其介入地区危机的自由度和主动权。
注：原文来源网络，文中观点不代表本公众号立场，相关建议仅供参考。
人工智能
陆军
海军
空军
航天
网络空间
电子信息
核武器
制造
基础科学
技术