預警機網(wǎng)絡信息體系發(fā)展研究
時間:2022-12-13 09:10:59
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【摘要】預警機作為重要的空基預警探測與指揮控制節(jié)點,在網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中擔負著重要的角色,隨著未來復雜戰(zhàn)場環(huán)境對網(wǎng)絡信息系統(tǒng)能力要求不斷升級,網(wǎng)絡信息系統(tǒng)對預警機在互聯(lián)互通能力、寬帶抗強能力,以及多鏈快速接入能力等方面提出了更高要求。本文首先從網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機載通信節(jié)點、網(wǎng)絡防護和攻擊以及有人/無人機協(xié)同四個方面分析了國外網(wǎng)絡信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,接著立足預警機在網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中的使命要求,對涉及的主要關鍵技術進行了分析。
【關鍵詞】預警機;信息系統(tǒng);網(wǎng)絡構建;機載通信節(jié)點
Reviewofthedevelopmentofnetworkinginformation-centri上世紀90年代末期開始,美軍為實現(xiàn)網(wǎng)絡中心戰(zhàn)構想,為更好地滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭中多平臺/多種類的探測器/傳感器之間的信息資源共享、武器協(xié)同、聯(lián)合作戰(zhàn)、指揮協(xié)同等方面的作戰(zhàn)需求,對空基平臺信息系統(tǒng)進行了不斷改進和能力提升,包括寬帶數(shù)據(jù)鏈技術(如SCDL、TCDL、MP-CDL等),武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈技術(如CEC、IFDL等),機載通信節(jié)點,以及與此相關的軟件無線電技術和綜合航空電子信息系統(tǒng)技術等[1-4]。
一、國外網(wǎng)絡信息系體系發(fā)展現(xiàn)狀
1.1多平臺協(xié)同能力發(fā)展現(xiàn)狀
2004年美國空軍發(fā)表了網(wǎng)絡中心戰(zhàn)計劃——支持作戰(zhàn)平臺之間深度協(xié)同的C2星座網(wǎng),作為美國空軍實施的支持網(wǎng)絡中心戰(zhàn)和《聯(lián)合構想2020》的關鍵計劃。為支撐多平臺、多源、分布式網(wǎng)絡化、空間化的指揮控制、武器協(xié)同,情報偵察的空天地協(xié)同作戰(zhàn)能力,美空軍正在發(fā)展一種新型網(wǎng)絡化多偵察平臺數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)——網(wǎng)絡中心協(xié)同式目標指示(NCCT);并進行有人/無人機之間的協(xié)同作戰(zhàn)研究和試飛試驗;同時,開發(fā)以IFDL、TTNT為典型的用于傳感器、武器平臺之間協(xié)同的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),以CDL、TCDL、MP-CDL為典型的寬帶情報分發(fā)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。
1.2機載通信節(jié)點(ACN)技術
機載通信節(jié)點(ACN,AirborneCommunicationNode)是一種模塊化的規(guī)模大小可變并可編程重組的自主式多任務載荷,作為星座網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈整合系統(tǒng)[5][6]。機載通信節(jié)點技術最早是由美國國防高級研究計劃局(DARPA)于1998年提出,旨在為美軍及其盟軍提供廣泛的戰(zhàn)區(qū)機載中繼無線通信服務。2002年DARPA決定擴大ACN計劃,進一步支持具有自組織特點的ADHoc戰(zhàn)術信息網(wǎng)絡,成為“自適應C4ISR節(jié)點”,即AJCN。AJCN是一種基于模塊化、可裁剪架構的多任務、多功能/可重配置的C4ISR負載,該系統(tǒng)將繼續(xù)為機載平臺(有人和無人)提供通信中繼和橋接功能,同時還增加了信號情報(SIGINT)和電子攻擊(EA)功能。隨著需求的改進,美國空軍于2005年提出了戰(zhàn)術機載目標網(wǎng)關(OG)的風險降低/演示驗證項目——戰(zhàn)場機載通信網(wǎng)關(BACN),BACN繼承了AJCN的主要功能特點,包括通信中繼、SIGINT與EA、多任務軟件框架、平臺獨立性(載荷模塊化、尺寸大小可變,可以搭載多種平臺)等特點,此外還增加了CDMA蜂窩基站的功能,其概念如圖2所示。
1.3無線網(wǎng)絡防護和攻擊能力
美軍將網(wǎng)絡攻擊方式分為被動攻擊、主動攻擊、物理臨近攻擊、內部人員攻擊和分發(fā)攻擊。但就能力而言,美軍已具有通過網(wǎng)絡欺騙敵方的能力、以及欺騙、破壞以及摧毀敵有線和無線網(wǎng)絡的能力。美軍正在采取一系列新舉措,建設全方位的網(wǎng)絡信息安全防范體系。2002年,美軍在布什總統(tǒng)的支持下,著手組建了網(wǎng)絡戰(zhàn)聯(lián)合功能構成司令部(JFCCNW),主要任務之一就是針對無線戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡開展對抗技術研究:研究以接入方式為主的無線網(wǎng)絡對抗方法,采用多機分布式的“以網(wǎng)制網(wǎng)”攻擊手段,重點開發(fā)“癱網(wǎng)”和“騙網(wǎng)”能力,并在此基礎上拓展至“控網(wǎng)”的能力。同時,針對無線網(wǎng)絡終端研究安全可信技術,建立“信任鏈”,保障機載終端的性能可靠可信,并發(fā)展無線環(huán)境中身份認證能力,實現(xiàn)全網(wǎng)系的身份認證。
1.4有人/無人機協(xié)同作戰(zhàn)的平臺應用
隨著無人機在幾次局部戰(zhàn)爭中取得極大成功后,世界各國就在不斷探索無人機作戰(zhàn)應用模式,特別是發(fā)展有人作戰(zhàn)飛機對無人機的測控和協(xié)同作戰(zhàn)。典型項目包括機載有人/無人系統(tǒng)技術項目(AMUST)、波音公司有人駕駛戰(zhàn)斗機與無人機協(xié)同飛行能力研究、英國奎奈蒂克公司有人機控制多架無人機試驗等。目前,機載無人機測控技術已經(jīng)應用到直升機平臺中,實現(xiàn)直升機對無人機Level4的控制,包括接收無人機圖像、數(shù)據(jù)以及對無人機進行飛行、載荷控制。在ApacheBlockIII中,裝備了無人機戰(zhàn)術通用數(shù)據(jù)鏈組件(UTA),采用雙向TCDL寬帶數(shù)據(jù)鏈,實現(xiàn)Apache飛行員對無人機的飛行路徑控制、操縱傳感器設備捕獲和跟蹤目標,并指示和打擊目標。
二、預警機在網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中的使命地位
網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中的典型平臺有預警機、無人預警偵察機、飛艇、指揮通信飛機、轟炸機、加油機、戰(zhàn)斗機、無人機以及各種天基、陸基平臺等。通過分析當前國外網(wǎng)絡信息系統(tǒng)應用模式,基于預警機的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)大致包括六個方面的典型應用模式。一是組建空天、空地組網(wǎng);通過預警機構建基于空基平臺的多層次、多手段、立體化的空基綜合信息保障體系。二是建立空基骨干通信網(wǎng);通過在預警機平臺上加裝空地、空空、空星地寬帶通信設備,構建戰(zhàn)場空基骨干通信網(wǎng)絡,提供空基組網(wǎng)信息服務能力。三是建立空基協(xié)同作戰(zhàn)網(wǎng)絡。通過預警機實現(xiàn)空中ISR平臺、三代/四代戰(zhàn)斗機平臺、無人機平臺之間的協(xié)同態(tài)勢感知、協(xié)同攻擊、協(xié)同防御等能力;四是建立空基指揮控制信息網(wǎng);通過預警機提升和發(fā)展空基指揮控制信息系統(tǒng),使空中平臺成為空基指揮通信中心和樞紐,構建空基指揮信息保障網(wǎng)絡。五是提升信息戰(zhàn)環(huán)境中的空基網(wǎng)絡防護和攻擊能力;基于預警機平臺發(fā)展專用空中網(wǎng)絡防護和攻擊平臺或搭載網(wǎng)絡防護和攻擊載荷,實現(xiàn)空基的網(wǎng)絡攻防能力。六是建立遠程作戰(zhàn)空基信息保障體系。通過在預警機上加裝機載通信節(jié)點的中繼和網(wǎng)關設備,使預警機成為空基通信中心和樞紐,實現(xiàn)遠程戰(zhàn)場戰(zhàn)術網(wǎng)絡與骨干通信網(wǎng)絡的接入和互聯(lián),從而構建空基信息保障網(wǎng)絡。
三、網(wǎng)絡信息系統(tǒng)發(fā)展關鍵技術
3.1多平臺互聯(lián)互通能力
首先,預警機作為空中核心通信節(jié)點,需要與空中不同平臺進行互聯(lián)互通,包括與殲擊機、無人機為代表的空中作戰(zhàn)平臺的協(xié)同通信能力,特別需要實現(xiàn)對無人機的測控能力,擴展預警機任務作戰(zhàn)模式,實現(xiàn)預警機與無人機的協(xié)同。其次,為構建空基寬帶骨干網(wǎng)絡建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道,大容量情報分發(fā)能力,支持圖像、紅外/光電視頻、傳感器原始信號等大容量情報數(shù)據(jù)的空地、空空傳輸,鏈路傳輸速率突破Mbps量級是基于預警機多平臺互聯(lián)互通的發(fā)展需要。最后,多手段遠程通信能力,如具備多手段(衛(wèi)星通信、短波通信、中繼通信等)的超視距話音、數(shù)據(jù)通信能力,實現(xiàn)全域覆蓋,支持至少1路的超視距寬帶數(shù)據(jù)傳輸,滿足大于1千公里的遠程作戰(zhàn)需求,也是多平臺互聯(lián)互通能力的發(fā)展需求。
3.2強抗干擾能力
抗強干擾能力包括兩方面,一是通信頻譜動態(tài)感知與管理能力,二是基于頻譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力。通信頻譜動態(tài)感知與管理能力,要求網(wǎng)絡信息系統(tǒng)具備頻譜的動態(tài)感知和實時頻率管理能力,達到大幅增強頻譜分配的戰(zhàn)場適應性,實現(xiàn)頻譜管理、頻譜監(jiān)測與用頻裝備的三網(wǎng)合一,以及增強聯(lián)合作戰(zhàn)頻譜協(xié)調?;陬l譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力是結合認知無線電設計思想,通過感知通信環(huán)境的變化而采用不同的通信頻率接入方式,實現(xiàn)主動的抗干擾策略,有效提高通信/數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的抗干擾能力,保證傳輸?shù)母呖煽啃浴?/p>
3.3多鏈綜合接入管理能力
多鏈綜合接入管理能力包括多鏈接入管理能力和網(wǎng)絡成員身份識別與入侵檢測能力。多鏈接入管理能力要求提供全新的數(shù)據(jù)鏈接入與訪問機制,完成用戶消息在各種鏈路間的中繼、路由、轉發(fā),實現(xiàn)消息格式的自動轉換,向上層用戶屏蔽底層鏈路細節(jié),支持端到端的IP通信。網(wǎng)絡成員身份識別與入侵檢測能力要求網(wǎng)絡信息系統(tǒng)防御可能遭受的敵方基于網(wǎng)絡層和信息層的入侵、攻擊、破壞或欺騙,保證基于預警機為中心的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡在復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的安全可用、可靠、可信。
四、結束語
隨著網(wǎng)絡中心戰(zhàn)的發(fā)展,預警機在網(wǎng)絡信息系統(tǒng)中扮演了越來越重要的角色,相應地,針對網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的對抗技術也在迅速發(fā)展,網(wǎng)絡信息系統(tǒng)需要面臨一些新的威脅和挑戰(zhàn)。本文首先從網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機載通信節(jié)點、網(wǎng)絡防護和攻擊以及有人/無人機協(xié)同等方面分析了國外網(wǎng)絡信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,強調了預警機在現(xiàn)代網(wǎng)絡信息系統(tǒng)統(tǒng)中擔負的空中預警探測中心、指控控制中心、情報收集、處理分發(fā)中心、通信中心系統(tǒng)控制中心作用。最后給出為適應未來網(wǎng)絡信息系統(tǒng)發(fā)展要求,在多平臺互聯(lián)互通、大帶寬抗強干擾,以及多鏈綜合接入管理等能力發(fā)展方向上的技術發(fā)展需求。
參考文獻
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作者:王明昊 李宏宏 單位:中國電子科學研究院