導 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，指出遠征/多能力空軍與可定制的部隊組合是實現(xiàn)ACE的關鍵因素所在，敏捷通信與敏捷決策等則是ACE的核心要素，而這均需要先進的信息技術予以支持。美軍已經(jīng)圍繞“飛離”通信終端、Wave Relay移動自組織網(wǎng)絡(MANET)技術、“異構電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術集成工具鏈”(STITCHES)以及人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計劃展開了相關研究。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)境下遠征聯(lián)網(wǎng)技術研究與敏捷決策優(yōu)勢構建三個方面，對美軍的ACE信息技術研究進行梳理分析。

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)化的強韌基地駐扎、持續(xù)維持和通信作為第五項軍種要務，并且認為美國空軍能夠在F-35的任何部署中采用ACE結構，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)能力實現(xiàn)需要更長的準備時間，并且其最快的速度仍不足以滿足偏遠地區(qū)F-35作戰(zhàn)行動所需要的數(shù)據(jù)量。而F-35戰(zhàn)斗機若要實現(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(NIPRNet)和“秘密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡(SIPRNet)的某個偏遠地點進行為期數(shù)天、數(shù)周甚至更長時間的操作，關鍵在于必須實現(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，以支持F-35A Lightning II在偏遠和條件簡陋的地點進行“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)斗機聯(lián)隊的作戰(zhàn)支援中隊網(wǎng)絡飛行員于2022年3月30日針對“敏捷作戰(zhàn)實驗室”開發(fā)的“飛離”通信終端(Flyaway Communications Terminal)進行了為期一周的試驗。圖表：高速通信技術探索試驗

試驗	描述
試驗團隊	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)實驗室”（ABL）計劃和“戰(zhàn)斗通信”（CombatCommunications）網(wǎng)絡團隊為第388作戰(zhàn)支援中隊提供技術支持
實現(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)關路由器互聯(lián)，再與“敏捷作戰(zhàn)實驗室”開發(fā)的“飛離”通信終端（FlyawayCommunications Terminal）連接實現(xiàn)高速通信；網(wǎng)關路由器可自動選擇最快的信號和網(wǎng)絡，同時傳輸數(shù)據(jù)，具備與硬接線網(wǎng)絡、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，能夠將機密和非機密的數(shù)據(jù)拆分
試驗結果	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)”及單獨的“非保密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡和“秘密互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議路由器”網(wǎng)絡；首次實現(xiàn)了使用衛(wèi)星和蜂窩互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通一套F-35已部署的匯報設施，其中包含1套“自主后勤信息系統(tǒng)”（ALIS）服務器棧，并循環(huán)到空軍網(wǎng)絡中用于F-35供應鏈和后勤的“中心入口點”，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飛機掛載的部署吊艙內，經(jīng)過訓練后的任何空軍人員基本上都可以在10分鐘以內完成安裝架設，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)地點使用衛(wèi)星通信或蜂窩長期演進(LTE)通信技術，并僅將離線運行能力作為極端條件下的備用手段。經(jīng)過培訓后即可設置新解決方案，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)境下遠征聯(lián)網(wǎng)技術研究 為了實現(xiàn)從多個可防御的、可持續(xù)的和可重新定位的地點將敵方目標置于危險之中的目標，美國空軍需要在盡可能利用空軍的計算機服務器和衛(wèi)星終端等現(xiàn)有資產(chǎn)，最大程度地降低成本的同時，構建高度靈活的機動指揮與控制網(wǎng)絡，將作戰(zhàn)機隊所需的核心要素緊密結合，包括規(guī)劃任務、維護飛機、輔助升空、保護飛機跑道等。 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，該公司開發(fā)的Wave Relay移動自組織網(wǎng)絡(MANET)技術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技術研發(fā)伊始即旨在通過快速適應地形波動和惡劣環(huán)境條件最大限度地提高連接性和通信性能。該技術基于Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊實現(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	包括二層以太網(wǎng)連接，用于攝像機、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)絡上串行設備的無線控制成為可能

梳理可知，Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊輕巧，便于與其他系統(tǒng)集成，其具有低延遲、低功耗等特點?；谠撉度胧侥K，MANET技術能夠實現(xiàn)可擴展的無線網(wǎng)絡，點對點提供數(shù)據(jù)、視頻和語音，并提供37mbps的用戶吞吐量用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)和27mbps的傳輸控制協(xié)議(TCP)。 演示證明，基于Wave Relay移動自組織網(wǎng)絡(MANET)技術，美國空軍可具備在反介入/區(qū)域拒止(A2/AD)環(huán)境中為遠征空軍基地提供支持的聯(lián)網(wǎng)能力，并可節(jié)省數(shù)億美元，以低成本支持遠征空軍基地，能夠滿足美國空軍ACE概念的要求。 該公司還展示了在超視距能力不可用情況下，通過衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)、5G蜂窩、以及局域網(wǎng)等進行自動PACE(主要、備用、應急和緊急)通信的能力。 持久性系統(tǒng)公司認為，當云不可用時，該公司的基地防御和導彈外場解決方案可以完全獨立運行，從而可以在“CloudONE”情況下操作。 此外，該公司獲得的互操作性經(jīng)驗已經(jīng)在“先進作戰(zhàn)管理系統(tǒng)”(ABMS)中得到應用，也為ACE未來與ABMS系統(tǒng)的整合奠定了一定基礎。敏捷決策優(yōu)勢構建 ACE作戰(zhàn)需要在整個電磁頻譜上具有可移動、可生存、安全和可持續(xù)的通信解決方案，以便人員能夠在在拒止、斷開、間歇或有限帶寬(D-DIL)環(huán)境中接入國防部網(wǎng)絡和語音服務。高效的信息共享、分析決策以及指揮控制更是美軍ACE作戰(zhàn)框架的核心要素之一。

而聯(lián)合全域指揮控制(JADC2)能夠為空軍及其聯(lián)合伙伴提供作戰(zhàn)優(yōu)勢，保持作戰(zhàn)效能，實現(xiàn)跨域的效能融合，因此為了實現(xiàn)冗余且有彈性的指揮控制節(jié)點以確保ACE的有效執(zhí)行，美軍已經(jīng)針對JADC2的核心技術架構——先進作戰(zhàn)管理系統(tǒng)(ABMS)展開了持續(xù)研究，將實現(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，在解決新的基于衛(wèi)星的通訊系統(tǒng)架構問題、由傳感器到射手的網(wǎng)絡互連、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)取得了較大進展，并驗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用。

ABMS第五次“架構演示與評估”(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責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“架構演示與評估”(ADE 5)，針對通過集成、分布式、彈性的通信、計算和軟件實現(xiàn)決策優(yōu)勢進行試驗，并針對利用人工智能支持敏捷決策優(yōu)勢開展了關鍵使能技術試驗工作，致力于實現(xiàn)一個集成的任務架構，無論是在競爭還是沖突中，從戰(zhàn)斗指揮到邊緣節(jié)點的任何地方均可以實現(xiàn)人工智能支持的決策優(yōu)勢。圖表：第五次“架構演示與評估”(ADE 5)

ADE 5	描述
ADE 5綜合目標	提高對全球競爭和危機行動的領域意識； 通過人工智能增強信息優(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)作加強全球一體化； 通過集成、分布式、彈性通信、計算和軟件提高敏捷決策優(yōu)勢，在邊緣實現(xiàn)敏捷作戰(zhàn)部署
技術支柱	來自空軍和太空部隊的新興技術和作戰(zhàn)概念、第三次全球信息優(yōu)勢實驗（GIDE 3）與“太平洋鋼鐵2021”（Pacific Iron 21）敏捷作戰(zhàn)部署演習
試驗內容	與聯(lián)合人工智能中心合作，通過戰(zhàn)略、運營和戰(zhàn)術層面的軟件應用人工智能實現(xiàn)決策優(yōu)勢； 增強太平洋空軍部署的通信團隊，使用現(xiàn)成的商業(yè)網(wǎng)絡技術和商業(yè)通信路徑提高帶寬、穩(wěn)定連接并提高網(wǎng)絡彈性； 提高商業(yè)和政府邊緣計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應用程序； 將移動設備作為計算平臺在商業(yè)衛(wèi)星和地面蜂窩網(wǎng)絡上運行機密應用程序，可在機密級別中進行中斷和實現(xiàn)分布式操作； 開始將異構電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術集成工具鏈（STITCHES）技術由美國國防高級研究計劃局(DARPA) 向美國空軍部過渡

美軍的11個作戰(zhàn)司令部參與了ADE 5。通過在 ADE 5 中的合作，美國空軍部與美國北方司令部、美國太平洋空軍、聯(lián)合人工智能中心和美國內政部(USDI)等在設計和評估技術架構方面取得了一定進展，而這些架構將為高級領導人和聯(lián)合作戰(zhàn)人員提供其所需與應得的決策優(yōu)勢，并將為太平洋空軍部署的通信團隊提供現(xiàn)成的商業(yè)網(wǎng)絡技術和商業(yè)通信路徑，以增強網(wǎng)絡彈性。 ADE 5 的試驗成果及其與 GIDE 3 和 Pacific Iron 21 的合作為實現(xiàn)綜合決策優(yōu)勢和敏捷、分布式作戰(zhàn)奠定了研究基礎，尤其體現(xiàn)在人工智能輔助決策方面。

• 將利用人工智能實現(xiàn)敏捷作戰(zhàn)優(yōu)勢作為綜合目標之一;
• 注重與人工智能決策相關的關鍵使能技術的試驗開展：與國防部聯(lián)合人工智能中心合作，通過戰(zhàn)略和戰(zhàn)術層面的人工智能軟件應用實現(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。

“異構電子系統(tǒng)的系統(tǒng)技術集成工具鏈”(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，具有實現(xiàn)分布式作戰(zhàn)火力控制中的機對機通信的能力。其主要具備如下特點。

梳理可知，STITCHES更具可維護性和靈活性，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系統(tǒng)，不強制使用通用接口標準，可根據(jù)現(xiàn)有的實戰(zhàn)能力快速創(chuàng)建所需連接;可提供功能之間的可擴展互操作性，而并非只能實現(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)人員實現(xiàn)部隊的可組合性，而這也是滿足不同戰(zhàn)區(qū)要求，實現(xiàn)ACE的關鍵要素之一。 據(jù)悉，該工具鏈早在2020年9月由空軍主辦的大型“入口”活動之一中就進行了測試。結果顯示，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)專有技術均不會在實施過程中造成進一步障礙。 第五次“架構演示和評估(ADE)”演習中的目標之一就在于利用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果及其功能優(yōu)勢可以想見，未來空軍的重點將通過該類系統(tǒng)集成技術，創(chuàng)建一個可與聯(lián)合部隊以及美國合作伙伴和盟友完全集成的 JADC2系統(tǒng)，通過轉變國防部的數(shù)字基礎設施，將所有軍事部門的傳感器連接到一個單一的網(wǎng)絡中以實現(xiàn)兼容性和互操作性，為決策者提供每個作戰(zhàn)領域的戰(zhàn)場態(tài)勢感知，進而促進決策過程。 Apogee Research, LLC 已于2022年4月獲得空軍研究實驗室授予的價值 4800 萬美元(基礎加選項)的合同，以將 STITCHES 能力轉移到空軍，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)有電子設備和標準的大量庫存，同時還支持快速整合能力，以響應ACE概念不斷變化的任務需求。人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計劃 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，并計劃分別為美軍的11個作戰(zhàn)指揮部綁定其相關數(shù)據(jù)，旨在使 11個作戰(zhàn)司令部能夠實現(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)術邊緣以支持作戰(zhàn)人員。

美軍聯(lián)合人工智能中心于2022年2月披露，其已經(jīng)開始構建聯(lián)合操作系統(tǒng)和集成層，以使作戰(zhàn)指揮部和其他軍事部門最終可以使用聯(lián)合操作系統(tǒng)和集成層快速研發(fā)和部署人工智能算法。 未來，一旦所有需要的服務均可用，應用程序將易于開發(fā)，從而能夠簡化人工智能應用程序在整個部隊中的開發(fā)周期?；贏IDA計劃，美軍將擁有一個可以滿足國防部擴展需求的集成層，國防部能夠通過提供生成應用程序所需的背景資源和鏈接快速輕松地開發(fā)應用程序，提升美軍各指揮部在任何潛在的沖突中協(xié)調關系效率以及決策能力與水平，從而提升ACE作戰(zhàn)效能。 此外，美空戰(zhàn)司令部、駐歐空軍、太平洋空軍等還于2021年12月6日～13日在蘭利·尤斯蒂斯聯(lián)合基地舉行了“敏捷作戰(zhàn)部署”(ACE)指揮控制與通信(C3)作戰(zhàn)演習，主要目的在于試驗裝備和戰(zhàn)術，并向空軍領導層提供數(shù)據(jù)集，以便對未來在競爭環(huán)境中的指揮、控制和通信(C3)作戰(zhàn)行動做出明智的決策。 美軍在該演習期間整合了全球聯(lián)合情報通信系統(tǒng)、新型戰(zhàn)術與商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、傳統(tǒng)的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)、智能路由設備與跨域設備等設備和軟件，專注于如何與飛機通信，如何建立通信網(wǎng)絡，以及如何接收情報數(shù)據(jù)，并重點針對C3操作，以及在ACE環(huán)境下執(zhí)行指揮控制、火力、部隊保護、信息、情報、后勤與機動任務所需的能力進行了演練。 由此說明，美國空戰(zhàn)司令部正致力于通過整個部隊的協(xié)作提升在不穩(wěn)定、不確定和復雜的威脅環(huán)境下的ACE能力。 小結：美軍圍繞ACE信息技術所開展的相關研究已經(jīng)取得一定進展：利用“敏捷作戰(zhàn)實驗室”開發(fā)的“飛離”通信終端，首次利用衛(wèi)星和蜂窩互聯(lián)網(wǎng)連接F-35A的已部署匯報設施，并將數(shù)據(jù)傳輸速度提高了30倍;基于Wave Relay數(shù)據(jù)鏈嵌入式模塊的MANET技術可為反介入/區(qū)域拒止(A2/AD)下的遠征空軍基地提供聯(lián)網(wǎng)能力;ABMS第五次“架構演示與評估”(ADE 5)揭示了美國空軍部等在設計和評估技術架構等方面的進展，也表明美軍正在致力于基于STITCHES等系統(tǒng)集成技術，通過實現(xiàn)所有軍事部門在單一網(wǎng)絡中的兼容性和互操作性，構建決策優(yōu)勢，并基于人工智能和數(shù)據(jù)加速(AIDA)計劃構建聯(lián)合操作系統(tǒng)和集成層，以最終使 11個作戰(zhàn)司令部能夠實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的決策制定，提升ACE作戰(zhàn)效能。