基于信息柵格技術的軍事衛(wèi)星通信問題研究

王東　王寧燕

摘要：柵格技術具有資源范圍廣、分布性強、異構(gòu)性復雜的特點，已成為各軍事強國軍事網(wǎng)絡建設的發(fā)展方向。該文介紹了信息柵格技術的基本概念，以及美軍GIG的特點，針對我軍信息柵格與衛(wèi)星通信一體化發(fā)展提出一些建議。

關鍵詞：信息柵格；衛(wèi)星通信；GIG

中圖分類號：TN927 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）35-0027-02

1 信息柵格技術的介紹

在1999年出版的《柵格：未來計算結(jié)構(gòu)的藍圖》一書中，美國科學家伊恩·福斯特首次提出信息柵格的概念。該書對信息柵格的定義是：信息柵格是構(gòu)筑在internet上的一組新技術，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計算機、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠程設備等融為一體，為用戶提供更多資源、功能和交互。人們設想把自己的計算機插入信息柵格，像從電力柵格中獲得電力資源一樣獲得所需各種信息資源，于是產(chǎn)生了柵格技術在信息領域的廣泛應用。

信息柵格的特點是使可利用的資源范圍廣泛，且具有很強的分布性、更復雜的異構(gòu)性；使體系對資源的共享更具有目的性；引入虛擬組織的概念，且組織的構(gòu)建具有動態(tài)性和可伸縮性；強調(diào)協(xié)同解決問題（協(xié)同工作）的能力及服務的有序性和可控性。

2 信息柵格技術的軍事應用

美軍的C4ISR系統(tǒng)在指揮控制、預警探測、情報偵察、信息對抗與信息傳輸、保障等方面有著極大的優(yōu)越性，但在最近的幾場局部戰(zhàn)爭實戰(zhàn)中，暴露出很多問題，如：無法實現(xiàn)全球網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)，對現(xiàn)代戰(zhàn)場上產(chǎn)生的大量信息的加工能力不足，在聯(lián)合作戰(zhàn)中無法實現(xiàn)諸作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)系統(tǒng)、作戰(zhàn)單元之間的互連、互通、互操作。1999年，美軍發(fā)布《國防信息基礎設施主計劃8.0版——實現(xiàn)GIG》，提出建設全球信息柵格（GIG，GLOBAL INFORMATION GRID），這是全球首個軍事信息柵格的實例。為了保證美軍能夠在未來戰(zhàn)爭中始終保持信息優(yōu)勢、決策優(yōu)勢和全球作戰(zhàn)優(yōu)勢，美軍全力打造GIG。經(jīng)過多年發(fā)展完善，GIG已經(jīng)成為美軍的軍事信息系統(tǒng)基礎平臺，可實現(xiàn)美軍在全球任意地點、不同需求用戶之間應用程序的互聯(lián)、互操作。

GIG主要有以下特點：

1）是具有全球化的信息獲取能力。通過全球信息柵格互聯(lián)成一體的傳感器網(wǎng)，可在全球范圍內(nèi)進行信息采集，這種信息采集不會受到地域、天候、時間的限制，能夠真正消除信息盲區(qū)。

2）是具有全維化的信息交換能力。由于柵格技術可把分布在陸海空天的傳感器網(wǎng)、指揮控制網(wǎng)、火力打擊網(wǎng)等有機地連接起來，建立溝通信息需求與信息生成之間的橋梁，因而可在全球范圍內(nèi)做到對信息的“即插即用”。

3）是具有智能化的信息處理能力。全球化信息柵格能夠向作戰(zhàn)人員提供易于使用的方法與技術，根據(jù)作戰(zhàn)任務的不同，動態(tài)地向作戰(zhàn)人員提供完成此任務所需的相關信息等。

四是具有兼容化的信息設施。這種兼容化不僅體現(xiàn)在互聯(lián)異構(gòu)的各種系統(tǒng)上，而且還能保證不同格式的信息與內(nèi)容在整個系統(tǒng)內(nèi)實時的傳輸與識別。

五是具有實時戰(zhàn)場態(tài)勢預測能力。情報收集系統(tǒng)與實時通信系統(tǒng)相連，大規(guī)模處理器與傳感器網(wǎng)絡相連，全方位保障指揮、決策，戰(zhàn)斗人員能夠?qū)崟r地關注敵情，為全面提高其戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力奠定了基礎。

3 美軍衛(wèi)星通信與全球信息柵格一體化發(fā)展

與其他通信方式相比，衛(wèi)星通信具有獨特的優(yōu)勢，各國軍事行動越來越依賴于衛(wèi)星通信。在幾次現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭中，衛(wèi)星通信發(fā)揮了越來越大的作用，甚至成為制勝的關鍵。在阿富汗戰(zhàn)爭中，衛(wèi)星通信承擔了78%以上的戰(zhàn)區(qū)通信任務，在海灣戰(zhàn)爭中，90%以上的情報靠通信衛(wèi)星傳送，在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍不僅使用軍用衛(wèi)星，也幾乎用盡了商用衛(wèi)星的可用資源。目前，美俄等國在敘利亞對極端組織IS的打擊，更離不開衛(wèi)星網(wǎng)絡提供通信與情報支援。

近年，美軍先后開發(fā)了基于流的路由器以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的IP路由器，美國國防部高級項目研究局開展的軍事組網(wǎng)協(xié)議項目，還有包括認知無線電、動態(tài)頻譜分配等技術，這些新技術極大地促進了GIG的組網(wǎng)能力及服務效能。

此外，美軍大力促進衛(wèi)星通信和全球信息柵格的一體化發(fā)展，不斷進行二者的整合。一是為終端設備定義新的接口以提高系統(tǒng)聯(lián)合能力；二是定義故障排除、性能分析、參數(shù)配置、安全管理等操作進程；三是努力實現(xiàn)標準衛(wèi)星通信OSS架構(gòu)與初步能力文檔開發(fā)CCV接口之間的開發(fā)計劃，開發(fā)新的綜合網(wǎng)絡接入請求進程，打通衛(wèi)星通信資源和全球信息柵的；四是成立GIG管理工作組，為衛(wèi)星通信和GIG一體化的作戰(zhàn)和管理系統(tǒng)建立新作戰(zhàn)文件。

4 對我軍的啟示

近年來，我軍也引入信息柵格技術，加快進行我軍的柵格化信息網(wǎng)絡建設，并提出“柵格化組網(wǎng)”概念。狹義上，“柵格化組網(wǎng)”是指通信網(wǎng)絡的柵格化，即綜合運用各種通信傳輸手段，打破通信資源的使用界限，構(gòu)建一個無處不在、即插即用，能夠?qū)νㄐ刨Y源進行動態(tài)分配調(diào)度的“柵格化網(wǎng)絡”或“柵格網(wǎng)”，實現(xiàn)不同通信網(wǎng)系之間的無縫融合，形成陸?？沾笠惑w化、扁平化網(wǎng)絡，為各類軍事應用系統(tǒng)提供公共信息傳送平臺。

《中國人民解放軍軍語》中對于柵格化信息網(wǎng)的定義是：采用信息柵格技術和面向服務的體系架構(gòu)，集多種通信傳輸手段、計算存儲資源和信息共享機制為一體的新型網(wǎng)絡基礎設施，時指揮信息系統(tǒng)的基本依托。

我軍在衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設方面，與美軍成體系的計劃相比差距較大。因此，我們應該從天基綜合信息網(wǎng)的高度統(tǒng)籌規(guī)劃，積極穩(wěn)妥地走高起點、跨越式的發(fā)展的道路。

1）在現(xiàn)有技術體系上建立柵格化信息網(wǎng)

現(xiàn)階段的我軍的信息化平臺標準還不統(tǒng)一，存在多種通信體制，無法完全實現(xiàn)各軍兵種指揮信息系統(tǒng)實時高效地互聯(lián)互通?？赏ㄟ^以下途徑，建立柵格化信息網(wǎng)，實現(xiàn)全軍統(tǒng)一的指揮信息化系統(tǒng)平臺。一是采用SOA（面向服務的體系結(jié)構(gòu)）技術，整合現(xiàn)有基于衛(wèi)星的各個專用網(wǎng)組成形成柵格；二是研制大容量通信衛(wèi)星作，作為空間節(jié)點，將網(wǎng)絡覆蓋到每個作戰(zhàn)單元，并對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行升級、擴容；三利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢實時感知，提供可靠的軍事信息柵格服務。

2）深入開展衛(wèi)星通信與信息柵格一體化發(fā)展研究

實戰(zhàn)環(huán)境下，大量戰(zhàn)場實時數(shù)據(jù)從地面、空中匯聚到衛(wèi)星網(wǎng)絡，因而必須采用更為可靠的手段保證數(shù)據(jù)流傳輸?shù)母咝院蜁r效性。一種行之有效的手段就是利用衛(wèi)星通信與信息柵格一體化發(fā)展，借此可高效獲取戰(zhàn)場實時態(tài)勢信息，確?！按虻泌A”。

3）開展衛(wèi)星通信與信息柵格一體化的實戰(zhàn)應用研究

在“非接觸、非線性、非對稱”的新型戰(zhàn)爭樣式中，多兵種聯(lián)合作，多種通信手段綜合運用，為確保通信、情報信息可靠及時傳輸，衛(wèi)星通新處于主導地位。衛(wèi)星通信與柵格化信息網(wǎng)的一體化發(fā)展，將整合現(xiàn)有的各種信息傳輸手段，包括陸基、?；⒖栈雀鞣N戰(zhàn)術系統(tǒng)。從實戰(zhàn)需求出發(fā)，必然要開展衛(wèi)星通信與信息柵格技術一體化的實戰(zhàn)應用研究，實現(xiàn)從概念提出、初步作戰(zhàn)能力形成、部署并具有完全作戰(zhàn)能力周期規(guī)劃和管理。其中最為關鍵的是整合環(huán)境感知信息獲取和網(wǎng)絡規(guī)劃、監(jiān)視、和控制能力方面的研究。

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