美軍信息通信系統(tǒng)發(fā)展研究

郭麗紅，張 謙，梅 強，張兵山

(北京跟蹤與通信技術研究所，北京 100094)

美軍信息通信系統(tǒng)發(fā)展研究

郭麗紅，張 謙，梅 強，張兵山

(北京跟蹤與通信技術研究所，北京 100094)

美軍信息通信系統(tǒng)的發(fā)展大致可劃分為3個主要階段：國防通信系統(tǒng)(DCS)、全球信息柵格(GIG)和基于國防部信息網絡(DODIN)構建聯(lián)合信息環(huán)境(JIE)。這從某種程度上體現(xiàn)了伴隨計算機和網絡技術發(fā)展而導致的通信系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合發(fā)展的趨勢，也是通信系統(tǒng)或信息系統(tǒng)內涵擴大的過程。從通信系統(tǒng)到全球信息柵格，再到國防部信息網絡和聯(lián)合信息環(huán)境，狹義的通信系統(tǒng)逐漸成為廣義信息系統(tǒng)不可分解的構成部分?；仡櫫嗣儡娡ㄐ畔到y(tǒng)的發(fā)展歷程，展望其發(fā)展方向，分析其發(fā)展脈絡和發(fā)展特點，供相關研究人員參考借鑒。

國防通信系統(tǒng)；國防信息系統(tǒng)網；全球信息柵格；聯(lián)合信息環(huán)境；國防部信息網絡；國防信息系統(tǒng)局

0 引言

在國防信息系統(tǒng)局(DISA)推動引領下，美軍已建成世界上最先進、最復雜、最強大的天地一體化的信息通信系統(tǒng)，在保障作戰(zhàn)人員軍事行動中起著至關重要的作用，其發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢值得分析、研究與借鑒。

1 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

根據美軍信息通信系統(tǒng)的典型系統(tǒng)，結合通信和計算機、網絡技術的發(fā)展，大致可以宏觀地將美軍信息通信系統(tǒng)的發(fā)展劃分為國防通信系統(tǒng)(DCS)、全球信息柵格(GIG)、基于國防部信息網絡(DODIN)構建聯(lián)合信息環(huán)境(JIE)3個階段。

1.1 國防通信系統(tǒng)

美軍早期的系統(tǒng)性軍事通信設施是國防通信系統(tǒng)，其建設始于20世紀60年代，后發(fā)展為全數字、全分布、多功能交換的抗干擾保密戰(zhàn)略通信網，它能保障美國總統(tǒng)與國防部長、參謀長聯(lián)席會議主席、情報機構以及戰(zhàn)略部隊的直接通信，并能為固定基地和陸海空三軍的機動部隊提供中樞線路[1-3]，而陸?？杖娺€擁有各自為政的通信系統(tǒng)。

1.2 全球信息柵格

隨著計算機技術、網絡技術的發(fā)展，以及各種信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，1999年，為了解決多信息通信系統(tǒng)的集成和互操作，美軍開始建設全球信息柵格，早期的上述通信基礎設施演變成為全球信息柵格中的通信基礎設施，是美軍信息系統(tǒng)發(fā)展的基礎，承載著美軍先進的信息系統(tǒng)和指揮控制功能[4-5]。

GIG建設分為3個階段[5]：1999～2003年，按照GIG初步設想對原有網絡和設施進行集成；2004～2011年，在各軍種內部實現(xiàn)GIG功能；2012～2020年，實現(xiàn)三軍信息系統(tǒng)的互連、互通、互操作，全面完成全球信息柵格建設。

在全球信息柵格建設中，按照美軍在軍事通信轉型中的劃分，主要按照地面、無線和天基三部分來組織實施。在實際建設中，仍是由國防部級的信息通信系統(tǒng)、各軍種的通信網絡體系等構成。

國防信息系統(tǒng)局(DISA)自2006年開始整合全球信息柵格，至今已完成2個階段工作。第1階段工作主要是將程序、服務和網絡遷移到一個基于IP的共用基礎設施中，實現(xiàn)以網絡為中心。第2階段工作始于2011年3月，擴展了整合的概念，即超出了以IP為基礎的服務，包括應用程序、服務和數據、通信、信息安全保障、網絡作戰(zhàn)和企業(yè)管理，以及計算基礎設施。2013年，DISA進入全球信息柵格整合的第3階段，整合的重點是以云計算為基礎，提供普通用戶服務、平臺服務、基礎設施服務3層云服務以及相關任務保障服務和企業(yè)服務管理等功能。依照國防部的原定建設規(guī)劃，到2020年，GIG將全面建設成將傳感器柵格、作戰(zhàn)平臺柵格和指揮控制柵格有機融合在一起的高度一體化的信息網絡，為美軍在全球實施網絡中心戰(zhàn)提供強有力支撐[4,6-7]。

1.3 基于國防部信息網絡構建的聯(lián)合信息環(huán)境

經過多年整合與建設，全球信息柵格在實現(xiàn)集成和互操作方面取得了一定進展，網絡性能也有了很大提升，但也構建形成了全球最復雜的異構分布式系統(tǒng)，存在諸多問題，并未達到美軍最初設計的最佳狀態(tài)。為此，2012年，美軍提出了聯(lián)合信息環(huán)境(JIE)建設計劃，希望按照“標準化”和“體系化”的思路，建設一體化、安全、高效的企業(yè)聯(lián)合信息環(huán)境[7-9]。2013年9月18日，美國發(fā)布《國防部聯(lián)合信息環(huán)境實施戰(zhàn)略》[7]，期望利用單一聯(lián)合企業(yè)IT平臺，為聯(lián)合作戰(zhàn)力量和非國防部任務伙伴的全頻譜作戰(zhàn)提供安全、可靠和靈活的國防部范圍的信息環(huán)境。戰(zhàn)略內容包括：① 愿景和路線圖；② 關鍵里程碑、度量和資源；③采辦策略和管理計劃；④ 關鍵技術和政策挑戰(zhàn)；⑤ 能力差距和依賴；⑥ 人員挑戰(zhàn)。

2014年前后，全球信息柵格更名為國防部信息網絡(DODIN)；2015年初，國防部信息網絡聯(lián)合部隊司令部具備初始作戰(zhàn)能力[10]。此后所發(fā)布的有關美軍信息通信系統(tǒng)建設的戰(zhàn)略或計劃均將聯(lián)合信息環(huán)境和國防部信息網絡作為重點[11-12]，二者關系密切，國防部信息網絡是實現(xiàn)聯(lián)合信息環(huán)境的基礎設施，美軍借助聯(lián)合信息環(huán)境項目整合美軍信息技術基礎設施，以期打造互操作性網絡，提高網絡效能和安全性，實現(xiàn)聯(lián)合信息環(huán)境。

在升級國防部信息網絡通信帶寬、提升通信和基礎設施彈性的同時，最終，聯(lián)合信息環(huán)境將提供標準框架，從而方便后續(xù)以靈活的方式引進新的能力，其最終狀態(tài)將包括：1個全面運行的全球企業(yè)運行中心(GEOC)，以及全面mesh聯(lián)網的若干個地區(qū)企業(yè)運行中心(EOC)，EOC提供無縫控制和故障恢復[7]。

整個框架分為3級：全球范圍——全球企業(yè)運行中心負責全球范圍內的聯(lián)合信息環(huán)境全球運行；區(qū)域范圍——企業(yè)運行中心則僅負責某個指定區(qū)域的工作；本地范圍——最底層是基地，負責本地區(qū)的工作[7]。

聯(lián)合信息環(huán)境將具有統(tǒng)一的安全體系結構，它將明確提出一個陸?？杖姽玫陌踩w系結構，提供基礎能力、運作與防御、管控三方面的安全功能；在基于IP的體系結構下，整個系統(tǒng)僅有18個國防部級的軟交換和93個集體控制器(session controller)，每年的運維費為10 000萬美元，降到原來的五分之一[7]。

2013年7月31日，聯(lián)合信息環(huán)境增量1達到初始運行能力，包括在德國斯圖加特建立了首個地區(qū)企業(yè)運行中心(EOC)，這是一個里程碑意義的事件。該企業(yè)運行中心負責管理美國歐洲司令部和非洲司令部責任區(qū)內聯(lián)合信息環(huán)境企業(yè)系統(tǒng)的訪問管理，是國防部信息網絡作戰(zhàn)以及防御性網絡作戰(zhàn)的單一進入點和主要執(zhí)行者。每一個企業(yè)運行中心(EOC)合并了幾十個指揮和控制節(jié)點。德國斯圖加特的首個地區(qū)企業(yè)運行中心(EOC)有7個基地聯(lián)網，并已經建立了一個核心數據中心。按照計劃，太平洋和美國的企業(yè)運行中心(EOC)陸續(xù)展開。2016年9月，其全球中心設施推出的消息見諸網絡[13]。另一個重大進展是部署聯(lián)合區(qū)域安全棧。聯(lián)合區(qū)域安全棧為安全架構的一部分，將有助于提升全軍指揮-控制及態(tài)勢感知能力。美軍將在全球23處部署聯(lián)合區(qū)域安全棧，其中11處位于美國大陸[7]。2014年9月14日，部署的第一處網站圣安東尼奧聯(lián)合基地網站達到初始運行能力，下一個聯(lián)合地區(qū)安全堆棧站點可能是布拉格堡或德堡，最終目標是到2016年底在美國大陸及海外基地部署所有的聯(lián)合區(qū)域安全棧并更新軟件，到2017年第一季度使其具備運行能力。聯(lián)合信息環(huán)境項目2015財年預算為1 330萬美元，2016財年增至8 400萬美元。[14]

2 未來發(fā)展規(guī)劃與技術發(fā)展

2.1 DISA職能及其作用

在美軍信息通信系統(tǒng)發(fā)展過程中，DISA起著至關重要的作用，其前身是國防通信局。

美軍很早就開始考慮統(tǒng)一信息系統(tǒng)建設，早在1960年5月，美軍成立了國防通信局(DCA)，這是美軍歷史上第一個統(tǒng)管全軍通信的機構，負責對美陸、海、空三軍各自為政的通信系統(tǒng)進行集成，從國防部層面對骨干國防通信系統(tǒng)進行統(tǒng)管，并努力消除各軍種通信系統(tǒng)因為重復建設而產生的各種問題。1987年，國防部通信局與聯(lián)合戰(zhàn)術C3局合并；1989年，聯(lián)合互操作測試中心成立；同年，國防部提出“整體信息管理”倡議，并指定國防部通信局負責實施；1990年，國防部將通信局的職能定位為指導整個國防部的C3I。1991年6月，國防部通信局進行重整，并更名為國防信息系統(tǒng)局(DISA)，啟動了國防信息基礎設施建設，進而轉向全球信息柵格建設。[3，6]

在50多年的發(fā)展歷程中，隨著技術的發(fā)展，DISA多次轉型，地位與作用日益顯著，成為美軍信息化建設指導機構和重要的作戰(zhàn)支持機構，負責設計并提供指揮控制能力和企業(yè)基礎設施，運行全球網絡中心企業(yè)并確保其能夠直接支持聯(lián)合作戰(zhàn)人員、國家層領導，以及其他任務伙伴和盟國伙伴。

在通信與信息系統(tǒng)建設中，美軍一直注重采用最新的技術和商用現(xiàn)貨。1991年國防部通信局更名為國防信息系統(tǒng)局，標志著美軍抓住了通信技術與信息技術融合的契機，美軍在信息化建設方面走在了世界前列；2010年，伴隨國防部的轉型，移動技術、云計算、大數據、信息共享和安全技術進入DISA的視野，并成為其戰(zhàn)略中重點關注的技術領域。

2014年，據美國C4ISR網站2014年7月1日報道，美國防部將成立國防信息系統(tǒng)局網絡安全聯(lián)合工作組[15]，理清美國軍隊網絡運行及網絡防御工作，包括DISA的職責與權限。美國國防部計劃采用集中管控的方式重組軍用網絡與信息技術作戰(zhàn)的體系結構。此次調整，無疑將對DISA產生影響。2015年1月，隸屬于國防信息系統(tǒng)局的國防部信息網絡聯(lián)合部隊司令部開始運作，其職責是負責國防部信息網絡的運行維護和防御作戰(zhàn)[16]。

2.2 相關規(guī)劃與計劃

在國防部轉型啟動后，作為轉型核心之一的DISA推動著美軍信息化建設的發(fā)展，在其發(fā)布的信息化建設計劃和規(guī)劃中，既有短期的行動計劃，又有中期的戰(zhàn)略規(guī)劃，同時還有針對GIG、聯(lián)合信息環(huán)境的總體規(guī)劃，這些規(guī)劃與計劃指導著美軍通信系統(tǒng)的建設。

① 定期更新《國防信息系統(tǒng)局行動計劃》指導頂層設計

2010年，DISA發(fā)布了《國防信息系統(tǒng)局行動計劃》，該計劃從頂層設計的角度對未來如何應對全球化信息服務的挑戰(zhàn)和任務進行了規(guī)劃。2011年，DISA發(fā)布了2011～2012版《行動計劃》，但基本思路不變。之后，美軍每兩年對《行動計劃》進行一次更新，以便美軍信息建設能夠適應技術的發(fā)展和需求的變化，達成美軍信息優(yōu)勢。

② 定期修訂《2013～2018戰(zhàn)略規(guī)劃》確保順應技術發(fā)展

除了2年更新的《行動計劃》，2012年9月，DISA發(fā)布了《2013～2018戰(zhàn)略規(guī)劃》，2014年，發(fā)布《2014～2019戰(zhàn)略規(guī)劃》[17]。這種定期更新、維護的行動計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃確保了美軍信息基礎設施建設能夠順應技術的發(fā)展，適應國防部戰(zhàn)略和需求的變化與調整。以《2013～2018戰(zhàn)略規(guī)劃》和《2014～2019戰(zhàn)略規(guī)劃》關注的未來技術領域為例(如表1所示)，就可看出其傳承性和前瞻性。

表1 戰(zhàn)略規(guī)劃關注的未來技術領域

2013～2018戰(zhàn)略規(guī)劃2014～2019戰(zhàn)略規(guī)劃 高性能光網絡技術，容斷網絡技術，云計算技術，大數據技術，企業(yè)管理技術，移動技術，企業(yè)IDAM(身份管理和訪問控制)技術，跨域技術 敏捷、自適應指揮和控制(A2C2)技術，應用生命周期自動化技術，數據服務(大數據)技術，云計算技術，賽博指揮和控制技術，企業(yè)身份和訪問管理技術，高性能聯(lián)網技術，安全移動技術，物聯(lián)網

而連續(xù)兩版戰(zhàn)略規(guī)劃對于戰(zhàn)略目標的一致性表明了其戰(zhàn)略的連續(xù)性：① 發(fā)展聯(lián)合信息環(huán)境；② 提供聯(lián)合指揮和控制及領導支持；③ 運行和保障企業(yè)環(huán)境；④ 優(yōu)化國防部投資。

DISA通過及時跟蹤、了解和洞察先進的、顛覆性的信息技術，制定發(fā)展戰(zhàn)略，有效地影響信息技術的研發(fā)和投資，滿足國防部的獨特需求。利用顛覆性的信息技術，美軍成倍地降低成本、縮短時間、節(jié)約資源和提升作戰(zhàn)效能。

2.3 未來技術發(fā)展

根據美國國防部技術路線圖，在未來幾年內，移動技術、云計算和安全技術將是其關注重點[18-21]，這些技術將提供更好的態(tài)勢感知能力并提高軍事通信現(xiàn)代化水平。如何以一種低成本、高效益的方式，廣泛、安全地推行這些技術，是當前和今后美國國防部面臨的一項嚴峻挑戰(zhàn)。在衛(wèi)星通信方面，未來的地面終端將更小、更輕，空間系統(tǒng)將向分解式方向發(fā)展。更長遠地看，量子通信、激光通信、認知無線電技術[22]、太赫茲通信[23-24]均具有軍事用途。

3 未來發(fā)展展望

隨著多顆軍事通信衛(wèi)星的發(fā)射，美軍在穩(wěn)步發(fā)展軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)；陸、海、空各自加強網絡建設，繼續(xù)推進國防部信息網絡整合工作；海上綜合網絡、動中通網絡、戰(zhàn)場機載通信節(jié)點、聯(lián)合戰(zhàn)術無線電系統(tǒng)及數據鏈系統(tǒng)等戰(zhàn)術通信系統(tǒng)均取得了快速發(fā)展；對機載通信設備的升級，不斷提高機載通信能力。與此同時，美軍依然加大了對通信系統(tǒng)的預算，根據有限的資料歸納分析，未來美軍通信系統(tǒng)發(fā)展的大方向主要體現(xiàn)在以下幾方面。

① 持續(xù)發(fā)展骨干網絡，實現(xiàn)大容量、超長距離信息傳輸

未來，美軍通信骨干網的通信能力將持續(xù)提升。

地面光纖通信在容量和傳輸距離等方面將進一步提高，國防部信息網絡干線光通信將實現(xiàn)單波長100 Gbps以上。

機載高速通信將陸續(xù)投入使用，并成功解決終端功率、體積等問題，美國高級研究計劃局正在實施“光學和無線電頻率組合鏈路試驗計劃”、“100G射頻骨干網絡技術研究”等計劃，形成光/射頻混合的寬帶機載、車載通信系統(tǒng)，其空地鏈路最高可達100 Gbps，有望為美軍提供高機動、遠距離、超高速率的戰(zhàn)場骨干網通信鏈路，為構建空中骨干網以及空地一體化寬帶通信提供有力支撐。

衛(wèi)星通信容量隨著WGS、AEHF、MUOS、UFO的部署持續(xù)提升[25-26]，WGS衛(wèi)星是美軍目前通信容量最大的寬帶軍事通信衛(wèi)星，單顆WGS衛(wèi)星的容量達到1.2～3.6 Gbps(瞬時容量達4.875 Gbps)，具備話音、數據、圖像等高速率多媒體信息傳輸的能力，MUOS系統(tǒng)將于2016年完成部署，將服役至2025年左右，其“動中通”速率可達到64 kbps甚至更高，而整個系統(tǒng)可同時接入16 322個新型終端和424個傳統(tǒng)終端，總容量達到40 Mbps。自由空間激光通信技術在衛(wèi)星通信中的應用雖然在前幾年因為TSAT轉型衛(wèi)星系統(tǒng)的暫停而中止，近期，由于空間激光通信取得較大進展，DISA與美國激光通信公司簽署了“合作研究與發(fā)展協(xié)議”，聯(lián)合研發(fā)“衛(wèi)星—地面全球混合全光學網絡通信技術”。雙方將致力于開發(fā)中軌道通信衛(wèi)星基于激光的全光學通信解決方案。DISA將評估相關技術的可行性以及全光學系統(tǒng)的末來應用前景，以確定激光通信衛(wèi)星系統(tǒng)如何能夠為國防部提供信息服務。這表明，在當前各通信衛(wèi)星星座全部就位后，未來，美軍還可能通過激光通信技術進一步提高天基骨干網的通信能力[27]。

據美國國防系統(tǒng)網2015年4月7日報道，美國國防信息系統(tǒng)局發(fā)布價值43億美元的“全球網絡服務”項目合同招標書，計劃建立一個單一的全球網絡，覆蓋全球有線和無線網絡，運行速度將為當前的10倍以上，項目合同已于2016年4月授出。項目的目標是升級國防信息系統(tǒng)企業(yè)級網絡信息傳輸能力，創(chuàng)建新型網絡，涵蓋可傳輸聲音、視頻、圖像和數據且傳輸速度達100 Gbps的光纖寬帶、無線局域網、衛(wèi)星及移動電話終端等?！叭蚓W絡服務”項目將處理非機密互聯(lián)網協(xié)議路由網絡和機密互聯(lián)協(xié)議路由網絡上的信息傳輸。國防信息系統(tǒng)局希望到2020年“全球網絡服務”初步建成[28]。

② 統(tǒng)一采用IPv6網絡協(xié)議，提供豐富地址和靈活路由能力

隨著IPv6、自動流量控制等技術逐漸得到廣泛應用，美軍網絡將具有更豐富的地址資源和超強的自動尋址能力、更靈活的資源配置能力，可適應未來戰(zhàn)爭對網絡提出的寬帶多業(yè)務、靈活實時、傳感器智能共享等更高要求。美國從2005年底開始要求所有軍方系統(tǒng)均采用IPv6；2013年，美國軍方推出“一切基于IP”的“統(tǒng)一能力”戰(zhàn)略，旨在將現(xiàn)有的協(xié)作平臺整合到單一的IP環(huán)境中，從而提升安全性、信息共享能力和成本效率，確保軍隊、作戰(zhàn)指揮和國防各機構間的無縫連接安全和聯(lián)合協(xié)作安全。按照計劃，國防部預計2016財年將采納企業(yè)范圍的“統(tǒng)一能力”戰(zhàn)略[29]。為了實現(xiàn)全天候運轉，美國國防部需要采用高度有效的“統(tǒng)一能力”解決方案，國防部的信息系統(tǒng)將覆蓋包括移動終端用戶、固定設施、戰(zhàn)場作戰(zhàn)人員等所有用戶，可以實現(xiàn)復雜條件下和移動中的通訊能力?！敖y(tǒng)一能力”將對信息流程的管理、指揮和控制，公共安全，以及情報監(jiān)視和偵察提供有力的支持[30]。

③ 穩(wěn)步推廣云計算、移動通信等先進信息技術，提升信息服務的質量和效率

隨著網絡互連、數據融合與挖掘、高性能計算等技術的持續(xù)發(fā)展，美國將基本建成以網絡為中心的信息環(huán)境，可向所有授權用戶提供一整套獨立于平臺的通用信息服務功能，包括信息管理、處理、存儲、安全等，信息服務系統(tǒng)將更加網絡化、智能化。隨著云計算、移動通信、移動智能終端等技術的不斷成熟與推廣，將顯著提高軍用信息資源的處理、訪問效率，滿足高度分散的前沿作戰(zhàn)單元的動態(tài)信息需求。信息處理分發(fā)流程也將從當前的集中處理、按計劃分發(fā)，轉變?yōu)椤鞍葱枳灾鳙@取和智能推送”模式，極大地提高信息的利用效率，大幅縮短將原始數據轉化為可用情報信息的時間。美國防部正在大力推進“情報云”、“戰(zhàn)術云”在美三軍的應用，未來美軍將充分利用云計算、移動智能終端、大數據技術開發(fā)戰(zhàn)術工具，提升戰(zhàn)術前沿信息利用的質量和效率，提高作戰(zhàn)能力。

④ 主動加強網絡安全的整體防護能力，保障信息高保密傳輸

信息網絡安全防護將從目前依靠零散技術手段簡單疊加模式，向功能更加集成、運用更加靈活的綜合體系轉變。美國將在國防信息基礎設施中嵌入綜合網絡防護體系。如，2013年10月7日，美國國防部國防科學委員會(DSB)發(fā)布《維持2030年優(yōu)勢的賦能技術與創(chuàng)新》報告，在“應對全球機會均等時代的關鍵投資機遇”部分，重點探討的內容之一是“對網絡電磁(賽博)攻擊具有內在自防御能力的網絡”。美空軍提出通過可分解、可變形、可重構的體系結構，以及自動地檢測和消除安全漏洞，增強網絡的生存能力。而美國國防部正在大力推進的“聯(lián)合信息環(huán)境”建設，將采用統(tǒng)一的安全體系結構、標準化的基礎設施、完善的身份和訪問管理等手段，通過開發(fā)通用的網絡安全體系結構，構建跨部門、跨機構的聯(lián)合防護機制，提高國防部聯(lián)合安全防御能力。統(tǒng)一的安全體系機構能夠大幅降低網絡復雜度、顯著提高安全管理的效費比，轉變移動設備、嵌入式系統(tǒng)等的安全劣勢，大幅提升網絡基礎設施整體安全性。

⑤ 積極構建“聯(lián)合信息環(huán)境”，實現(xiàn)整體信息服務[31-32]

美國防部正在積極推進“聯(lián)合信息環(huán)境”(JIE)的構建。JIE的主要目標是在單一安全體系結構下提供共享的信息技術基礎設施和通用企業(yè)服務集合。JIE將包含網絡運營中心、數據中心、身份管理系統(tǒng)以及基于云的應用程序和服務。JIE允許在網絡邊緣使用任一設備進行操作，旨在加速網絡指揮與控制節(jié)點扁平化，減少國防部網絡管理開銷。

JIE是美軍目前進行的規(guī)模最大的聯(lián)合信息技術工作。目前，五角大樓領導人正努力確保陸海空三軍都在執(zhí)行第一階段的實施工作。其目標是實現(xiàn)基于云的互操作網絡和服務，在需要的時間和地點提供安全的語音、數據和情報。

美軍希望通過聯(lián)合信息環(huán)境的構建，與信息技術發(fā)展同步，將全球作戰(zhàn)人員緊密聯(lián)系起來。同時，國防信息系統(tǒng)局還將通過聯(lián)合的形式與各盟國進行合作，從而更好地開發(fā)聯(lián)合信息環(huán)境。

4 美軍通信網發(fā)展脈絡分析

深入分析美軍通信網的發(fā)展脈絡，可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律值得關注。

① 整合和一體化是核心

從更深的層面分析美軍通信網發(fā)展脈絡，雖然歷經多個發(fā)展階段，但其核心始終是整合和互連互通。整合，就是將分散的網絡整合為一個，互連互通是整合的具體措施之一。而在不同的時期，不同的技術階段，整合和互連互通的層面有所不同。

② 伴隨技術和用戶需求發(fā)展的層次演進是實質

從開發(fā)系統(tǒng)互連(OSI)模型看，美軍通信網在整合和互連互通進程中，是從低層次的互通發(fā)展到高層次的互通。早期，是傳輸層的互連互通，隨著網絡的發(fā)展，逐漸上升為網絡層的互連互通(GIG階段)，發(fā)展到聯(lián)合信息環(huán)境(JIE)階段，是信息的共享和融合，云計算和大數據成為必不可少的工具。這種從低層次的互連互通到高層次的互連互通，是伴隨著技術的發(fā)展和用戶的需求發(fā)展而進行的；未來，再進一步的發(fā)展，仍將是以技術發(fā)展為基礎，以用戶需求為出發(fā)點。

③ 伴隨技術發(fā)展的技術層次細分

在OSI模型的各個層內，隨著技術的發(fā)展，層內的分層增加，更加細致；在每個層內，新出現(xiàn)的分層的層內整合演進也是從底層向高層發(fā)展，演進的目的是提高效率、資源利用率、設備使用效率，降低維護成本，反映在人員配備及其技能上，所需人員的專業(yè)更多，專業(yè)劃分更細、更多。

④ 與通信系統(tǒng)和信息系統(tǒng)融合的趨勢相一致

從國防通信系統(tǒng)(DCS)到國防信息基礎設施(DII)，再發(fā)展到全球信息柵格(GIG)、基于國防部信息網絡構建的聯(lián)合信息環(huán)境，這與伴隨計算機和網絡技術發(fā)展而導致的通信系統(tǒng)與信息系統(tǒng)融合發(fā)展的趨勢一致，也是通信系統(tǒng)或信息系統(tǒng)內涵擴大的過程，狹義的通信系統(tǒng)逐漸成為廣義信息系統(tǒng)不可分解的構成部分。

5 發(fā)展特點分析

縱觀美軍通信系統(tǒng)的發(fā)展，可以總結出以下特點，這些均值得借鑒。

① 統(tǒng)一領導機構，重視頂層設計

美軍在20世紀60年代成立國防通信局(DCA)的初衷就是要對通信系統(tǒng)實時統(tǒng)一的領導與管理，1989年提出的“整體信息管理”倡議更是要進一步避免重復建設和煙囪式系統(tǒng)。1991年國防部通信局更名為國防信息系統(tǒng)局，對三軍的通信與信息系統(tǒng)進行集成，并伴隨通信技術與信息技術融合的契機，轉向全球信息柵格(GIG)建設；2010年，伴隨國防部的轉型，移動技術、云計算、大數據、信息共享和安全技術成為DISA重點關注的技術領域。

DISA通過定期發(fā)布行動計劃與戰(zhàn)略規(guī)劃，統(tǒng)領美軍的信息系統(tǒng)建設。2年更新的《國防信息系統(tǒng)局行動計劃》、每年更新的5年期《戰(zhàn)略規(guī)劃》，以及2012年發(fā)布的《全球信息柵格會聚總體規(guī)劃(GCMP)》都是美軍進行通信和信息系統(tǒng)建設的指導性綱領文件。除此之外，2012年、2013年先后發(fā)布的《移動設備戰(zhàn)略》、《國防部商用移動設備實施規(guī)劃》、《移動設備管理方法》為部署商用移動設備提供了頂層框架；2015年發(fā)布的云計算“安全采辦指南”(SRG)為正在開展的云計算部署提供了綱領性文件[33]。

無論是機構設置，還是定期發(fā)布頂層規(guī)劃與綱領性文件，其目的都是為了避免多軍種各自為政導致的重復建設等諸多問題，將美軍通信與信息系統(tǒng)的建設統(tǒng)一到服務國家軍事戰(zhàn)略的目的上，提高投資效益，同時，早期發(fā)布指導性文件與標準，從根本上指導通信系統(tǒng)的互連互通與互操作，避免后期為實現(xiàn)互操作和互連互通而導致的成本增加。

② 采用開放式體系結構和成熟商用技術，促進軍民融合式發(fā)展

美軍正逐漸擺脫軍隊專用的發(fā)展模式，特別重視商用現(xiàn)貨的引入和使用，并大量在軍用系統(tǒng)中引入成熟的商用技術，無論是地基網絡，還是衛(wèi)星通信，基本都與商用技術同步發(fā)展，DISN地基網絡基本遵循X.25協(xié)議網絡——幀中繼網絡——ATM網絡——MPLS、光纖、TCP/IP網絡的發(fā)展路徑；新一代的美軍通信衛(wèi)星WGS、MUOS、AEHF等都采用了新技術，特別是MUOS，可為作戰(zhàn)人員提供多種通信，甚至兼容IPv4和IPv6協(xié)議的互聯(lián)網通信，被稱作通過太空部署的智能手機網絡；美軍還大量租用商業(yè)通信衛(wèi)星的信道用于軍事應用。當前美軍正在開展的移動能力建設中，也大量采用商用移動設備。云計算和大數據技術在美軍中的部署也大量依賴商業(yè)公司進行，為此，美軍還發(fā)布了云計算“安全采辦指南”(SRG)。

美軍這種采用開放式體系結構和商用現(xiàn)貨、成熟商用技術的方式，在當前國防預算持續(xù)低迷的環(huán)境下很好地適應了財政環(huán)境和作戰(zhàn)需求，不僅降低了成本，提高了美軍使用、應用新技術的步伐，加快了美軍技術升級的頻率，還為美軍租用、使用民用設備提供了可能性，商用現(xiàn)貨及技術在性能、靈活性和成本方面的優(yōu)勢逐漸在近期的實戰(zhàn)中得以體現(xiàn)。諸多軍品承包商大量使用商用現(xiàn)貨及技術，軍民融合推動著信息技術的發(fā)展，使美軍的信息化作戰(zhàn)能力得到躍升。

③ 需求牽引、技術推動，螺旋式穩(wěn)步發(fā)展

美軍的全球一體化作戰(zhàn)強調面向任務的作戰(zhàn)指揮，系統(tǒng)建設從輻射狀、層級式、程式化向邊緣化、非層級、一體化發(fā)展，實現(xiàn)最基層單位的自主結合。加之美軍認為自己面臨反介入/區(qū)域拒止作戰(zhàn)環(huán)境，提出了聯(lián)合作戰(zhàn)構想，要跨域協(xié)調，以能力集成取代能力疊加，將美軍的聯(lián)合作戰(zhàn)從聯(lián)合協(xié)調升級為跨域協(xié)調。這些都要求通信系統(tǒng)的發(fā)展要立足于滿足作戰(zhàn)部隊在戰(zhàn)場上的基本數據和信息需求，在部署和行動過程中時刻保持可靠的連通性，在惡劣通信環(huán)境下有效開展指揮控制，為分布在全球各處的作戰(zhàn)人員提供協(xié)調能力，拓展作戰(zhàn)人員的行動范圍。

為滿足上述要求，美軍必須利用先進的通信技術增強作戰(zhàn)人員的通信能力，通信技術的迅猛發(fā)展以及美國所具有的技術優(yōu)勢，也保障了美軍的通信系統(tǒng)建設一直居于全球領先地位。

④ 通過技術研發(fā)和通信系統(tǒng)共享，加強與戰(zhàn)略伙伴的合作關系

美軍戰(zhàn)略特別強調要發(fā)揮同盟國和伙伴國的作用，不僅要實現(xiàn)各軍種協(xié)調，還要充分使用美國政府機構、軍事合作伙伴以及作戰(zhàn)國家或地區(qū)組織的軍事力量。通過聯(lián)合進行先進通信技術的研發(fā)，以及通信系統(tǒng)的共享，美國有效地加強了戰(zhàn)略伙伴國家與美國的軍事聯(lián)系。

美國國防部在2014年發(fā)布了“國防科技研發(fā)戰(zhàn)略”，提出利用盟國的投資來填補美國在能力上的不足，在分攤成本的同時，填補美國的技術空白，并確保最終產品有效的互操作性。該戰(zhàn)略主要關注與澳大利亞、加拿大、新西蘭和英國開展合作。在通信系統(tǒng)建設方面，美空軍也正在尋找未來國際太空合作伙伴，協(xié)助分擔衛(wèi)星成本。

澳大利亞為WGS-6投資約7億美元。作為交換，澳大利亞軍方將可以訪問整個10顆衛(wèi)星的WGS星座，訪問程度與其投資水平相當[34-35]。

國際合作模式適用于美國空軍最安全的通信衛(wèi)星。加拿大、荷蘭、英國已經為空軍的“先進極高頻”(AEHF)衛(wèi)星提供了2.7億多美元。該系統(tǒng)還可以用于核指揮與控制。據防務系統(tǒng)2013年6月20日報道，加拿大成為首個使用該衛(wèi)星進行通信的國際合作伙伴。據洛克希德·馬丁公司報道，由美國、加拿大人員組成的團隊在加拿大渥太華附近成功使用SMART-T通信終端與AEHF-1進行了聯(lián)接，用戶能夠與位于科羅拉多州施里弗空軍基地的美國空軍第四空間作戰(zhàn)大隊進行數據交換。此后，美國還支持加拿大軍隊測試了多種海軍多波段IP終端與AEHF網絡的數據交換。在形成初始作戰(zhàn)能力前，加拿大還將繼續(xù)進行數月的測試工作。荷蘭與英國作為AEHF國際合作伙伴，按計劃將在年底完成首次終端聯(lián)接[36]。

美軍認為，推行聯(lián)盟可獲多種好處，包括改善項目穩(wěn)定性、節(jié)約成本和提高互操作性，還可限制不友好國家實施反衛(wèi)星攻擊。

⑤ 慎重對待先進技術的應用與研發(fā)

美軍非常重視先進技術的軍事應用與研發(fā)，一般很早就介入對新技術的跟蹤。但是，美軍對待新技術的態(tài)度非常謹慎，長期跟蹤與調研必不可少。

以云計算為例，美國國防部從20世紀90年代中期開始研究應用云計算的可能性，經過12年的調研工作，最終在2008年確認云計算在軍事信息系統(tǒng)有廣闊的應用前景，并確定由DISA主持云計算研發(fā)任務。2012年7月，美國防部對外發(fā)布云計算戰(zhàn)略，目標是實施云計算，將其作為服務手段，在任何地點、任何時間、在任何授權的設備上支持國防部的任務[21]。

⑥ 基于已有網絡基礎設施構建虛擬專用網，降低成本提高時效

為了保障美軍的聯(lián)合試驗與鑒定，美軍基于國防研究與工程網(Defense Research and Engineering Network，DREN)和保密國防研究工程網(SDREN)構建了“聯(lián)合任務環(huán)境試驗能力”(JMETC)，為聯(lián)合試驗構建基礎設施。

JMETC是在保密國防研究工程網上建立虛擬專用網，網絡站點可根據用戶需求和未來的潛在應用而擴展，網絡提供持久的信息傳輸能力，可實現(xiàn)在地域上分散的研制實驗室、國防部工業(yè)實驗室、試驗設施、仿真中心和靶場及任何與聯(lián)合任務基礎設施相連接的場所間的廣泛互聯(lián)。在技術上，該網絡并非真正的虛擬專用網，但它卻非常類似虛擬專用網，以現(xiàn)成的保密國防研究工程網為基礎構建。

這種方式降低了成本，節(jié)約了構建時間，提高了構建網絡連通行動時效性，利用JMETC，能夠在采辦的程序中更早地進行更多強健的試驗，并為現(xiàn)代化的集成過程提供通用、經認證的工具。

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Research on Development of US Army Information and Communication System

GUO Li-hong，ZHANG Qian，MEI Qiang，ZHANG Bing-shan

(Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology，Beijing 100094,China)

The development phases(seedtime) of US Army information and communication system maybe compartmentalized as：Defense Communications System(DCS)，Globe Information Grid(GIG)，Joint Information Environment(JIE)constructed on the infrastructure of DoD Information Network(DODIN).These phases are the embodiments of amalgamation development trends of communication system and information system，as a result of the computer and network technology development.From DCS to GIG，then to DODIN and JIE，during the development course，communication system has become an indiscerptible composing part of information system gradually.The evolution course of US Army information and communication system is reviewed，the future development direction is viewed，and the development venation and development characteristics are analyzed，for reference to interested investigators.

defense communications system；defense information system network；globe information grid；Joint information environment；DoD information network；defense information systems agency

郭麗紅，張 謙，梅 強，等.美軍信息通信系統(tǒng)發(fā)展研究[J].無線電通信技術,2017,43(3)：13-20.

[GUO Lihong，ZHANG Qian，MEI Qiang,et al.Research on Development of US Army Information and Communication System [J].Radio Communications Technology，2017,43(3):13-20.]

2017-02-23

郭麗紅(1970—)，女，工程師，主要研究方向：信息通信領域科技信息。梅 強(1973— )，男，高級工程師，主要研究方向：信息通信領域。

TN914

A

1003-3114(2017)03-13-8