5G軍事應(yīng)用場(chǎng)景及專網(wǎng)部署研究

廖晶靜，歐新建

（武漢船舶通信研究所，武漢 430205）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)，信息量呈爆炸式增長，數(shù)據(jù)體量也越來越大，對(duì)軍事通信保障能力提出了越來越高的要求［1］。5G網(wǎng)絡(luò)是指在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的第5代移動(dòng)通信技術(shù)，屬于當(dāng)前一種新型的網(wǎng)絡(luò)方式，具有超寬帶、海量連接、高可靠、低時(shí)延的特點(diǎn)。其在網(wǎng)絡(luò)帶寬、峰值速率、時(shí)延、可行性、單位面積連接數(shù)等指標(biāo)上較4G有躍變，同時(shí)將大量設(shè)備、終端接入網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)從人與人的通信向萬物互聯(lián)轉(zhuǎn)變［2-4］。國內(nèi)外各大運(yùn)營商紛紛結(jié)合5G技術(shù)與前沿技術(shù)使能垂直行業(yè)，阿里達(dá)摩院于2020年3月成立X G實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)階段聚焦于依托云計(jì)算開展5G技術(shù)和應(yīng)用的協(xié)同研發(fā)?？梢姡?G與當(dāng)前的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等主流技術(shù)交融，將會(huì)形成全新的、開放融合的智能化網(wǎng)絡(luò)，在諸多領(lǐng)域引起顛覆性變革。2018年12月，美國國際戰(zhàn)略研究中心發(fā)布題為《5G技術(shù)將重塑創(chuàng)新與安全環(huán)境》的報(bào)告。報(bào)告指出，5G通信技術(shù)具有重要的軍事價(jià)值，可用于機(jī)器人、人工智能和大量先進(jìn)的傳感設(shè)備之中，將成為新軍事能力的基礎(chǔ)技術(shù)。2019 年1 月，據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》中文網(wǎng)報(bào)道，特朗普政府將5G 定性為“新軍備競(jìng)賽”。可以預(yù)見，軍事領(lǐng)域的信息系統(tǒng)擁有5G 的加持，將推動(dòng)智能化戰(zhàn)爭(zhēng)的加速到來，因而關(guān)于5G 軍事應(yīng)用場(chǎng)景的研究尤為必要。

本文針對(duì)軍事通信面臨的系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化、多應(yīng)用承載、協(xié)同通信和無線局域網(wǎng)需求，根據(jù)軍事實(shí)際需求設(shè)計(jì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，開展對(duì)5G 通信中的速率、時(shí)延和連接數(shù)，以及部署效率等關(guān)鍵能力，大規(guī)模天線陣列、多載波技術(shù)、全雙工復(fù)用、超密集網(wǎng)絡(luò)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)在軍事通信中的轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究，以提升5G 技術(shù)軍事化應(yīng)用的效能。

1 5G 應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)

國際電信聯(lián)盟（ITU，International Telecommunications Union）在ITU-R 第22 次WP5D 會(huì)議上，確定了未來的5G 具有以下三大主要的應(yīng)用場(chǎng)景［5］：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB，enhanced Mobile Broadband）、海量機(jī)器類通信（mMTC，massive Machine Type Communication）和超可靠低時(shí)延通信（uRLLC，ultra-Reliable Low Latency Communication），服務(wù)對(duì)象將20 %面向人，80 %面向物。下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（NGMN，Next Generation Mobile Networks） 形成的NGMN 5G 白皮書定義了5G 的8 類應(yīng)用場(chǎng)景，分別是密集區(qū)域?qū)拵Ы尤?、無處不在寬帶接入、超高移動(dòng)性、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)、超實(shí)時(shí)通信、應(yīng)急通信、超高可靠性通信和廣播通信，為5G 網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用模式的發(fā)展方向提供了參考。中國IMT-2020（5G）推進(jìn)組在第二屆IMT-2020（5G）峰會(huì)面向業(yè)界發(fā)布的《5G愿景與需求白皮書》［6］中提出，與以往移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，5G 需要滿足更加多樣化的場(chǎng)景和極致的性能挑戰(zhàn)，從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā)，提煉出連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠4 個(gè)5G 主要技術(shù)場(chǎng)景。

無論是哪種應(yīng)用場(chǎng)景劃分方式，均是從業(yè)務(wù)應(yīng)用的實(shí)際需求出發(fā)，應(yīng)用5G 的大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)［7］，以適應(yīng)不同場(chǎng)景的性能指標(biāo)需求。同樣，針對(duì)5G 軍事應(yīng)用場(chǎng)景，在考慮不同技術(shù)共存可能性的前提下，也需要合理選擇5G 關(guān)鍵技術(shù)的組合來滿足這些需求。

基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的5G 架構(gòu)［8］場(chǎng)景下人與人、人與物、物與物之間的差異化通信業(yè)務(wù)需求；多接入邊緣計(jì)算技術(shù)［9-10］可使軍事業(yè)務(wù)本地化、近距離部署，按需提供低時(shí)延、高帶寬的傳輸能力；新型寬帶多跳無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的快速部署和智簡(jiǎn)構(gòu)造，滿足物聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急通信、移動(dòng)承載網(wǎng)等軍事化應(yīng)用場(chǎng)景；D2D 通信技術(shù)［11］可用于實(shí)現(xiàn)編隊(duì)自組網(wǎng)互聯(lián)通信；集中式接入網(wǎng)（C-RAN）技術(shù)［12］能提供網(wǎng)絡(luò)資源集中化、協(xié)作化、無線云化等能力，滿足有限的軍用無線網(wǎng)絡(luò)資源高效、靈活調(diào)度的需求。

同時(shí)，還可深入挖掘5G 關(guān)鍵技術(shù)的具體軍事應(yīng)用潛力。面向軍用無線通信系統(tǒng)的多手段協(xié)同優(yōu)化、高可靠低時(shí)延組網(wǎng)、頻譜安全共享、毫米波應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，可用于提高軍用通信系統(tǒng)能力水平；超大規(guī)模天線、新型信道編碼、同時(shí)同頻全雙工、多址接入等技術(shù)，能加強(qiáng)軍用通信系統(tǒng)傳輸速率、組網(wǎng)效率、抗截獲等能力；借鑒5G 軟件定義的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及端到端網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)，可探索光纜、衛(wèi)星、短波等各類軍用通信網(wǎng)絡(luò)資源與5G 技術(shù)融合的按需調(diào)度、靈活部署。

2 5G 軍事應(yīng)用場(chǎng)景研究

2.1 5G 軍事應(yīng)用關(guān)鍵性能指標(biāo)體系

軍事通信網(wǎng)絡(luò)是保障軍事行動(dòng)高效、順暢推進(jìn)必不可少的手段，是影響作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵要素之一，對(duì)軍事通信的基本要求是：迅速、準(zhǔn)確、保密、不間斷。軍事通信網(wǎng)絡(luò)具有與民用網(wǎng)絡(luò)不同的特性，如缺少大規(guī)模固定基礎(chǔ)設(shè)施支撐、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化、電磁環(huán)境和傳播條件復(fù)雜等。具體包括：一是海域、空域及敵域的軍事通信網(wǎng)絡(luò)無法依托固定基礎(chǔ)設(shè)施，不能像民用通信網(wǎng)絡(luò)可布設(shè)固定基站；二是軍事通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)海、陸、空、天廣域覆蓋和多域互聯(lián)，提出了民用通信網(wǎng)絡(luò)未嘗考慮的要求；三是較民用網(wǎng)絡(luò)固定核心網(wǎng)加接入網(wǎng)的模式，軍事通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涫菚r(shí)刻動(dòng)態(tài)變化的；四是軍事通信網(wǎng)絡(luò)需要具備抗強(qiáng)電磁干擾和可信安全傳輸?shù)哪芰?，保密性更好，可靠性更高；五是要滿足在惡劣天候、多變地形的作戰(zhàn)環(huán)境下的通信能力。

隨著新時(shí)期軍事作戰(zhàn)樣式轉(zhuǎn)變以及執(zhí)行任務(wù)多樣化呈現(xiàn)，軍事通信當(dāng)前面臨以下4 方面典型需求。一是優(yōu)化體系架構(gòu)。艦載/車載/機(jī)載通信系統(tǒng)內(nèi)部、通信與其他平臺(tái)系統(tǒng)都采用了不同的體系架構(gòu)和技術(shù)體制，導(dǎo)致裝備種類多、功能專用、兼容性差，需進(jìn)一步優(yōu)化。二是通信承載多應(yīng)用需求。隨著各種多功能一體化系統(tǒng)的推進(jìn)，通信將面臨更多不同的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、帶寬、移動(dòng)性、安全性和可靠性的要求都不一樣，需要構(gòu)建面向不同應(yīng)用場(chǎng)景需求的多種類型的網(wǎng)絡(luò)。三是協(xié)同通信困難。我軍作戰(zhàn)樣式當(dāng)前正從平臺(tái)中心戰(zhàn)向網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變，各作戰(zhàn)平臺(tái)之間協(xié)同信息對(duì)傳輸時(shí)延的要求極高，但由于傳輸數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，信息量大，導(dǎo)致傳輸時(shí)延不能很好滿足要求。四是無線局域網(wǎng)需求，在局部登陸作戰(zhàn)或護(hù)航撤僑任務(wù)中，需要臨時(shí)搭建機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的局域網(wǎng)，滿足軍民通信需求。在軍隊(duì)大規(guī)模物資管理方面，網(wǎng)絡(luò)化和信息化可大幅提高管理效率。

《5G愿景與需求白皮書》提出，未來5G移動(dòng)通信系統(tǒng)除關(guān)注用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延等性能需求外，還需關(guān)注頻譜效率、系統(tǒng)能效等效率需求。性能需求和效率需求共同定義了5G的關(guān)鍵性能指標(biāo)。而在軍事化應(yīng)用中，還應(yīng)考慮軍事任務(wù)的優(yōu)先等級(jí)、執(zhí)行任務(wù)的可靠性要求和軍事通信網(wǎng)絡(luò)在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的安全性要求，因而將5G軍事化應(yīng)用性能指標(biāo)定義為八大類：優(yōu)先級(jí)、時(shí)延、可靠性、用戶速率、移動(dòng)性、連接密度、安全分級(jí)、能效。如表1所示。

表1 5G軍事化應(yīng)用關(guān)鍵性能指標(biāo)體系

2.2 軍事應(yīng)用場(chǎng)景分類

軍事化應(yīng)用場(chǎng)景是基于實(shí)際軍事任務(wù)需求和聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)特點(diǎn)，提取出作戰(zhàn)指揮、作訓(xùn)演習(xí)、后勤保障和特裝保障四大類典型應(yīng)用場(chǎng)景，根據(jù)部隊(duì)實(shí)際應(yīng)用需求開展實(shí)例化設(shè)計(jì)，研究典型應(yīng)用場(chǎng)景示例的組成要素和信息流程，有大容量接入、高機(jī)動(dòng)互聯(lián)和強(qiáng)對(duì)抗傳輸?shù)哪芰π枨蟆?/p>

作戰(zhàn)指揮是指對(duì)抗激烈條件下戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)指揮的應(yīng)用場(chǎng)景，承載指揮信息、話音通信，要求機(jī)動(dòng)性、廣覆蓋、加密互聯(lián)互通，對(duì)接第三方應(yīng)用平臺(tái)。機(jī)動(dòng)組網(wǎng)方式，包括艦/機(jī)/車動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、艦/機(jī)/車區(qū)域組網(wǎng)，以及升空平臺(tái)和便攜背負(fù)式5G通信裝備。

作訓(xùn)演習(xí)是指想定條件下實(shí)施演習(xí)訓(xùn)練活動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景，作訓(xùn)基地固定和機(jī)動(dòng)網(wǎng)結(jié)合，可以承載演習(xí)導(dǎo)調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大用戶量、海量小數(shù)據(jù)包，以及遠(yuǎn)程視頻/信息采集，實(shí)現(xiàn)大容量、廣覆蓋、高可靠信息傳輸。固定組網(wǎng)加機(jī)動(dòng)組網(wǎng)結(jié)合方式，包括作訓(xùn)基地固定網(wǎng)絡(luò)、艦/機(jī)/車區(qū)域組網(wǎng)。

后勤保障是指部隊(duì)組織實(shí)施物資經(jīng)費(fèi)供應(yīng)、各類勤務(wù)保障的應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)字化軍營等固定網(wǎng)絡(luò)，主要為園區(qū)信息化解決方案建設(shè)，系統(tǒng)融合。固定組網(wǎng)加機(jī)動(dòng)組網(wǎng)結(jié)合方式，包括數(shù)字化營區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)，通信指揮艦/車。

特裝保障是指特裝平臺(tái)內(nèi)部執(zhí)行各類軍事任務(wù)保障的應(yīng)用場(chǎng)景，機(jī)動(dòng)式固定組網(wǎng)，在移動(dòng)的平臺(tái)內(nèi)建設(shè)5G專網(wǎng)，解決內(nèi)部通信。

未來面向海、陸、空、天、電聯(lián)合的體系作戰(zhàn)中，作戰(zhàn)指揮、后勤保障和特裝保障等場(chǎng)景是同步進(jìn)行的，要保證機(jī)動(dòng)式組網(wǎng)與固定組網(wǎng)共存的多張5G專網(wǎng)互聯(lián)互通，考慮專網(wǎng)的接入和匯聚，實(shí)現(xiàn)層級(jí)次核心網(wǎng)統(tǒng)一管控，保證專網(wǎng)跨域互通。同時(shí)利用5G面向服務(wù)和云原生的架構(gòu)，能保證網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和運(yùn)維自動(dòng)化，使得在強(qiáng)對(duì)抗戰(zhàn)場(chǎng)中失效的核心網(wǎng)功能可敏捷部署，提升網(wǎng)絡(luò)的可靠性和抗毀性。

2.3 5G軍事應(yīng)用內(nèi)涵與外延

圖1 4種典型5G軍事應(yīng)用場(chǎng)景

5G軍事應(yīng)用包括5個(gè)層次，第1個(gè)層次是基于商用網(wǎng)絡(luò)，即直接從運(yùn)營商的5G公網(wǎng)中劃分專用的軍事網(wǎng)絡(luò)切片資源；第2個(gè)層次是基于商用系統(tǒng)，即采購目前成熟的商用5G系統(tǒng)搭建5G網(wǎng)絡(luò)；第3個(gè)層次是基于商用標(biāo)準(zhǔn)，即采用5G商用標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)軍事5G系統(tǒng)和設(shè)備，搭建5G專網(wǎng)；第4個(gè)層次和第5個(gè)層次是采用5G理念和技術(shù)研制適合軍事應(yīng)用的專網(wǎng)系統(tǒng)。對(duì)標(biāo)這5個(gè)層次，可以分階段、分步驟指導(dǎo)5G軍事應(yīng)用的推進(jìn)，牽引5G在軍事領(lǐng)域的創(chuàng)新方向。

5G軍事應(yīng)用是結(jié)合5G技術(shù)特點(diǎn)和軍事化應(yīng)用場(chǎng)景通信網(wǎng)絡(luò)能力需求，一方面將5G關(guān)鍵技術(shù)用于軍事化應(yīng)用場(chǎng)景，直接提升戰(zhàn)場(chǎng)通信能力，賦能軍事信息系統(tǒng)。包括大規(guī)模天線（Massive MIMO）、超密集組網(wǎng)、全頻譜接入等5G無線空口技術(shù)大幅提升傳速率，核心網(wǎng)面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SBA）、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）等5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)及端到端切片編排管理技術(shù)，為戰(zhàn)場(chǎng)提供按需差異化服務(wù)，提升作戰(zhàn)效能。另一方面賦能新興技術(shù)融入軍事化應(yīng)用場(chǎng)景，間接促進(jìn)新型軍事能力生成，變革戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)模式。5G不僅僅是通信技術(shù)本質(zhì)的飛躍，更重要的是能夠整合人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，促進(jìn)智能化作戰(zhàn)，推動(dòng)海量戰(zhàn)場(chǎng)資源高速共享，加速釋放其戰(zhàn)爭(zhēng)潛能。

圖2 5G軍事應(yīng)用內(nèi)涵與外延

3 5G軍事應(yīng)用專網(wǎng)部署

軍事通信網(wǎng)絡(luò)在利用5G大帶寬、低時(shí)延、高可靠、多連接的網(wǎng)絡(luò)能力和邊緣計(jì)算的同時(shí)，更需要保證信息傳輸?shù)陌踩尚藕瓦\(yùn)行維護(hù)的可管易控，因而要應(yīng)用5G技術(shù)提升軍事效能，就必須構(gòu)建軍事5G專網(wǎng)提供差異化的定制網(wǎng)絡(luò)，來滿足多元化的軍事應(yīng)用場(chǎng)景，其本質(zhì)是希望建設(shè)一張可獨(dú)享、安全可靠、低成本的定制網(wǎng)絡(luò)。

目前業(yè)界針對(duì)2B垂直行業(yè)的5G專網(wǎng)有7種部署方案，面向不同業(yè)務(wù)需求和安全隔離需求可選取不同的專網(wǎng)部署方案。5G核心網(wǎng)架構(gòu)最大變革是將其分為控制面與用戶面，從控制面與用戶面的共建和分離情況，可以大致將專網(wǎng)分為如下4種：

1）核心網(wǎng)、承載網(wǎng)和5G基站都與公網(wǎng)共建，包括網(wǎng)絡(luò)的控制面和用戶面，5G專網(wǎng)與公網(wǎng)端到端共享。實(shí)際運(yùn)作過程就是端到端網(wǎng)絡(luò)切片，即基于5G公網(wǎng)，為5G專網(wǎng)端到端切出一個(gè)“切片子網(wǎng)絡(luò)”。在這種部署方式下，用戶信息和數(shù)據(jù)流量的安全性取決于網(wǎng)絡(luò)切片能力，可用于安全要求相對(duì)較低、地理位置固定的后勤保障類場(chǎng)景。如果運(yùn)營商的邊緣云的位置離數(shù)字化營區(qū)很近，那么網(wǎng)絡(luò)時(shí)延就很低，也就能實(shí)現(xiàn)例如營區(qū)內(nèi)無人巡邏車的低時(shí)延保障。而且由于與運(yùn)營商公網(wǎng)共建，該部署方式運(yùn)維成本較低。

圖3 與公網(wǎng)端到端網(wǎng)絡(luò)切片的5G軍事應(yīng)用專網(wǎng)

2）基于公網(wǎng)頻段或?qū)＞W(wǎng)頻段建設(shè)獨(dú)立專網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的控制面和用戶面與公網(wǎng)完全隔離。所謂5G專網(wǎng)頻段，指決策者為垂直行業(yè)專門分配的5G頻段。有了5G專網(wǎng)頻段，意味著垂直行業(yè)在頻譜資源上不再受制于運(yùn)營商，而可以自建專網(wǎng)。由于工信部給各運(yùn)營商分配的頻譜資源有限，在后續(xù)專網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出來后，應(yīng)該會(huì)具備專門分配的軍事通信頻譜資源。這種部署方式由于與公網(wǎng)完全隔離，可保障軍事應(yīng)用數(shù)據(jù)的絕對(duì)安全。而且可將核心網(wǎng)到無線接入網(wǎng)都部署于作戰(zhàn)平臺(tái)上，數(shù)據(jù)來回傳輸距離短，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延低。即使公網(wǎng)發(fā)生光纜被挖掘機(jī)挖斷、擁塞等情況，也不會(huì)影響專網(wǎng)，可靠性高。適合部署于機(jī)動(dòng)性、安全性和可靠性要求較高的作戰(zhàn)指揮和特裝保障場(chǎng)景。但該種方案由于是獨(dú)立成網(wǎng)，部署成本高，運(yùn)維專業(yè)性要求高。

圖4 與公網(wǎng)完全隔離的5G軍事應(yīng)用專網(wǎng)

3）控制面與5G公網(wǎng)共享，用戶面單獨(dú)部署，專網(wǎng)和公網(wǎng)的控制面功能（身份驗(yàn)證、移動(dòng)性管理等）均由公網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)。在這種部署下，信令需要經(jīng)過公網(wǎng)的控制面，而數(shù)據(jù)可以在專網(wǎng)內(nèi)部流通。相較于第2種方式，其在數(shù)據(jù)安全性和隱私保護(hù)方面可能會(huì)差一點(diǎn)，適用于安全隔離要求不是特別高的作訓(xùn)演習(xí)和后勤保障等場(chǎng)景，但隨之網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本會(huì)低一些。

圖5 與公網(wǎng)控制面共享、用戶面隔離的5G軍事應(yīng)用專網(wǎng)

4）控制面、用戶面均與5G公網(wǎng)共享，但在專網(wǎng)邊緣側(cè)部署了邊緣計(jì)算MEC的數(shù)據(jù)面，負(fù)責(zé)在無線接入網(wǎng)及核心網(wǎng)之間提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量的本地卸載。MEC的數(shù)據(jù)面對(duì)來自基站的分組數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址進(jìn)行解析，如果IP數(shù)據(jù)包是本地流量，則將其路由到內(nèi)部專網(wǎng)。因此，可將公網(wǎng)流量和專網(wǎng)流量分開，從而保障專網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全。這種部署較第3種方案而言，由于不用在專網(wǎng)部署用戶面，成本大幅降低，而且可實(shí)現(xiàn)在一定安全保證下的公網(wǎng)日常通信和專網(wǎng)專用通信。適用于智慧軍港等后勤保障類場(chǎng)景，將裝備物資信息限于專網(wǎng)內(nèi)傳輸，而日常通話、短消息等非密信息可在公網(wǎng)傳輸。

圖6 與公網(wǎng)共享、部署邊緣計(jì)算的5G軍事應(yīng)用專網(wǎng)

目前我海軍正處于遠(yuǎn)海防衛(wèi)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型階段，登島作戰(zhàn)，遠(yuǎn)洋護(hù)航以及多軍兵種協(xié)同作戰(zhàn)等未來戰(zhàn)爭(zhēng)行動(dòng)將遠(yuǎn)離本土作戰(zhàn)，特裝平臺(tái)上的5G專網(wǎng)可采用第2種部署方案。但5G覆蓋范圍有限，可考慮融合衛(wèi)星、微波等通信手段，用無線手段延伸承載網(wǎng)，或聯(lián)通各自核心網(wǎng)，滿足廣域作戰(zhàn)的要求。

4 與現(xiàn)有信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的融合

我軍現(xiàn)有信息基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)包括基地、軍營、特裝平臺(tái)的光纖有線網(wǎng)絡(luò)，單兵、車、機(jī)、船及岸基指揮所間的短波、超短波、微波、衛(wèi)星等無線通信網(wǎng)絡(luò)，以及部分軍兵種已部署的4G LTE專網(wǎng)。

5G軍用專網(wǎng)部署上，應(yīng)充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，如改造光纖有線網(wǎng)絡(luò)使其具備切片功能，作為5G專網(wǎng)的承載網(wǎng)，在架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)固移融合。在具備4G LTE專網(wǎng)的軍事基地，可采用NSA架構(gòu)，將5G接入4G核心網(wǎng)，待商用標(biāo)準(zhǔn)成熟后，可進(jìn)行加改裝，逐步向SA專網(wǎng)架構(gòu)演變，除保證大帶寬能力外，還可發(fā)揮5G低時(shí)延、高可靠和廣連接的能力，利用5G端到端切片的特性，滿足不同軍事場(chǎng)景下的差異化網(wǎng)絡(luò)需求。

對(duì)于短波、超短波、微波、衛(wèi)星等無線通信基礎(chǔ)設(shè)施，近期考慮快速接入的情況下，可通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)原有無線通信與5G專網(wǎng)通信業(yè)務(wù)互通，實(shí)現(xiàn)功能融合；遠(yuǎn)期在商用標(biāo)準(zhǔn)成熟及軍用5G專網(wǎng)具備固移融合的研究基礎(chǔ)下，可基于5G核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上述軍用無線通信網(wǎng)絡(luò)接入無感知，保證上述無線網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上的融合。

5 5G軍事應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)典型5G軍事應(yīng)用場(chǎng)景的專網(wǎng)構(gòu)建中擬突破的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合未來戰(zhàn)場(chǎng)的智能化、無人化、扁平化，參照目前技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，5G 軍事化應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可推測(cè)如下。

5.1 5G 敏捷服務(wù)軍事賦能技術(shù)向軟件定義云服務(wù)方向發(fā)展

現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)信息有海量需求的同時(shí)，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)極高的變更響應(yīng)需求。為了滿足這一需求，軟件定義云服務(wù)將會(huì)是下一階段可預(yù)測(cè)的發(fā)展方向，在5G 微服務(wù)、切片編排的基礎(chǔ)上，結(jié)合軟件定義云服務(wù)技術(shù)，提供自主可控和軟件敏捷配置的信息服務(wù)，響應(yīng)瞬息萬變的軍事需求。

5.2 5G 軍事安全運(yùn)營設(shè)計(jì)技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全發(fā)展

基于安全分級(jí)策略，進(jìn)一步通過大數(shù)據(jù)、人工智能驅(qū)動(dòng)的分析引擎構(gòu)建的軍事安全運(yùn)營設(shè)計(jì)技術(shù)，在軍事應(yīng)用數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、定位、分析網(wǎng)絡(luò)異常行為，實(shí)時(shí)阻攔，利用5G 網(wǎng)絡(luò)功能模塊系統(tǒng)構(gòu)建策略以及用戶面下沉的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，落實(shí)5G 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的內(nèi)生安全機(jī)制，其安全策略是通過安全措施5G 網(wǎng)絡(luò)疊加構(gòu)建的。

5.3 數(shù)字化5G 軍事智聯(lián)技術(shù)向萬物、數(shù)字孿生5G 賦能發(fā)展

數(shù)字孿生技術(shù)是將物理設(shè)備的各種屬性映射到虛擬空間中，數(shù)字化5G 軍事智聯(lián)技術(shù)將依賴5G 物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過采集有限的戰(zhàn)場(chǎng)傳感器指標(biāo)直接數(shù)據(jù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)推測(cè)出一些戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境無法測(cè)量的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前戰(zhàn)場(chǎng)狀態(tài)的評(píng)估、對(duì)過去發(fā)生問題的診斷，以及對(duì)未來趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。

5.4 5G 移動(dòng)戰(zhàn)術(shù)邊緣服務(wù)分布式智能架構(gòu)向無人武器裝備方向發(fā)展

5G 大帶寬、低時(shí)延、廣聯(lián)接的特性，可以促進(jìn)在有智能需求的軍事化應(yīng)用場(chǎng)景，將弱人工智能升級(jí)為滿足強(qiáng)人工智能，比如無人機(jī)、無人車和無人艇的應(yīng)用，未來通過“5G 分布式網(wǎng)絡(luò)+分布式智能節(jié)點(diǎn)”，提升單智能體的邊緣決策，進(jìn)一步推動(dòng)無人作戰(zhàn)。

5.5 5G 無線信號(hào)抗自擾組網(wǎng)接入技術(shù)向廣域覆蓋發(fā)展

利用5G 新空口NR，結(jié)合無線信號(hào)抗自擾組網(wǎng)接入，可以解決高速平臺(tái)特裝保障移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題，但是編隊(duì)乃至海、陸、空、天協(xié)同聯(lián)合作戰(zhàn)的高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)仍然難以構(gòu)建。未來支持廣域覆蓋的高速移動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)將是下一步的發(fā)展方向，為建海、陸、空、天、電五位一體的聯(lián)合作戰(zhàn)體系提供具有更高帶寬、更低時(shí)延，更高可靠性的廣域無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

5G 作為一種集最新技術(shù)和理念的移動(dòng)信息化服務(wù)解決方案，具有重要的軍事價(jià)值，一方面可極大提升通信能力，直接推動(dòng)軍事信息系統(tǒng)變革；另一方面，為戰(zhàn)場(chǎng)構(gòu)建開放的彈性信息服務(wù)體系，間接促進(jìn)新型軍事能力生成，加速智能化軍事變革進(jìn)程。5G 要在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中真正發(fā)揮其軍事應(yīng)用潛力，須全面開展5G 軍事化應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)研究，深入研究分析5G 關(guān)鍵技術(shù)和專網(wǎng)適用性，探索將5G 技術(shù)應(yīng)用于戰(zhàn)爭(zhēng)各環(huán)節(jié)各領(lǐng)域的可行性，并摸清能力邊界，帶動(dòng)作戰(zhàn)能力全面提升。