作者：David Gregory and Jeff Nelson

為了在戰(zhàn)術(shù)邊緣的移動平臺上利用人工智能 （AI）、機(jī)器人、視頻分析、物聯(lián)網(wǎng) （IoT）、增強(qiáng)現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)以及其他創(chuàng)新技術(shù)的潛在優(yōu)勢，國防部 （DoD） 通信計劃必須有效部署先進(jìn)的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施、連接和計算資源。陸軍了解這一需求：它正在投資研究、標(biāo)準(zhǔn)化和演示，以確保未來的車輛網(wǎng)絡(luò)提供這些好處，同時最大限度地降低成本，實現(xiàn)快速部署，并促進(jìn)持續(xù)的現(xiàn)代化。這些舉措還利用了模塊化、基于開放標(biāo)準(zhǔn)的 COTS ［商用現(xiàn)貨］ 技術(shù)。

陸軍的下一代戰(zhàn)車（NGCV）跨職能團(tuán)隊創(chuàng)建了任務(wù)支持技術(shù)演示器（MET-D），作為部署先進(jìn)移動IT基礎(chǔ)設(shè)施工作的一部分。MET-D是一種尖端的車輛實驗系統(tǒng)，旨在幫助陸軍領(lǐng)導(dǎo)人確定如何最好地將無人機(jī)器人車輛，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和未來的傳感器功能集成到地面作戰(zhàn)編隊中。MET-D展望了未來10到20年的軍事行動，其主要目標(biāo)是降低士兵的風(fēng)險。

例如，MET-D 平臺利用最新的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)顯示、整合功能、模塊化開放標(biāo)準(zhǔn)、創(chuàng)新的圖形用戶界面、線控駕駛功能、無人機(jī) （UAV） 監(jiān)控視頻和先進(jìn)的通信系統(tǒng)。MET-D載人戰(zhàn)車（MFV）可以遠(yuǎn)程操作機(jī)器人戰(zhàn)車（RCV），旨在在士兵之前與敵人接觸，同時提供對其他操作環(huán)境威脅的超配。

NGCV和陸軍地面車輛系統(tǒng)中心（GVSC）已經(jīng)開始實驗以證明和完善概念。根據(jù)美國陸軍提供的信息，2020年初進(jìn)行的士兵作戰(zhàn)實驗說明了這種方法，該實驗旨在“觀察、收集和分析士兵的反饋，以評估將無人駕駛車輛集成到地面作戰(zhàn)編隊中的可行性”，并確定是否可以通過機(jī)器人戰(zhàn)車提高地面作戰(zhàn)單位的殺傷力。

這些新平臺還旨在圍繞網(wǎng)絡(luò)彈性等其他變化進(jìn)行實驗和開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)彈性定義為預(yù)測、承受、恢復(fù)和適應(yīng)不利電子戰(zhàn) （EW） 條件、攻擊或妥協(xié)的能力。這些網(wǎng)絡(luò)的中斷 - 無論是攻擊還是簡單的人為錯誤 - 都將代價高昂，并對越來越依賴先進(jìn)技術(shù)執(zhí)行任務(wù)的作戰(zhàn)人員產(chǎn)生不利影響。

下一代技術(shù)肯定會增加跨戰(zhàn)場域的底層網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求，對通信鏈路的可靠性提出額外的需求，并推動陸軍嘗試許多新型數(shù)據(jù)傳輸。

技術(shù)進(jìn)步推動對開放標(biāo)準(zhǔn)的需求

這些新技術(shù)有望為作戰(zhàn)人員提供更高的安全性和殺傷力，并為指揮官提供新的機(jī)動選擇。然而，陸軍面臨著整合大量快速發(fā)展的技術(shù)的艱巨過程。陸軍認(rèn)為，目前的技術(shù)集成方法已經(jīng)到了其實用性的盡頭，不會擴(kuò)展，負(fù)擔(dān)不起，并且未來需要太多的空間，重量和功率 - 特別是隨著一系列新技術(shù)上線并需要部署。

陸軍還明白，為了“面向未來”新一代車輛，以及隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步使現(xiàn)有平臺可升級，它需要實施基于開放標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)。這種方法支持單個技術(shù)的增量升級，同時保持互操作性、功能性和網(wǎng)絡(luò)安全。

為此，陸軍正在與工業(yè)和其他軍種合作，努力開發(fā)全面的“基于標(biāo)準(zhǔn)的通信”，以克服硬件和軟件互操作性問題，定義模塊化標(biāo)準(zhǔn)，表征數(shù)據(jù)總線功能，并標(biāo)準(zhǔn)化互連系統(tǒng)組件的消息服務(wù)。2019 年，陸軍、海軍和空軍簽署了一份備忘錄，以開發(fā)模塊化開放系統(tǒng)方法 （MOSA），其中包括許多關(guān)鍵子集，例如：

傳感器開放系統(tǒng)架構(gòu) （SOSA）：用于雷達(dá)、EO/IR ［電光/紅外］、SIGINT、電子戰(zhàn)和通信的統(tǒng)一技術(shù)開放系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

C4ISR/EW 模塊化開放標(biāo)準(zhǔn)套件 （CMOSS）：一套行業(yè)開放架構(gòu)和美國陸軍標(biāo)準(zhǔn)，旨在減小 C5ISR 系統(tǒng)尺寸、重量和功耗 （SWaP），并確保跨不同平臺的通用性。

用于 C4ISR/EW 互操作性 （VICTORY） 的車輛集成：使用位置和時間等共享服務(wù)提供基于網(wǎng)絡(luò)的互操作性。

OpenVPX：一種硬件外形，用于在公共機(jī)箱中部署插件卡等功能。

模塊化開放式射頻架構(gòu) （MORA）：驅(qū)動功能分解，以便共享資源，例如天線和放大器。

軟件框架：包括 REDHAWK、軟件通信架構(gòu) （SCA） 和未來機(jī)載能力環(huán)境 （FACE），以實現(xiàn)軟件可移植性。

這些標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是創(chuàng)建一個模塊化電子和軟件組件系統(tǒng)，以減少SWaP，使多個行業(yè)合作伙伴能夠互操作，允許組件的增量現(xiàn)代化，降低成本，并部署新的先進(jìn)技術(shù)，而無需重新設(shè)計整個系統(tǒng)。

這種模塊化電子方法旨在將車輛從使用單獨的煙囪盒過渡到采用具有標(biāo)準(zhǔn)化接口的集成式高密度底盤，從而提高可維護(hù)性（使升級功能更容易、更具成本效益），減少復(fù)雜的集成挑戰(zhàn)，并加劇行業(yè)競爭。

日益快速的現(xiàn)場和技術(shù)密度導(dǎo)致管理復(fù)雜性

上述開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)將使組織能夠在較小的平臺上部署更多技術(shù)。這一現(xiàn)實將推動解決一個關(guān)鍵的副作用的需求：增加復(fù)雜性、維護(hù)和培訓(xùn)。

這些新技術(shù)，再加上戰(zhàn)術(shù)邊緣已經(jīng)越來越難以管理的IT基礎(chǔ)設(shè)施，僅僅由于其復(fù)雜性而面臨無法使用的風(fēng)險。這種動態(tài)在努力集中、標(biāo)準(zhǔn)化和自動化復(fù)雜管理、監(jiān)視和配置任務(wù)的企業(yè) IT 組織中得到了很好的理解。在動態(tài)環(huán)境中的臨時、分布式、間歇性或連接不良的網(wǎng)絡(luò)中，這些挑戰(zhàn)要困難得多。

此外，隨著原型和概念驗證過渡到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，可維護(hù)性的負(fù)擔(dān)從未變得更便宜或笨拙。隨著創(chuàng)新生命周期不斷引入更多功能，維護(hù)尾部需要更多的培訓(xùn)、配置管理和測試;所有這些都等于需要管理的額外流程。

降低基于開放標(biāo)準(zhǔn)的車輛網(wǎng)絡(luò)的管理復(fù)雜性

隨著系統(tǒng)功能和復(fù)雜性的發(fā)展，MET-D實驗架構(gòu)的管理挑戰(zhàn)可能會不斷增加，所有這些都意味著明確的現(xiàn)代化和可用性挑戰(zhàn)。

維持 MET-D 現(xiàn)代化工作的解決方案是將 MET-D 的網(wǎng)絡(luò)可視化、設(shè)備集成和車輛配置管理（使用開放標(biāo)準(zhǔn)軟件和網(wǎng)絡(luò)管理界面）整合到一個用戶界面中，以便能夠定制訪問適合使用系統(tǒng)的操作員類型的配置項目和信息。這種解決方案可以整合數(shù)十個甚至數(shù)百個不同的屏幕，否則這些屏幕將通過由不同供應(yīng)商開發(fā)的底層技術(shù)呈現(xiàn)給運(yùn)營商和管理員。它還可以讓程序試驗新技術(shù)，同時保持一致的用戶界面，即使在升級過程中也是如此。

演示還應(yīng)包括為MET-D的相關(guān)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)啟用遠(yuǎn)程操作和管理（ROAM）的功能，以確保這些系統(tǒng)在實際范圍內(nèi)的可管理性。多平臺遠(yuǎn)程管理需要網(wǎng)絡(luò)可視化、節(jié)點狀態(tài)和管理、網(wǎng)絡(luò)安全管理支持、配置管理和聚合節(jié)點上報。這種方法將支持高層提供強(qiáng)大的運(yùn)營支持，并有助于態(tài)勢感知，同時降低復(fù)雜性、停機(jī)時間和配置錯誤。

分布式軟件管理技術(shù) - 在每個節(jié)點上本地運(yùn)行 - 對于有效實現(xiàn)ROAM功能和整合網(wǎng)絡(luò)管理平面是必要的。這種意識必須從上層延伸到戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的邊緣;該技術(shù)必須在斷開連接、間歇性和受限 （DIL） 環(huán)境中無縫運(yùn)行。部署在每個節(jié)點上的強(qiáng)大ROAM解決方案可以支持本地平臺，輕度培訓(xùn)或未經(jīng)培訓(xùn)的機(jī)組人員之間的協(xié)同管理;平臺管理員;以及可能處于 DIL 情況的訓(xùn)練有素的遠(yuǎn)程管理員。

總之，在提高邊緣技術(shù)能力的同時，有必要同時考慮用于遠(yuǎn)程操作和管理的強(qiáng)大通信管理軟件解決方案，以最大限度地提高M(jìn)ET-D網(wǎng)絡(luò)的有效性。此舉將把網(wǎng)絡(luò)的管理平面整合到一個統(tǒng)一的接口上，而不管技術(shù)或供應(yīng)商的類型如何。它將能夠為網(wǎng)絡(luò)連接節(jié)點提供分布式、分層和高效的管理。

審核編輯：郭婷