美軍下一代高級戰術互聯網體系結構發展研究

何 明，姜志平，趙 勇

（1 .解放軍理工大學指揮自動化學院，江蘇 南京 210007；2. 解放軍96101部隊，遼寧 沈陽 110032）

美軍的陸戰網（Land War Net）是美國陸軍向聯合、網絡中心化以及基于知識作戰轉型的重要網絡。美軍下一代高級戰術互聯網又被稱為戰術級指戰員信息網（WIN-T）是陸戰網的一個重要使能器。WIN-T是美國陸軍史上第二次大規模重建的戰術通信計劃，是實現陸軍2010年及以后作戰概念的關鍵。通過衛星動中通能力、強健的網絡管理以及高帶寬無線電系統，該網絡為戰區作戰指揮官提供作戰截圖，以確保移動部隊在所有時間保持連通、通信和同步。WIN-T的部件為模塊化設計，其規模根據用戶需要可變，并能夠隨戰爭的發展而變化；WIN-T將成為一種帶寬和頻譜有效的、符合聯合技術體系結構（JTA）、基于商用技術的網絡；WIN-T包含了通信基礎設施和從機動營到戰場后方范圍的所有網絡配置，它調節了目前連接方面的不足，并重新構造戰術通信結構，將達到全頻段控制。對美陸軍而言，WIN-T是粘合劑，不僅將所有系統聯合起來，還無縫連接至戰略/維持基礎、聯合和商業系統等。

當前網絡脆弱性的根源在于戰術互聯網初始設計原則的優先順序以及戰術互聯網體系結構。主要不足體現在:傳統戰術通信系統主要支持話音和小型數據文件，連通性和通信速率不夠，難以取得信息優勢。今天的指揮員逐級依賴于較寬頻譜的信息業務，如視頻、圖形數據、遠程交互式戰場操作系統及分布式數據庫等等。另外，部隊的大范圍快速機動對動中通的能力提出了嚴峻挑戰。同時，各種新型武器數字化系統等也產生了新的信息交換需求。這些需求都要求大幅提高通信容量，改變當前通信系統在信息效率、移動性、安全及透明性等方面的不足。面對這樣一個著眼于未來的新的戰術通信系統，必須通過對WIN-T系統的仔細分析，找出其脆弱性[1]，才能滿足當前需要。因此，非常需要對WIN-T網絡展開深入研究。

1 WIN-T產生背景

1.1 美軍現有裝備的缺陷[2]

吸取了科索沃戰爭、伊拉克戰爭的經驗教訓后，美軍在作戰概念上發生了深刻改變。同時，美軍投入使用的移動用戶設備（MSE）并不是真正意義上的移動通信網絡，三軍通用戰術（TRI-TAC）設備亦無法滿足數字化戰場上戰士的需要。戰士越來越依靠頻譜寬得多的信息裝備:視頻、圖形數據、成像、協作計劃編制工具、遠程交互戰場操作系統和分布式數據庫，這已遠遠超過陸軍現有戰術通信網絡的范疇。

1.2 新型通信網絡概念

為達到全譜優勢，《2010年聯合設想》為當今軍隊建立了方法學。全新技術的應用已經產生出新的作戰概念:優勢機動、精確交戰、全維保護、集中后勤。這些概念框架的基礎是改進后的 C2和信息系統所保證的信息優先權。美軍希望其未來的通信網絡實現真正的移動通信，如巡邏分隊可以實時收看來自其他單元操作的無人機發回的圖像，Humvees或其他車輛中的士兵可連續實時接收友方部隊和敵方部隊位置的更新信息，遠離戰場的指揮官能夠通過盤旋于作戰現場上空的直升機傳送的視頻信號進行實時監視，為此，WIN-T應運而生了。對陸軍而言，WIN-T是粘合劑，不僅將所有系統聯合起來，還無縫連接至戰略/維持基礎、聯合和商業系統[3]。

圖1 WIN-T的產生

WIN-T是陸軍從戰區到營級所采用的一個戰術通信網絡，將最終取代 MSE和 TRI-TAC。作為美陸軍全球信息柵格（GIG）的戰術組成部分，WIN-T將促進裝備部隊很好地利用 GIG服務以及能力（包括數據庫、收集人員、以及國建機構），增加信息賦能行動的次數。

2 WIN-T概念及特點

WIN-T是 GIG的陸軍部分，GIG的通信柵格要依靠 WIN-T和 JTRS的支持。WIN-T能提供一個無縫、綜合、從散兵坑到支援基地的通信和信息業務網絡。WIN-T的作戰范圍是整個戰區，節點可部署到營一級。WIN-T支持高速可靠的數據/信息交換。通過與先進的陸地、機載和空基作戰指揮系統相互合并，WIN-T將使軍隊優先看到、優先判決、優先行動，從而集中作戰能力，而不僅僅是集結部隊。

WIN-T是一個以節點為中心的柵格狀通信網，網內任意兩用戶間存在著多條無線通路，既具有直達通路，又有迂回通路，具有較高的可靠性。對WIN-T網絡所具有較強的抗毀能力和自適應能力；機動性好；具有很強的保密性和抗截獲能力。

同時，任何事物都有其兩面性，我們通過分析同樣可以發現WIN-T的脆弱性所在[3]。例如:由于WIN-T采用最新商業現貨以及無縫服務，這為未授權訪問、竊取與控制以及拒絕服務等軟件功能提供了機會，為無線電干擾提供了許多的先驗知識；從WIN-T功能上看，它具有信息收集、處理、存儲、傳輸和管理功能，這就為實施各種欺騙提供了條件；WIN-T中的節點分布十分廣泛，實施攻擊有大量的可選擇的目標，而且由于 WIN-T系統的整體性，對其中一個節點進行攻擊，受到破壞的不只是這個節點或者是這個節點所在的系統，可能是整個網絡。如果在節點處注入功能強大、傳播迅速的計算機病毒，由于WIN-T工作的高效性，蔓延速度會很快，效率會很高。

3 WIN-T研究現狀和發展動態

WIN-T是美陸軍正在實施的戰術級作戰人員信息網，該項目1996年提出，1999年形成作戰需求文件（ORD）草案，然后按螺旋式開發的方式，實施增量開發。經過2007年重組后，WIN-T現在分為四個增量:“增量 1”（包括“增量 1a”和“增量 1b”）、“增量2”、“增量 3”以及“增量 4”[4]。見表 1。

表1 WIN-T通信增量

3.1 “增量 1”

“增量1”由聯合網絡節點（JNN）計劃演變而來，分為“增量 1a”和“增量 1b”。“增量 1a”是針對之前的聯合網絡節點計劃的競爭性合同，包括軍用 Ka頻段的性能。“增量1a”目前正在部署階段，還將對聯合網絡節點計劃在并入 WIN-T之前螺旋式開發的設備進行調整。“增量1b”必須是能夠與“增量2”兼容的“一次跳躍”。目前，“增量1a”與“增量2”之間的過渡需要在兩種信息保證體系結構之間進行多次跳躍、解碼和數據傳輸。“增量1b”旨在減少路由和編譯需求，同時，采用的無色核心密碼技術是一種高保證的、美國國家安全局認證的IP加密技術，“增量1b”的系統也就因此被納入了“增量2”的安全體系結構。

3.2 “增量 2”

“增量 2”繼續大量依賴商用組網產品，主要包括三種關鍵技術:波形、天線和網絡自動化工具。波形針對高性能寬帶組網進行了優化，能夠支持移動 ad hoc網絡。美陸軍還通過通用動力公司等合同商，開發了多種專用天線，其中既有衛星天線也有視距天線。“增量 2”開發對移動通信（從指揮所到移動車輛）的自動化管理能力。這種自動化能力將安裝在陸軍各種車載平臺上，可對移動組網進行自動化管理。

3.3 “增量 3”

“增量3”將包括兩種無人機:機器人直升機和一種較常規的記載平臺，即Sky Warrior（“天空勇士”）擴程多功能無人機。這兩種飛機的一個共同任務是充當記載節點。記載節點既具有衛星通信的諸多優勢，又沒有發射軌道平臺所造成的延遲。不過，無人機的作戰重點以前主要側重于充當監視和攻擊平臺。目前，美陸軍正在制定有關條令，將其作為通信節點使用。

4 WIN-T網絡分析

WIN-T是一個以節點為中心的柵格狀通信網，網內任意兩用戶間存在著多條無線通路，既具有直達通路，又有迂回通路，具有較高的可靠性。WIN-T的主要特點是:模塊化設計、依據用戶要求可伸縮、能適應戰爭最新發展、將最有效地利用帶寬和頻譜、符合聯合技術體系結構（JTA）、網絡技術以商用標準為基礎，易于升級、操作、維護和培訓。WIN-T將大量采用符合JTA的商用現成技術，采用開放體系結構，方便將來吸收先進技術，并靈活地插入可用的技術改進型部件。

圖2 目標WIN-T系統結構圖[5]

WIN-T基于商用技術，采用大容量無線電傳輸技術和數百兆赫寬帶通信鏈路把大容量的多媒體信息傳送給戰場上高速移動的戰斗部隊和各級指戰員。它將地面、空間和衛星通信能力全部綜合到一個網絡基礎結構中，將為陸軍部隊（從機動排到戰場后方包括后勤部門、指揮和控制部門以及作戰支持部門）提供一個集成的、靈活、安全、生存能力強、無縫連接的多媒體信息網絡。

WIN-T是動中通、高速、高性能骨干通信網絡，通信網采用分層（地面、空中和空間）的體系結構，為移動通信提供了關鍵的能力，使得不間斷的網絡連接成為可能:最高層為衛星通信系統，第二層為空中通信節點，最下面一層為地面通信系統。地面層將裝備士兵、傳感器、平臺、指揮所和授權節點，使之成為綜合的傳輸系統，具有開關、路由能力；空中層將作為一個授權節點，為空中平臺接力提供定點傳輸、開關和路由能力；空間層將作為一個授權節點，通過權衡由衛星提供的傳輸、開關和路由能力實現接力。

5 結束語

WIN-T是美國陸軍的動中通、高速、高性能骨干通信網絡，能夠將地面作戰人員與指揮官和全球信息柵格連接在一起。面對這樣一個著眼于未來的戰術通信系統，我們不能用機械的方法來分析各個系統的組織應用關系，而應該根據各系統的功能特點來分析其應用場合。立足于我軍信息化建設的現狀，參考和借鑒美軍的WIN-T網絡的構建和部署，建立新型的下一代戰術互聯網體系結構，全面提升我軍網絡作戰能力。

[1]張南. 戰術級指戰員信息網（WIN-T）干擾策略研究[D].西安:西安電子科技大學, 2006.

[2]李斌, 李淳. WIN-T美軍的新型軍用移動通信網絡[J].無線電工程, 2005, 35(9):25-2.

[3]朱志成. WIN-T偵查干擾策略研究[D]. 西安:西安電子科技大學, 2007.

[4]JC4ISR無線電設備完成 WIN-T作戰環境驗證http://mil.qianlong.com/4919/2006/06/01/2420@3207245.htm 2006.

[5]COL Angel Colon, Warfighter Information Network-Tactical[J]. Project Manager, Warfighter Information Network Tactical, 2009.