導 讀

美國空軍于2021年12月1日發布了《敏捷作戰部署》條令說明1-21，指出遠征/多能力空軍與可定制的部隊組合是實現ACE的關鍵因素所在，敏捷通信與敏捷決策等則是ACE的核心要素，而這均需要先進的信息技術予以支持。美軍已經圍繞“飛離”通信終端、Wave Relay移動自組織網絡(MANET)技術、“異構電子系統的系統技術集成工具鏈”(STITCHES)以及人工智能和數據加速(AIDA)計劃展開了相關研究。為此，本文從F-35的高速通信能力探索、反介入/區域拒止環境下遠征聯網技術研究與敏捷決策優勢構建三個方面，對美軍的ACE信息技術研究進行梳理分析。

F-35的高速通信能力探索

美國空軍部將在對抗環境中定義優化的強韌基地駐扎、持續維持和通信作為第五項軍種要務，并且認為美國空軍能夠在F-35的任何部署中采用ACE結構，只是需要以彈性、冗余的通信為前提。 但美軍現有的軍用衛星互聯網能力實現需要更長的準備時間，并且其最快的速度仍不足以滿足偏遠地區F-35作戰行動所需要的數據量。而F-35戰斗機若要實現在需要“自主后勤信息系統”、“非保密互聯網協議路由器”網絡(NIPRNet)和“秘密互聯網協議路由器”網絡(SIPRNet)的某個偏遠地點進行為期數天、數周甚至更長時間的操作，關鍵在于必須實現更為敏捷的通信。 因此，美國空軍現階段正在探索高速通信選項，以支持F-35A Lightning II在偏遠和條件簡陋的地點進行“敏捷作戰部署”(ACE)。美國空軍猶他州希爾空軍基地的第388戰斗機聯隊的作戰支援中隊網絡飛行員于2022年3月30日針對“敏捷作戰實驗室”開發的“飛離”通信終端(Flyaway Communications Terminal)進行了為期一周的試驗。圖表：高速通信技術探索試驗

試驗	描述
試驗團隊	美空軍空中作戰司令部（ACC）、空中作戰司令部的“敏捷作戰實驗室”（ABL）計劃和“戰斗通信”（CombatCommunications）網絡團隊為第388作戰支援中隊提供技術支持
實現高速通信的解決方案	通過將1部小型微型互聯網碟形天線與1個硬殼中的網關路由器互聯，再與“敏捷作戰實驗室”開發的“飛離”通信終端（FlyawayCommunications Terminal）連接實現高速通信；網關路由器可自動選擇最快的信號和網絡，同時傳輸數據，具備與硬接線網絡、衛星互聯網聯通的能力，所具有的若干用于蜂窩SIM卡的插槽，可以傳輸來自許多頻段和區域的數據；“飛離”通信終端，能夠將機密和非機密的數據拆分
試驗結果	該解決方案可將數據傳輸速度提高30倍，足以支持“自主后勤信息系統”及單獨的“非保密互聯網協議路由器”網絡和“秘密互聯網協議路由器”網絡；首次實現了使用衛星和蜂窩互聯網聯通一套F-35已部署的匯報設施，其中包含1套“自主后勤信息系統”（ALIS）服務器棧，并循環到空軍網絡中用于F-35供應鏈和后勤的“中心入口點”，從而為需通過“自主后勤信息系統”推送的大量數據提供了更好的聯通性

梳理可知：

• 該次試驗利用融入“飛離”新型通信終端的系統，首次利用衛星和蜂窩互聯網連接F-35A的已部署匯報設施，并將數據傳輸速度提高了30倍;
• 高端通信解決方案所使用的整套系統及其組成都足夠小，可以裝入F-35飛機掛載的部署吊艙內，經過訓練后的任何空軍人員基本上都可以在10分鐘以內完成安裝架設，便于操作。

由此可知，基于該解決方案，F-35A有望能夠在“敏捷作戰部署”中的作戰地點使用衛星通信或蜂窩長期演進(LTE)通信技術，并僅將離線運行能力作為極端條件下的備用手段。經過培訓后即可設置新解決方案，這也為美國空軍提供了更多的人力選擇，并能夠有力支撐“多能空軍人員”的創建。反介入/區域拒止環境下遠征聯網技術研究 為了實現從多個可防御的、可持續的和可重新定位的地點將敵方目標置于危險之中的目標，美國空軍需要在盡可能利用空軍的計算機服務器和衛星終端等現有資產，最大程度地降低成本的同時，構建高度靈活的機動指揮與控制網絡，將作戰機隊所需的核心要素緊密結合，包括規劃任務、維護飛機、輔助升空、保護飛機跑道等。 美國持久性系統有限公司(Persistent Systems)2021年3月15日宣布，通過美國空軍演示證實，該公司開發的Wave Relay移動自組織網絡(MANET)技術可有效支持美國空軍敏捷作戰部署(ACE)作戰概念。 Persistent Systems的 MANET技術研發伊始即旨在通過快速適應地形波動和惡劣環境條件最大限度地提高連接性和通信性能。該技術基于Wave Relay數據鏈嵌入式模塊實現，可以連接分散于不同美國空軍基地的單位，為其提供直接通信、態勢感知、全動態視頻和音頻。在此將Wave Relay數據鏈嵌入式模塊的主要參數等梳理如下表所示。圖表：Wave Relay數據鏈嵌入式模塊

數據鏈嵌入式模塊	描述
尺寸，厘米	6.86×9.91×1.78
重量，克	96.4
工作溫度范圍，℃	-40～+85
帶寬，mbps	37
平均功耗，W	4.2
特點	包括二層以太網連接，用于攝像機、IP傳感器、視頻編碼器等的即插即用操作，串行到以太網能力使網絡上串行設備的無線控制成為可能

梳理可知，Wave Relay數據鏈嵌入式模塊輕巧，便于與其他系統集成，其具有低延遲、低功耗等特點。基于該嵌入式模塊，MANET技術能夠實現可擴展的無線網絡，點對點提供數據、視頻和語音，并提供37mbps的用戶吞吐量用戶數據報協議(UDP)和27mbps的傳輸控制協議(TCP)。 演示證明，基于Wave Relay移動自組織網絡(MANET)技術，美國空軍可具備在反介入/區域拒止(A2/AD)環境中為遠征空軍基地提供支持的聯網能力，并可節省數億美元，以低成本支持遠征空軍基地，能夠滿足美國空軍ACE概念的要求。 該公司還展示了在超視距能力不可用情況下，通過衛星、互聯網、5G蜂窩、以及局域網等進行自動PACE(主要、備用、應急和緊急)通信的能力。 持久性系統公司認為，當云不可用時，該公司的基地防御和導彈外場解決方案可以完全獨立運行，從而可以在“CloudONE”情況下操作。 此外，該公司獲得的互操作性經驗已經在“先進作戰管理系統”(ABMS)中得到應用，也為ACE未來與ABMS系統的整合奠定了一定基礎。敏捷決策優勢構建 ACE作戰需要在整個電磁頻譜上具有可移動、可生存、安全和可持續的通信解決方案，以便人員能夠在在拒止、斷開、間歇或有限帶寬(D-DIL)環境中接入國防部網絡和語音服務。高效的信息共享、分析決策以及指揮控制更是美軍ACE作戰框架的核心要素之一。

而聯合全域指揮控制(JADC2)能夠為空軍及其聯合伙伴提供作戰優勢，保持作戰效能，實現跨域的效能融合，因此為了實現冗余且有彈性的指揮控制節點以確保ACE的有效執行，美軍已經針對JADC2的核心技術架構——先進作戰管理系統(ABMS)展開了持續研究，將實現集成決策優勢以及敏捷作戰部署、分布式作戰方面作為研究方向與重點，在解決新的基于衛星的通訊系統架構問題、由傳感器到射手的網絡互連、利用云共享信息、人工智能軟件輔助指揮決策等方面已經取得了較大進展，并驗證了多軍種無縫連接及態勢共享能力和基于人工智能的指揮控制應用。

ABMS第五次“架構演示與評估”(ADE 5) 美國空軍部與美國太平洋空軍、美國北方司令部、聯合人工智能中心和負責情報與安全的國防部等合作，于2021年7月8日至28日完成了ABMS第五次“架構演示與評估”(ADE 5)，針對通過集成、分布式、彈性的通信、計算和軟件實現決策優勢進行試驗，并針對利用人工智能支持敏捷決策優勢開展了關鍵使能技術試驗工作，致力于實現一個集成的任務架構，無論是在競爭還是沖突中，從戰斗指揮到邊緣節點的任何地方均可以實現人工智能支持的決策優勢。圖表：第五次“架構演示與評估”(ADE 5)

ADE 5	描述
ADE 5綜合目標	提高對全球競爭和危機行動的領域意識； 通過人工智能增強信息優勢； 通過制定可行的威懾行動方案提高決策優勢； 通過快速的跨戰區指揮協作加強全球一體化； 通過集成、分布式、彈性通信、計算和軟件提高敏捷決策優勢，在邊緣實現敏捷作戰部署
技術支柱	來自空軍和太空部隊的新興技術和作戰概念、第三次全球信息優勢實驗（GIDE 3）與“太平洋鋼鐵2021”（Pacific Iron 21）敏捷作戰部署演習
試驗內容	與聯合人工智能中心合作，通過戰略、運營和戰術層面的軟件應用人工智能實現決策優勢； 增強太平洋空軍部署的通信團隊，使用現成的商業網絡技術和商業通信路徑提高帶寬、穩定連接并提高網絡彈性； 提高商業和政府邊緣計算和存儲能力的靈活性，以幫助作戰人員在分布式操作期間訪問任務應用程序； 將移動設備作為計算平臺在商業衛星和地面蜂窩網絡上運行機密應用程序，可在機密級別中進行中斷和實現分布式操作； 開始將異構電子系統的系統技術集成工具鏈（STITCHES）技術由美國國防高級研究計劃局(DARPA) 向美國空軍部過渡

美軍的11個作戰司令部參與了ADE 5。通過在 ADE 5 中的合作，美國空軍部與美國北方司令部、美國太平洋空軍、聯合人工智能中心和美國內政部(USDI)等在設計和評估技術架構方面取得了一定進展，而這些架構將為高級領導人和聯合作戰人員提供其所需與應得的決策優勢，并將為太平洋空軍部署的通信團隊提供現成的商業網絡技術和商業通信路徑，以增強網絡彈性。 ADE 5 的試驗成果及其與 GIDE 3 和 Pacific Iron 21 的合作為實現綜合決策優勢和敏捷、分布式作戰奠定了研究基礎，尤其體現在人工智能輔助決策方面。

• 將利用人工智能實現敏捷作戰優勢作為綜合目標之一;
• 注重與人工智能決策相關的關鍵使能技術的試驗開展：與國防部聯合人工智能中心合作，通過戰略和戰術層面的人工智能軟件應用實現決策優勢;
• 美國空軍致力于支持由美國國防部于2021年6月提出的新的人工智能和數據加速(AIDA)計劃，以幫助軍方的11個跨軍種作戰司令部迅速配備人工智能決策工具。

“異構電子系統的系統技術集成工具鏈”(STITCHES) STITCHES是DARPA研發的快速軟件集成工具，旨在提供作為JADC2新概念核心的數據共享功能，具有實現分布式作戰火力控制中的機對機通信的能力。其主要具備如下特點。

梳理可知，STITCHES更具可維護性和靈活性，并且能夠提高決策效率。其通過自動生成系統間極低延遲和高吞吐量的中間件快速集成跨域異構系統，不強制使用通用接口標準，可根據現有的實戰能力快速創建所需連接;可提供功能之間的可擴展互操作性，而并非只能實現協同工作;STITCHES支持無需升級硬件或破壞現有系統軟件即可共享數據，這能為作戰人員實現部隊的可組合性，而這也是滿足不同戰區要求，實現ACE的關鍵要素之一。 據悉，該工具鏈早在2020年9月由空軍主辦的大型“入口”活動之一中就進行了測試。結果顯示，STITCHES 能夠連接投入使用時間相隔數十年的不同平臺，從而實現互操作性和數據共享。DARPA表示，該工具鏈完全歸國防部所有，因此任何商業專有技術均不會在實施過程中造成進一步障礙。 第五次“架構演示和評估(ADE)”演習中的目標之一就在于利用STITCHES向空軍提供人工智能數據“翻譯器”，盡管美空軍并未透露該工具鏈在ADE 5中的測試詳情。但基于其早期測試結果及其功能優勢可以想見，未來空軍的重點將通過該類系統集成技術，創建一個可與聯合部隊以及美國合作伙伴和盟友完全集成的 JADC2系統，通過轉變國防部的數字基礎設施，將所有軍事部門的傳感器連接到一個單一的網絡中以實現兼容性和互操作性，為決策者提供每個作戰領域的戰場態勢感知，進而促進決策過程。 Apogee Research, LLC 已于2022年4月獲得空軍研究實驗室授予的價值 4800 萬美元(基礎加選項)的合同，以將 STITCHES 能力轉移到空軍，這說明STITCHES能力已經開始由DARPA向美國空軍部過渡。未來，STITCHES 將在確保美軍作戰人員在需要時獲得正確數據以成功執行任務方面發揮著重要作用，將使美國國防部能夠繼續利用其現有電子設備和標準的大量庫存，同時還支持快速整合能力，以響應ACE概念不斷變化的任務需求。人工智能和數據加速(AIDA)計劃 美國國防部還于2021年推出了人工智能和數據加速器(AIDA)計劃，將其作為國防部聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略的一部分，并計劃分別為美軍的11個作戰指揮部綁定其相關數據，旨在使 11個作戰司令部能夠實現基于數據的決策制定， 致力于研究如何將人工智能和數據帶到戰術邊緣以支持作戰人員。

美軍聯合人工智能中心于2022年2月披露，其已經開始構建聯合操作系統和集成層，以使作戰指揮部和其他軍事部門最終可以使用聯合操作系統和集成層快速研發和部署人工智能算法。 未來，一旦所有需要的服務均可用，應用程序將易于開發，從而能夠簡化人工智能應用程序在整個部隊中的開發周期。基于AIDA計劃，美軍將擁有一個可以滿足國防部擴展需求的集成層，國防部能夠通過提供生成應用程序所需的背景資源和鏈接快速輕松地開發應用程序，提升美軍各指揮部在任何潛在的沖突中協調關系效率以及決策能力與水平，從而提升ACE作戰效能。 此外，美空戰司令部、駐歐空軍、太平洋空軍等還于2021年12月6日～13日在蘭利·尤斯蒂斯聯合基地舉行了“敏捷作戰部署”(ACE)指揮控制與通信(C3)作戰演習，主要目的在于試驗裝備和戰術，并向空軍領導層提供數據集，以便對未來在競爭環境中的指揮、控制和通信(C3)作戰行動做出明智的決策。 美軍在該演習期間整合了全球聯合情報通信系統、新型戰術與商業衛星通信系統、傳統的軍事衛星通信系統、智能路由設備與跨域設備等設備和軟件，專注于如何與飛機通信，如何建立通信網絡，以及如何接收情報數據，并重點針對C3操作，以及在ACE環境下執行指揮控制、火力、部隊保護、信息、情報、后勤與機動任務所需的能力進行了演練。 由此說明，美國空戰司令部正致力于通過整個部隊的協作提升在不穩定、不確定和復雜的威脅環境下的ACE能力。 小結：美軍圍繞ACE信息技術所開展的相關研究已經取得一定進展：利用“敏捷作戰實驗室”開發的“飛離”通信終端，首次利用衛星和蜂窩互聯網連接F-35A的已部署匯報設施，并將數據傳輸速度提高了30倍;基于Wave Relay數據鏈嵌入式模塊的MANET技術可為反介入/區域拒止(A2/AD)下的遠征空軍基地提供聯網能力;ABMS第五次“架構演示與評估”(ADE 5)揭示了美國空軍部等在設計和評估技術架構等方面的進展，也表明美軍正在致力于基于STITCHES等系統集成技術，通過實現所有軍事部門在單一網絡中的兼容性和互操作性，構建決策優勢，并基于人工智能和數據加速(AIDA)計劃構建聯合操作系統和集成層，以最終使 11個作戰司令部能夠實現基于數據的決策制定，提升ACE作戰效能。