联合网络节点网美军在伊拉克战场上的应急通信系统 志英 刘俊平 编译2003年,美军为了在伊拉克实施“伊拉克白由”军事行动,突击研发了联合网络节点网( JNN-N)该网络不仅成功保障了美军在伊拉克战争中的通信联络,而且也成为了当前驻伊、驻阿美军使用的一种极为重要的通信工具,并在经过实战检验后,成为了美陆军未来骨干通信网即战术级作战人员信息网( WIN-T)的组成部分,是美军通往未来战场组网的一座桥梁2003年以前,在战场移动通信领域,美陆军主要使用移动用户设备该设备是一种视距异步传输模式系统,只能在塔台之间中继通信信号,设备的架设需要花一整天甚至更长的时间在“伊拉克自由”军事行动刚开始,该系统就暴露出了无法支持地面部队的快速推进及随后无法在伊拉克领土上广泛分散部署的问题,无法满足伊拉克的应急作战需求为了解决这一问题,陆军应急[来自wwW.lw5U.com]研发了联合网络节点网,并在2004年夏天将其运往伊拉克,成功保障了其军事行动联合网络节点网是一个以网络为中心的通信体系结构,目前已部署至美陆军的第3步兵师、第4步兵师、笫101空降师、第10山地师、第1骑兵师、第25步兵师和第82空降师,并已计划推广至整个陆军。
其主要的开发部署历程如下:2003年9N11月,陆军对系统进行了初步研发;2003年12月,在美国佐治亚州完成了联合网络节点网方舱样机的研发;2004年3月,美军作战指挥将级军官指导委员会确认取代移动用户设备网络的作战需求;2004年8月15日,首批联合网络节点网设备运抵佐治亚州的斯图尔特堡:2004年10-11月:联合网络节点网“螺旋1”部署到了美军的第3步兵师,支持“伊拉克自由”行动的设备轮换;2004年1-11月:美军的第101空降师、第10山地师、第4步兵师部署联合网络节点网;2006年5—6月:美军的第1骑兵师对联合网络节点网进行了初始作战测试;2006年9月:签订联合网络节点网未来螺旋式研发合同;2007年夏季,联合网络节点网成为重组后的战术级作战人员信息网“增值1”部分首先,联合网络节点网是一种会聚式战术通信网络,可提供保密话音、数据和视频通信,能够在,“驻停”状态下连接美军在全球的营级作战人员,而之前的移动用户设备网只能提供到旅级的网络服务该网络不仅可以提供地面视距和超视距卫星通信能力,而且能够在部队停下后的30分钟内快速建立通信连接,从而为部队机动带来了更大的灵活性该网络的第二个重要特点是实现了IP通信,它是目前唯一一个可以把因特网能力带到战场的网络。
该特点可以使美陆军在根据模块化思想重组其部队的过程中,满足各营级部队的通信服务需求联合网络节点网的第三个特点是:与移动用户设备相比,联合网络节点网的卫星连接能力容许部队和车辆分布在较大的地理区域,这样就可以使较小的作战单位能够在较大的区域上保持通信连接,这种能力对于陆军向可扩缩的模块化作战部队转型来说非常关键通过这种超视距通信能力,美陆军能够从基于师的资源转型为基于各个旅战斗队的资源进行作战,可以在进行超视距部署的同时为较低层的士兵提供通信和信息共享能力联合网络节点网主要由通信节点、转接箱和从师级直至营级的Ku频段卫星可移动终端组成,主要用于向网络管理员提供所需的资源,并将这些资源与卫星和地面传输资源连接起来,构成一个符合陆军模块化师和旅战斗队直至营指挥所结构构想的鲁棒网络图1标示出了联合网络节点网在美军师和师以下各梯队级的部署配置情况从图1可以看出,部署在美军师和师以下各梯队级的联合网络节点网由以下三部分组成:单元中枢节点( UHN)、联合网络节点(JNN)和指挥所节点( CPN)单元中枢节点位于师级,即图示中的上部,也由三部分组成:基带方舱和两部时分复用( TDMA)和频分复用( FDMA)卫星车辆。
它将时分复用和频分复用Ku频段卫星网络体系结构连接在一起,可提供端到端的Ku频段卫星链路网络连接能力,从而可以使战术联合网络节点能够接入并通过标准战术进入点( STEP)、远程端口、国防信息系统网( DISN)和国防交换网(DSN)提供服务联合网络节点位于师级和旅战斗队级,即图示中的中部该节点包括一个安装在高机动多用途轮式车( HMMWV)上的S-250方舱通信平台当师和旅战斗队进行作战时,师部和旅战斗队司令部可通过联合网络节点网对网络服务、网络管理和优先权的关键组件实施控制师和旅战斗队的联合网络节点可接入单元中枢节点,实现对全球信息栅格、国防信息系统网和国防交换网的端到端的网络服务连接指挥所节点转接箱是设在师、旅战斗队级和营级的一组轻型可展开的转接箱,由非密IP路由网和保密IP路由网通信处理设备组成,位于图1中的下部在师和旅战斗队级,指挥所节点转接箱可与联合网络节点一起部署,为部队提供话音与数据功能保密IP路由网和非密IP路由网数据箱可向网络中的用户提供数据服务,另外还能提供IP话音交换、传输系统的Ku频段服务以及用户局域网服务联合网络节点网为美军提供了前所未有的能力,归纳起来,主要包括两种:组网能力和传输连接能力。
联合网络节点网的组网能力体现在以下几个方面:支持32个保密设备( STE)用户,并可支持2个自动转接中心局( DCO)的连接;支持24个使用非密IP路由网和保密lP路由网的IP话音用户;支持46个使用非密IP路由网和保密IP路由网的IP数据用户,其中包括24个连接IP的数据用户;支持1条本地黑色专用小型交换机( PBX)使用的Tl中继线;支持8个移动用户设备黑色长线本地话音用户;通过Pairgain调制解调器,支持国防红色交换网( DRSN)对传输资源控制器的本地接入;通过Pairgain调制解调器,支持对传输资源控制器的远程战场视频会议的接入;支持2个移动用户设备数字传输群组( DTG),为话音和数据提供支持传输连接能力包括作战人员对全球信息栅格的连接能力,各个师基于互联网的对国防信息系统网的连接能力、下至营级的对国防信息系统网的连接能力、增强型机动连接能力和“驻停”状态下的通信能力、联合部队的连接能力、对传统系统的连接能力、带有1类加密的“黑色”互联网骨干网连接能力、卫星通信和地面连接能力以及对旅自主作战的连接能力作为一种联合可兼容的通信系统,联合网络节点网允许作战人员使用先进的组网能力,保持与当前部队系统的互操作能力,并能与战术级作战人员信息网等未来网络保持一致。
通过采用先进的商用现货设备,联合网络节点网能够快速展开部署,并可早期进入作战现场,满足师、旅和营指挥所所需的话音、视频和数据通信能力美军通过联合网络节点网的研发和应用,收获了不少经验,概括起来,主要有以下几点6.1采用卫星通信和lP等关键技术,可极大地提高通信保障能力采用卫星技术后,联合网络节点网使士兵能够通过卫星实现与全球各个地区的保密、IP话音、视频和数据通信能力其转接箱可为士兵提供接口,使其能够连接保密IP路由网和非密IP路由网,并具备保密和非密IP话音功能在联合网络节点网研发之前,士兵只能实现一对一的通信有了联合网络节点网之后,他们可以同时与多个用户连接此外,联合网络节点网的卫星技术也允许美军在不同地点部署指挥所,而且每个指挥所都可以具有独立接收来自卫星信号的通信能力,无需彼此依赖就可实现通信,并可以在不干扰整个网络的情况下,实现各个指挥所的移动另外,作为一种能够提供话音、数据和视频能力的会聚式战术通信网络,联合网络节点网能够在“驻停”状态下连接分布在全球的营级作战人员,而联合网络节点网之前的移动用户设备只能提供到旅级的网络服务联合网络节点网的这种超视距卫星通信能力,可以使部队能够更加灵活地进行机动作战。
有人称联合网络节点网是“美陆军有史以来最大的与最成功的卫星通信战术网络”,我们认为一点也不为过,因为它能支持基于卫星和基于地面的连接能力联合网络节点网的另一个独特之处是采用了IP通信技术IP技术具有带宽共享和灵活性的双重优势它不是把整个可用带宽分割给特定用户,而是对可用带宽进行灵活调整一旦有用户中断连接,其带宽马上就可以供其他用户使用因此,IP技术可以提高带宽利用率,实现用户间的带宽共享,该技术在联合网络节点网中第一次成为了陆军的话音及数据发送标准6.2大量采用商用现货技术,成本更低,部署更快联合网络节点网基于商用组网、通信和计算技术,并针对军事应用进行了配置联合网络节点网在设计上的通用性以及商用现货、政府现货的大量采用,最大程度地降低了其开发部署的成本和风险该网络使用的设备有90%都是商用设备,其中包括思科系统公司的IP路由器、交换机、VoIP呼叫处理软件和以及net.com Promina多路复用器、Redcom实验室小型专用交换机和Juniper网络公司的NetScreen防火墙事实表明,通[来自www.lW5u.CoM]过采用这些经过检验的高度可靠、能够互操作且易于保障的商用技术,美军不仅避免了重复开发所造成的高额成本,而且大大缩短了采购交付周期,更好、更快地满足了作战人员的需求。
以美军的第3步兵师为例,通过这种快速采购策略,该师在签订合同的5个月内就收到了硬件,为其装备训练提供了很好的支持,而且它在轮换部署到伊拉克之后,很快实现了联网作战6.3人员配备专业精干,可更加灵活有效地支持陆军的模块化设计通过使用联合网络节点网及其相关设备,美军进行通信保障所需的人数与原来使用移动用户设备节点中心保障时相比大为减少以通信连节点中心为例,原来通常至少需要20名士兵才能完成安装和运维的任务,在联合网络节点网时代只需8名士兵即能完成全部通信任务因此,新设备的采用撤销了不少岗位编制另外,这种精干的编制可以更好的支持美陆军的模块化设计,并且在选择合适的部队执行任务方面,享有更大的灵活性6.4可用带宽的增加,改善了美陆军的很多应用性能联合网络节点网没有依赖陈旧老化的按讲式视距通信技术,而是通过卫星为美陆军分散在全球的作战人员提供保密的IP话音、视频和数据通信能力,因此该网络的可用带宽增加不少,使美军很多的应用性能得到了进一步改善在该网络部署初期,美军的第3步兵师就证明了联合网络节点网可以提供对全球信息栅格以及陆军作战指挥系统( ABCS)的直接连接,这种巨大的连接能力提高了联合通用作战图的利用率,通用作战图可以清晰地确定友军和敌军的已知位置,减少作战的模糊性,从而实现了改进型的态势感知能力。
另一个可以从联合网络节点网受益的应用是未来指挥所( CPOF)未来指挥所是一种能够让分散的指挥官在虚拟会议中实现协作和信息共享的工具曾任第101空降师师长的佩特拉奥斯说: “联合网络节点网显然可以提供更好、更强的传输通道,它可使未来指挥所实现更多的功能6.5采用梯次配置,明确各级权限,可以更好地对模块化部队实施指挥控制在部署应用方面,联合网络节点网的中枢设备位于师级,方舱位于师级和旅战斗队级,Ku拖车和转接箱则部署在营级同时,联合网络节点网采用了分布式网络管理,对保密IP路由网和非密IP路由网的各级网络操作人员及其权限都进行了明确的划分这种应用部署和网络管理方法更能适应模块化部队的结构需求,可更好地对模块化部队实施作战指挥控制6.6采用增值式开发和作战应用相结合的方式,建设美陆军的未来骨干通信网联合网络节点网是美陆军为满足应急通信需求而匆匆研制的,现已广泛部署在伊拉克该网络采用“螺旋”式开发方式,即在保持基本能力的同时,在每个螺旋阶段对其做一些改进,并与美军在伊拉克的轮换基本同步同时,通过作战士兵使用后的反馈信息,联合网络节点网不断地进行改进和升级,因此,成功满足了驻伊拉克美军的需求,为他。