导读:随着信息和网络技术的飞速发展,现代战争已经成为信息高度聚合和强电子对抗下的体系对抗作战。在此背景下,美军提出了网络中心战概念,通过信息网络的支撑,将参战的各武器平台、武器弹药等紧密铰链成一个作战系统,快速、准确地实现战场情报、侦察、监视、指挥控制、精确打击与效果评估一体化。网络中心战的核心作战能力就在于综合电子信息系统(C4ISR)的建设,而C4ISR构建的基础就是全军共用信息网络。

美军在上世纪九十年代初开始构建全军共用信息网络,其目的是为联合作战的各军种提供统一信息平台,提高联合作战效能,解决各军种信息网络独立性强兼容性弱、系统难以协调统一的问题。一般情况下各军种专用的信息网络并不属于全军共用信息网络,因此美军目前拥有的共用网络主要是国防信息基础设施、全球信息栅格(GIG)和联合信息环境(JIE)。其中国防信息基础设施建立较早,并不能适应于网络中心战的要求,逐步被GIG和JIE所替代。

军用信息网络示意图

国防信息基础设施(DII)是集通信、计算机、数据应用、安全服务以及其他服务为一体的共享和互联的系统,以满足国防部用户在各种军事作战行动中对信息处理和传输的要求。DII由陆、海、空、天基的公共数据资源、通信基础设施、计算机基础设施、领域应用程序、基础设施运行管理和相关政策标准等构成,能在整个军事行动范围内根据作战人员、政策制定人员和保障人员的要求收集、处理、存储、分发和管理信息。

面向全军的通信网络示意图

国防信息基础设施(DII)在基础组件上层包括通信和计算机基础设施、公用应用和功能应用三个层级。国防信息基础设施的通信与计算机基础设施提供信息处理与传输服务;公共应用通过国防文电系统,为个人或部门提供跨组织、跨功能、跨地域的信息传输能力;功能应用依靠公共应用程序为职能机构提供共享信息的环境,依靠通信和计算机基础设施的信息处理和传输能力为职能机构提供服务。不过随着战争形式由平台中心战转变为网络中心战,国防信息基础设施(DII)也逐渐被全球信息栅格(GIG)所替代。

全球信息栅格(GIG)是在网络中心战背景下发展的新一代信息基础设施,也是美军建设的适用于多作战域、各作战层级的通信体系,该系统将早期通信基础设施演变成为GIG中的通信基础设施,解决了多信息通信系统的集成和互操作问题,是美军信息系统发展的基础,承载着美军先进的信息系统和指挥控制功能。在全球信息栅格建设中,按照美军在军事通信转型中的划分,主要按照地面、无线和天基三部分来组织实施。但是在实际建设中,仍是由国防部级的信息通信系统、各军种的通信网络体系等构成。

全球信息栅格(GIG)建设模型

美军提出全球信息栅格(GIG)计划的目的是通过整合现有各种信息资源,建立起一个供全军通用的全球通信网络,并以此为基础,把散布在全球范围内的传感器网、计算机网和武器平台网联为一体,最终形成一个全时、全维、全频谱和全球性的用于信息化作战的立体互联网,为美军实现互联、互通、互操作奠定基础。全球信息栅格(GIG)可以使高度分散的美军作战单元在多维空间同时进行协同作战,其主要构成有传感器栅格、通信网络栅格、计算机网络栅格和武器平台栅格等,几乎涉及到了美军所有的作战资源。

GIG的结构关系图

GIG传感器栅格由互联的地基、海基、空基和天基侦察设备组成,主要有侦察卫星、侦察飞机、预警机、无人机、雷达、声纳等等。通信网络栅格由互联的各种通信卫星、通信飞机、数据传输链路、微波中继站、地面光缆、无线电台、作战地域网等通信基础设施组成。计算机网络栅格由各种计算机、存储器、网格软件平台、数据库、地理信息系统等计算信息设施组成。武器平台栅格由各种信息化的武器平台如飞机、坦克、导弹、火炮、军舰等组成,其主要作用就是运用信息,即武器平台根据输入的信息对敌目标实施(超视距)精确打击。

GIG的人员及武器接入

GIG的目标技术架构包括了IaaS(基础设施层)、PaaS(平台服务层)和SaaS(公共用户服务层),通过三层的协同工作为上层的各类战术和固定用户提供高效灵活的信息服务保障能力,既很好地满足了用户需求,又可节省使用维护费用。在建设发展中,GIG分为三个阶段:第一阶段是从1999~2003年,按照GIG初步设想对原有网络和设施进行集成;第二阶段是从2004~2011年,在各军种内部实现GIG功能;第三阶段是从2012~2020年,实现三军信息系统的互连、互通、互操作,全面完成全球信息栅格建设。

但计划赶不上变化,在GIG的发展过程中逐渐暴露出缺乏互操作性、规模过于庞大且异常复杂、成本高昂、难以适应新技术变化、存在安全漏洞等问题。加上网络中心战在发展中同样遭遇了带宽资源始终稀缺、处理资源大多有限、数据体量没有上限、信息共享难跨密级、指控关系必须分层等问题,为此美国军方提出了一系列新理念、开发了一系列新项目,以对网络中心战理念进行“修正”。最典型的项目就联合信息环境(JIE)。

联合信息环境(JIE)解决方案

联合信息环境(JIE)是国防部首席信息官(DoD-CIO)整合军事网络,创建一个联合、跨部门、跨政府、多国家信息共享环境的整体解决方案,包含共享的信息技术基础设施、企业级服务和单一安全架构(SSA),可确保全谱优势,改善任务效能,提高安全性,实现信息技术效能。JIE的目标是减少国防部整体信息技术占用空间,实现配置标准化、建立企业级共享安全协议、优化数据路由。2013年1月,美国参谋长联席会议主席发布了JIE白皮书指出其具有如下能力特征:

联合信息环境(JIE)下的网络体系架构是一种中心化的体系架构,能够提供体系范围内的态势感知能力,提供中心化的作战控制能力,还能够最大限度的降低可能会遭受的网络攻击面。从联合信息环境(JIE)的架构视图来看,总体上可将其分为两大部分,一方面是各军种及战区接入点,即体系作战中心,另一方面是各体系级数据中心及相关的体系服务与安全架构,二者之间建立国防信息IP网络传输,还可对外接入互联网,并通过安全架构来应对病毒、国家行为者的网络攻击。

JIE体系架构示意图

从联合信息环境(JIE)的体系构成来看,核心要素主要包括网络标准化传输(Network Normalization Transport,NNT)、统一安全架构(Single Security Architecture,SSA)、体系作战中心(GEOC/EOC)、数据中心(Core Datacenters/Installation Processing Nodes,CDC/IPN)、身份认证与访问管理(Identity and Access Management,IdAM)、体系服务(Enterprise Services)和统一能力(Unified Capabilities,UCs)、移动应用、网关、管控等方面。

在具体应用上,JIE具有架构视图、管理视图、运维视图、服务视图、安全视图、信息视图等几个部分。架构视图体现JIE的体系架构;管理视图包含实现逻辑分离的数据通信网络和联合信息环境管理网络(JIE JMN);运维视图可解析管控能力、数据能力、通信能力、安全能力;服务视图则分为网络服务、体系服务、全球应用类、传输类、单用途网络类五部分;安全视图则以统一安全架构为主进行开发;信息视图则包括核心数据中心(Core data center,CDC)、设施处理节点(Installation Processing Node,IPN)、特种用途处理节点(Special purpose processing node,SPPN)和战术处理节点(Tacticalprocessingnode,TPN)四个层次。

JIE WAN管理视图

联合信息环境(JIE)目前仍处于建设进程当中,在2018年12月,美国国防部发布了新版《国防部云战略》,明确美国国防部当前的数字化环境将向企业云环境转型。在2019年7月12日,美国国防部发布《国防部数字现代化战略》,指导美军数字化环境转型,进而确保联合部队在现代化战场上的竞争优势。该战略中所罗列的很多事项对JIE的建设起到指引的作用。

JIE架构示意图

总结:未来的战争将是智能化、体系化的战争,美国正是在这一趋势下提出了网络中心战,并基于网络中心战的指导着力构建全军共用信息网络。美国的信息网络建设水平在世界上首屈一指,全球信息栅格(GIG)和联合信息环境(JIE)的运用更是极大地提高了美军综合电子信息系统的作战水平。相较之下,我国在共用信息网络方面的建设尚不成熟,在综合电子信息系统方面与世界一流水平存在较大的差距,未来应找好着力点,在提高单个武器性能的同时,做好体系作战准备。

主要参考文献

1.美军信息基础设施发展研究_徐斌

2.美军全球信息栅格发展评述_贾伟

3.美军联合信息环境解析

4.DOD-DIGITAL-MODERNIZATION-STRATEGY-2019.P

5.The Global Information Grid (GIG) 2.0 Concept of Operations Version 1.1

6.Shaping the Enterprise for the conflicts of Tomorrow

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