美国认为,对手在乌克兰的肆无忌惮的侵略突出表明,有必要建立一种军事态势,支撑美国及其联盟伙伴时刻处于备战状态,掌握实时信息和决策,并随时准备在全球联盟需要时为其提供实时态势感知情报。

这并不是一个新想法——美国国防部(DoD)制定了联合全域指挥与控制(JADC2)战略,描述了赋予联合兵力指挥官所需的从传感器到指挥与控制(C2)功能,以及跨所有作战领域的动能和非动能武器能力的迫切需要。威慑并在必要时随时随地击败全球任何对手。

JADC2 战略要求向联合兵力指挥官畅通无阻地提供实时态势感知数据,而不论其属于哪个军事领域或防务供应商。为了实现这一目标,必须接受美国国防部的数据战略,将国防部转变为以数据为中心的组织,利用数据的速度和规模来提高作战优势和效率。以便 "将数据视为武器系统,并管理、保护和使用数据以实现作战效果"。

那么,我们该如何实现所有必要数据和信息的实时交付呢?让我们来了解一下什么是 JADC2、实施 JADC2 所面临的一些挑战、JADC2 的技术基础,最后讨论如何为作战人员实施这一新的全球实时情报基础。

什么是 JADC2?

联合全域指挥与控制(JADC2)是全球防御系统的未来,也是现有单一供应商、单一安全域指挥与控制(C2)平台的演进。它始于美国国防部的一项战略,目的是通过弹性连接,利用自动化、人工智能、预测分析和机器学习,使所有部门和盟国都能快速 "感知"、"理解 "和 "行动 "整个作战空间的信息。它正在将简单的 "传感器对射手 "设计发展为现在的大量雷达、商业和军用卫星图像以及其他探测设备。这些数据源将实时数据输入 C2 决策实体,由 C2 决策实体决定可提供动能或非动能响应的适当效应器。

传统上,武器系统由单一供应商作为独立平台提供,在一个单一、专用、以网络为中心的作战安全域内跨越从传感器到 C2 再到效应器的范围。JADC2 打破了这一架构,采用以数据为中心的架构,向包括联盟伙伴在内的众多供应商和运营商开放传感器-C2-效应器信息域。它还旨在选择最佳的效应器来发射,而不是单一供应商的武器系统,从而提高作战效率。

JADC2 还旨在实现从 "人在环内 "到 "人在环上 "再到 "完全自主 "的演进,将对威胁的响应时间从几天/几周/几个月缩短到几秒/几分钟/几小时。 同样,JADC2 将压缩军事决策中使用了几十年的 "观察-定向-决策-行动"(OODA)循环的时间。

JADC2 的官方定义见《联合全域指挥与控制战略摘要》,其中指出 "JADC2为塑造未来联合兵力的指挥控制能力提供了一种连贯的方法,其目的是在战争的各个层次、各个阶段、跨所有领域并与合作伙伴一起感知、理解和行动,以相关的速度提供信息优势。作为一种方法,JADC2 超越了任何单一的能力、平台或系统;它提供了一个机会,在联合兵力执行 C2 的方式上加快实施所需的技术进步和条令变革。JADC2 将使联合兵力能够使用越来越多的数据,采用自动化和人工智能赋能的方式,依靠安全而有弹性的基础设施,并在对手的决策周期内采取行动"。

本文使用 JADC2 作为总括术语,涵盖许多 C2 缩写词,如 C4ISR、C5ISR、联合全域作战 (JADO)、联合或联盟 JADC2 (CJADC2)、多域作战 (MDO)、泛域能力 (PDC) 和泛域C2 (PDC2)。

什么是数据中心化?

数据中心化指的是一种系统架构,在这种架构中,数据是主要的永久资产,而应用程序则不断变化。软件组件不交换静态配置的信息,而是通过共享数据模型进行通信,在该模型中,所有参与者都能理解数据,数据对象在应用程序中显示为本地数据。应用程序可直接读写这些对象的值,这些值缓存在每个参与者中。

当以数据为中心的架构建立在无需服务器或经纪人作为中介的点对点网络之上时,关键任务实时数据就能以线速传递给人工智能和 ML 引擎,从而实现实时态势感知和决策。

进入美国国防部数据战略

为了在战争中以最快的速度主导决策,联合全域指挥与控制(JADC2)系统必须为不同作战指挥部的决策者以及决策人工智能和 ML 系统提供实时数据,从战术边缘到雾到云。这与 2020 年 9 月 30 日宣布的《国防部数据战略》不谋而合,该战略指示美国国防部(DoD)领导人将所有国防部资产演变为以数据为中心的资产,将数据视为武器系统。该文件概述了这一战略的七个目标--使数据可见、可访问、可理解、可链接、可信、可互操作和安全(VAULTIS)。

JADC2 网络的演变

美军支持的网络数量远远超过 10,000 个,其中绝大多数网络都是采用以网络为中心的设计策略构建的。这些网络大多由单一国防承包商提供,并在每个网络连接中支持单一安全域。因此,要与原始设计之外的实体共享这些网络中的数据,通常需要使用非常昂贵且难以配置的多独立安全级别(MILS)或跨域交换机(CDS),而这些交换机在设计上也无法快速重新配置,以向新的需求点提供实时数据。

新的以数据为中心的网络减少了对 MILS 和 CDS 平台的依赖,并通过独特的身份验证、访问控制、加密和数据标记来确保共享网络管道中单个数据元素或主题的安全。这样就不需要为每个安全域,甚至可能是每个国防供应商建立单独的网络管道,同时还能与新的联盟伙伴或机构快速共享实时数据。

JADC2 的十大数据要求

全球各国军队正在 JADC2 的保护伞下建设首个以数据为中心的网络。美国空军正在建设先进战场管理系统(ABMS),美国海军正在建设 "超配项目",美国陆军正在建设 "融合项目 "和 "TITAN"。这些 JADC2 原型系统证明,目前至少有十种新出现的移动数据需求。这十大数据需求是

1 数据中心
2 网络传输无关性
3 多域安全架构
4 零信任/安全
5 MOSA/开放标准
6 云到战术边缘的连接和启用
7 数据持久性的断开操作设计
8 互操作性
9 可扩展性
10 网络健康工具

在下一代以数据为中心的网络中实施这十大数据要求,可将所有军种和联盟伙伴的综合传感器、指挥与控制以及优化的武器/效应器系统纳入我们的生态系统。这构成了一个成功、可部署和可维护的 JADC2 环境的基础。

RTI Connext: 领先的JADC2软件连接框架

RTI Connext® 是 TRL-9 商业产品,已在全球 1,800 多项设计中得到验证。Connext 是唯一能够满足 JADC2 数据要求的技术。由于 Connext 已在超过 75 个 C2 系统中部署,因此它大大降低了实现可行且强大的 JADC2 环境的成本、风险和时间。Connext 点对点架构无需服务器和中间商,可实时访问所有作战域的数据。 Connext 与传输无关,可在多种传输中无缝运行,包括 TDL、RF、TCP、UDP、Infiniband、水下传感器网络传输、有损卫星连接,甚至共享内存或背板--所有这些都在单个计算系统中实现。

即使在通信通道断开、被拒绝、断断续续或带宽有限的情况下,Connext 也能可靠地工作。如今,Connext 已成为 20 多个模块化开放系统方法 (MOSA) 标准的基础,并提供了关键任务 JADC2 系统所需的容错、弹性和安全性。Connext 还可与其他网络战略协同工作,支持传统和未来的信息模型,并促进模块化系统的部署,可根据不断变化的威胁动态构建和重新配置。Connext 开放式标准线协议和应用程序接口推动了无缝集成和互操作性,使系统能够以战争的速度推动决策。

结论

为了扩展和增强 JADC2 合规性的军方客户,Connext 支持从以网络为中心的系统向以数据为中心的强大环境进行清晰、基于开放标准的迁移--在许多情况下使用相同的网络设备和管道。这种方法既符合成本效益,又能提高性能,使 Connext 成为实现统一网络的显而易见的连接基础。

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