美国政府已开始利用商业网络技术为执行任务做好准备。其目标是:确保美国能够最大限度地提高生产力和降低成本,同时将国家安全风险降至最低。

政府正在设计支持和补充其优势的政策,对商业供应商的网络技术进行创新和投资,这些商业供应商正在 5G、专用无线、战术专用无线等领域投资数十亿美元。例如,美国国家安全局几年前制定的 "机密商业解决方案"(CSfC)计划,就是利用商业技术和产品,为国防部(DoD)和情报界快速提供网络安全解决方案。

另一个备受瞩目的例子是国防部的联合全域指挥与控制计划(JADC2)。该计划是对战斗空间的重新规划,所有军事资源,从人力到海陆空资产再到武器系统,都将在共享数据环境中运行。对一体化行动意义的重新思考是由与全球经济相同的引擎--数据的力量--所驱动的。JADC2 是有意建立在使用创新技术的前提之上的。将其视为对商业解决方案的拥护并不夸张,因为 JADC2 战略本身就拥护 "修改现有政策、授权、组织结构和操作程序的意愿"。

改变GOTS与COTS之间的平衡

在第四次工业革命的早期,也就是 IT 行业诞生的时候,政府投资(通常用于军事目的)的重要性无论怎样强调都不为过。从 20 世纪 30 年代的雷达和对讲机,到 20 世纪 60 年代和 70 年代的数字摄影和卫星导航,满足军事需求的必要性引领了无数进步。国防部在直接或通过政府承包商开发自己的产品和技术方面发挥了核心作用。 一旦国防部为某一特定任务开发出解决方案,该技术就可重新用于其他政府任务。政府现成(GOTS)技术由此诞生。

"想想无线通信。如果追溯到三四十年前,国防部可能是全球无线技术最大的研发引擎,"诺基亚联邦首席技术官(CTO)史蒂夫-沃格桑(Steve Vogelsang)说。"航空、登月任务和军事通信--它们是推动无线技术进步的大引擎。

如今,政府已开始采用 COTS(即现成商用解决方案)。美国国防部高级研究计划局(DARPA)是最著名的军事研发机构,而国防部创新生态系统(DoD Innovation Ecosystem)则寻求军民两用技术的最新进展,以提高美国及其盟国和合作伙伴的战场能力。由于国防部在技术研发(R&D)方面的投资不再像私营部门那么多,因此军方优先考虑识别和获取商业技术。IT 和相关技术在消费和商业市场中已变得如此普遍,全世界的公司在研发方面的投资总和已超过五角大楼。

首先,感知并共享信息

五角大楼 2022 年 3 月发布的 JADC2 战略摘要指出,该倡议的目的是 "优化信息的可用性和使用,以确保指挥官的信息和决策周期相对于对手的能力运作得更快"。简单地说,该倡议被描述为 "感知、理智和行动"。

国防部所说的 "感知 "是指整合来自陆、海、空、天和网络空间等所有领域和电磁频谱的信息的能力。该战略描述了 "发现、收集、关联、汇总、处理和利用来自所有领域和来源(友军、敌方和中立)的数据,并共享信息作为理解和决策依据 "的能力。

现代战场网络越来越多地不仅要处理语音通信,还要处理大量不同类型的数据,包括静态图像、视频、传感器数据、地图、态势感知数据和库存信息。除了传输原始数据本身,网络还必须将对所有这些复杂、多层面数据的分析从远程计算资源重新分配回战场。但是,在竞争激烈的战场上,大量的数据传输正在争夺有限的网络带宽。为了满足日益增长的战场带宽需求,国防部正在寻求采用包括 5G 在内的军用和商用技术。

在满足带宽需求方面存在两个不同的挑战。首先是如何在不同的网络上传输数据。例如,在 9/11 和大规模枪击等大规模事件中,第一反应人员面临的障碍之一就是警察和消防员的通信系统不兼容,导致双方都对对方的行动感到困惑。这一障碍在军队内部要大得多;陆军、空军和海军/海军陆战队的通信系统和 IT 网络并不是为了相互通信而建造的。

"JADC2成为一大焦点,尤其是无线通信的焦点的原因之一,是因为不同的分支机构使用不同制造商的不同技术,而且它们之间都不能相互通信。这一直是一个巨大的挑战,"Vogelsang 说。"当互联网和互联网协议成为标准时,情况就发生了变化--IP 可以在任何传输方式下工作,适用于所有这些波形。5G 使用 IP,因此很容易接入 JADC2。

这就引出了第二个挑战:如何将所有这些信息通道整合到一个安全、统一的以数据为中心的网络中。

传统的军事通信系统是为单通道、基于语音的指挥和控制而构建的。例如,单通道地面和机载无线电系统(SINCGARS)于 20 世纪 80 年代初首次亮相。40 年后的今天,该系统仍在使用,但它不能传输或接收数据。相比之下,5G 可同时为许多设备和用户提供高速数据连接,同时还能处理语音通信。

此外,Vogelsang 还说:"5G 是第一种能够为关键任务服务(以及)工业用途提供安全保障的大规模技术。当我们开始考虑战术部署时,就会遇到其他安全问题--对手如何阻止我连接?找到我的位置?实际上,5G 可以解决这些问题。

安全的另一部分,即确保数据隐私,是通过加密来处理的,这样即使有人设法侵入传输,发送的内容也会被充分加密。

"国防部的加密要求比商业互联网严格得多,"Vogelsang 说。"15 年前,加密的成本高得吓人,因为它会消耗 CPU 周期。......现在,它已经嵌入到芯片中。政府已经认识到,如果他们能够正确地设计加密技术,就可以使用商业开发的加密技术来保护机密通信。

"他说:"我们(国防部)为什么要投资我们自己的专有技术,因为这种技术往往速度慢、成本高、落后于市场,而如果我们以正确的方式使用商业技术,我们就可以使用这种技术。美国国家安全局的 CSfC 计划 "为如何正确使用技术提供了蓝图。特别是诺基亚,我们在 IP 路由和光网络解决方案中嵌入了 CSfC 蓝图所要求的加密技术。您几乎不需要增加成本就可以启用它。

想方设法利用商业技术也是为了让国防部获得财务杠杆和控制权。例如,从历史上看,当五角大楼指定一种专有无线电系统时,设计和制造该系统的公司必须通过购买设备和收取开发费用(臭名昭著的 "成本加成 "合同)来收回投资。由于设备的数量微乎其微,至少与商业市场的设备相比是如此,因此每个设备的价格都会很高。

"智能手机、平板电脑、汽车、卡车,甚至一些路由器和家庭互联网网关都将内置 5G-5G 技术,"Vogelsang 说道。"这对成本曲线影响巨大。"

大局观速览

2016 年,诺基亚收购了美国科技界的传奇公司之一--贝尔实验室。"Vogelsang 说:"这一领域的许多基础技术都出自贝尔实验室,而且贝尔实验室与国防部的合作已经持续了非常非常长的时间。贝尔实验室每年在研发上投入近 50 亿美元,并为其许多产品(包括加密技术)开发自己的专用芯片。

必须认识到,JADC2 可能是国防部的一项举措,但美国也依赖其盟国和合作伙伴。北约(31 个成员国)、5/9/14 "眼睛 "联盟(情报联盟)等组织以及美国在太平洋地区、中东和其他地区的条约盟国,在保护所有国家安全方面也发挥着作用。

JADC2 的愿景包括合作伙伴和盟友。诺基亚总部位于芬兰,与俄罗斯接壤 800 多英里,并于今年加入了北约,对于诺基亚来说,在 JADC2 的成功中发挥作用不仅仅是公司的成功。

结论

将 5G 纳入 JADC2 计划的基线,为战场带来了最新的数据和语音技术。它应被视为整体通信能力的一部分,而不是独立的东西。

JADC2 愿景的固有理念是网关,即连接不同波形无线电和从传感器、卫星到武器系统的数据流的枢纽点。随着数据量的增长以及延迟等因素变得越来越重要,数据传输日益成为一项挑战。而且通信流是双向的,从战场到指挥中心,指挥中心需要确保数据的准确性,以便将其转化为可操作的信息并返回战场。

上世纪 90 年代,全球化工公司巴斯夫曾做过一个很长的广告宣传,说它并没有生产人们使用的很多产品,而是让这些产品变得更好。在谈到 JADC2 时,Vogelsang 就是这样设想 5G 的作用的。

"问题是 5G 如何增强能力并融入现有的指挥和控制--5G 必须成为其中的一部分,而不是取而代之"。

成为VIP会员查看完整内容
38

相关内容

人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
《为马赛克兵力提供资源:采购兵棋的创伤》
专知会员服务
46+阅读 · 2023年7月27日
《印度武装部队的多域联合C4ISR系统》200页最新报告册
专知会员服务
35+阅读 · 2023年7月4日
《通过C5ISRT优势赢得竞争环境中的战术交战》
专知会员服务
77+阅读 · 2023年6月20日
《数据赋能作战决策》
专知会员服务
171+阅读 · 2023年4月14日
《人工智能在军事武器系统中的崛起》
专知会员服务
115+阅读 · 2023年3月21日
《综述:数字孪生在攻击性军事网络战中的应用》
专知会员服务
85+阅读 · 2023年3月12日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
131+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
326+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
111+阅读 · 2023年3月24日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
29+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员