季自力 王文華 / 文
5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有超高速率、超大容量和超低延時(shí)等顯著優(yōu)勢。美國國防部發(fā)布的《5G 生態(tài):國防部的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇》全面解析5G 對美國和美國國防部的戰(zhàn)略挑戰(zhàn)與機(jī)遇,從技術(shù)層面到可應(yīng)用領(lǐng)域,再到未來戰(zhàn)爭乃至對國家戰(zhàn)略的影響等,都做了描述和預(yù)測。5G 的真正潛力是對未來戰(zhàn)爭網(wǎng)絡(luò)的影響,它可以連接更多更具彈性的系統(tǒng),以便在不斷變化、快速發(fā)展的戰(zhàn)場中發(fā)揮重要作用。中國在5G 領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù),就是華為公司領(lǐng)先,有可能打破美國的壟斷,所以美國使用所有的手段來圍攻、封殺華為公司。
隨著人工智能的迅猛發(fā)展及其在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,推動(dòng)戰(zhàn)爭形態(tài)向智能化方向發(fā)展。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的商用普及進(jìn)一步推動(dòng)人工智能的發(fā)展,智能化作戰(zhàn)將邁向更高的水平。在5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的支持下,人工智能在作戰(zhàn)指揮、情報(bào)數(shù)據(jù)共享、戰(zhàn)場態(tài)勢分析等方面發(fā)揮重要作用,加快推進(jìn)現(xiàn)代戰(zhàn)爭向智能化、無人化和自主化方面發(fā)展。
5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不僅可以用于語音通話、收發(fā)視頻等,還將支持物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展。人工智能本質(zhì)上是一種自下而上的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),依靠不斷獲得海量數(shù)據(jù)產(chǎn)出最大價(jià)值。在戰(zhàn)場數(shù)據(jù)規(guī)模持續(xù)上升的同時(shí),數(shù)據(jù)傳輸與存儲壓力越來越大,而5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的超高速率、超大容量和超低延時(shí)等特性。
——5G 具有超高速率。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)使用較高的通信頻段,傳輸速率大幅提升,測試中達(dá)到10Gbps 峰值,比現(xiàn)行的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提高了30 倍,用戶平均體驗(yàn)數(shù)據(jù)率提高了10 倍,頻譜效率提高3 倍,接口延時(shí)減少了90%,能效和流量密度提高100 倍。超高速率保證云端和終端高效連接,形成相輔相成的協(xié)同發(fā)展路徑。
——5G 具有超大容量。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為龐大的戰(zhàn)場數(shù)據(jù)量和信息量的傳遞提供可能性,其基站可以同時(shí)為更多終端提供服務(wù),擁有每平方公里連接100 萬臺設(shè)備的帶寬。未來具有超級鏈接能力的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可承載10 億個(gè)場所、50 億人、500 億物的連接。
——5G 具有超低延時(shí)。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為更多延時(shí)要求極高的應(yīng)用發(fā)展提供可能。智能制造云化機(jī)器人可以達(dá)到1 毫秒的端到端通信延時(shí),支持99.99%的連接可靠性,基于邊緣計(jì)算能夠快速響應(yīng)。
5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的超高速率、超大容量和超低延時(shí)等特性,對提高戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息的傳輸速度和容量、滿足超低延時(shí)要求提供了有力的技術(shù)支撐,將對未來戰(zhàn)爭形態(tài)和作戰(zhàn)樣式產(chǎn)生顛覆性影響。
5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、生物特征識別等5G 信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合,將在未來的軍事領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用,推動(dòng)信息化戰(zhàn)爭向智能化戰(zhàn)爭轉(zhuǎn)變。
——提升戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息共享速度?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭是基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn),戰(zhàn)場數(shù)據(jù)和信息量呈現(xiàn)爆炸式增長?;?G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng),能夠高效采集、傳輸和處理海量的戰(zhàn)場數(shù)據(jù),為指揮員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析結(jié)果,建立對戰(zhàn)場態(tài)勢的高度動(dòng)態(tài)感知;依托智能指揮控制平臺,對戰(zhàn)場重要目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)偵察、識別、監(jiān)視、跟蹤和預(yù)警,快速更新指揮控制系統(tǒng)中的戰(zhàn)場態(tài)勢信息。戰(zhàn)時(shí),聯(lián)合作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)和指揮員可以利用歷史信息進(jìn)行決策,并將歷史信息與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合,以獲得更加全面準(zhǔn)確的視角。
——推動(dòng)戰(zhàn)場指揮控制智能化。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)高速率、低延時(shí)的特性,可以幫助操作員實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn)場智能化系統(tǒng)的精確操控。例如,在戰(zhàn)地醫(yī)療中運(yùn)用5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)生與機(jī)器人手術(shù)平臺遠(yuǎn)程連接,為傷病員提供遠(yuǎn)程手術(shù)的技術(shù)支持;后勤裝備保障部門可以靈活控制無人車、無人機(jī)、無人艇,提升戰(zhàn)場物資和裝備配送的效率;智能武器裝備系統(tǒng)可以在毫秒級別的控制周期內(nèi)完成傳感器測量、數(shù)據(jù)傳輸和智能解算等任務(wù)。隨著軍事領(lǐng)域海量設(shè)備和數(shù)據(jù)信息的增長,5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不僅承載人與人之間的通信,而且還承載人與物之間以及物與物之間的通信,既可支撐大量終端,又能支撐個(gè)性化、定制化應(yīng)用。
——提高戰(zhàn)場信息系統(tǒng)構(gòu)建效率。未來戰(zhàn)場將進(jìn)入“秒殺”時(shí)代,高速度、大機(jī)動(dòng)和遠(yuǎn)射程裝備發(fā)展趨勢,使得戰(zhàn)爭節(jié)奏顯著加快,要求提升戰(zhàn)場信息系統(tǒng)的快速機(jī)動(dòng)、快速展開、快速通聯(lián)等能力。借助基于5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的智能指揮控制系統(tǒng),聯(lián)合作戰(zhàn)指揮機(jī)構(gòu)和指揮員可以協(xié)調(diào)、優(yōu)化軍事通信網(wǎng)絡(luò)上各類設(shè)備使用頻譜的方式,進(jìn)行高效系統(tǒng)構(gòu)建。5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具備覆蓋面廣、適應(yīng)性好、兼容性強(qiáng)等顯著特點(diǎn),能夠提供高速可變速率傳輸,滿足不同作戰(zhàn)方向、作戰(zhàn)區(qū)域、作戰(zhàn)部隊(duì)的聯(lián)網(wǎng)需要,戰(zhàn)時(shí)無須頻繁調(diào)動(dòng)軍用通信衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)裝備等資源,即可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信息終端的互聯(lián)互通。由于通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互通、信息共享,解決了不同平臺的互聯(lián)互通問題,各軍兵種指揮官可通過顯示屏看到真實(shí)的戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)場態(tài)勢,使得各軍兵種更加有效地協(xié)同作戰(zhàn)。運(yùn)用5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的自組網(wǎng)技術(shù),可以解決戰(zhàn)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)部署階段的自規(guī)劃和自配置,通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)階段的自優(yōu)化和自愈合。
——提升軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全性。SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò)) /NFV(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與構(gòu)建技術(shù),倡導(dǎo)的控制與數(shù)據(jù)分離、軟件化、虛擬化思想,為突破現(xiàn)有的軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全問題提供了有效的解決方案。SDN 架構(gòu)的核心特點(diǎn)是開放性、靈活性和可編程性,主要分為三層:基礎(chǔ)設(shè)施位于最底層,包括大量基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,能夠根據(jù)控制層下發(fā)的規(guī)則處理和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);中間層為控制層,主要對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面的資源進(jìn)行編排,控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,收集?zhàn)場全局狀態(tài)信息;最上層為應(yīng)用層,包括大量的應(yīng)用服務(wù),對軍事通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行調(diào)用。SDN 將通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面從設(shè)備中分離出來,放到具有網(wǎng)絡(luò)控制功能的控制器上進(jìn)行集中管控,簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)施以及管理員對全網(wǎng)的管理,大大提高了通信網(wǎng)絡(luò)部署的效率。未來的軍事通信網(wǎng)絡(luò)也需要將控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離,優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)管理,以SDN 驅(qū)動(dòng)整個(gè)軍事通信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。基于自組網(wǎng)寬帶電臺構(gòu)造的移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò),能夠自動(dòng)探測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),自動(dòng)執(zhí)行有效的控制,自動(dòng)選擇路由、適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,增?qiáng)軍事通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性、頑存性和抗毀性。
加快推進(jìn)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域的運(yùn)用,必須搞好頂層設(shè)計(jì)、總體籌劃,結(jié)合戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡(luò)需求,分階段開展建設(shè)。
搞好5G在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)和研究論證。推進(jìn)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,也是一個(gè)長期、漸進(jìn)的過程,需要在技術(shù)手段運(yùn)用、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)、保障機(jī)制創(chuàng)新上不斷探索和研究論證,既要集中統(tǒng)管、頂層設(shè)計(jì),統(tǒng)一架構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范接口,又要分階段科學(xué)實(shí)施、分層級豐富應(yīng)用,按照標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化構(gòu)建、積木式組合的總體思路,采取路線圖、工程化的方法,建立以路線圖為核心的規(guī)劃機(jī)制,從設(shè)計(jì)思路、需求分析、發(fā)展路徑和配套措施等不同方面,進(jìn)行程式化的分析和規(guī)劃。針對當(dāng)前軍事通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的迫切需求和薄弱環(huán)節(jié),聚焦關(guān)鍵技術(shù)前瞻布局,在軍隊(duì)科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃計(jì)劃中部署關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目,重點(diǎn)是加強(qiáng)與5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)重大項(xiàng)目的銜接,協(xié)同推進(jìn)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)場中的應(yīng)用研究以及關(guān)鍵核心技術(shù)突破和產(chǎn)品系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用,加快推進(jìn)軟件定義的無線電技術(shù)(SDR)、同時(shí)同頻全雙工技術(shù)(CCFD)、正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)、虛擬化的切片技術(shù)以及軍用人工智能芯片等關(guān)鍵技術(shù)的研究,大幅提升自主創(chuàng)新能力,力爭在某些重點(diǎn)領(lǐng)域取得重大突破,關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
建立統(tǒng)一規(guī)范的軍事通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)模塊。建立統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系和系統(tǒng)模塊,確保5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的統(tǒng)一性、規(guī)范性和連續(xù)性。一是數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化。建立戰(zhàn)場移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)公共數(shù)據(jù)模型,統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一接口、統(tǒng)一協(xié)議、統(tǒng)一交互界面,規(guī)范各類數(shù)據(jù)信息應(yīng)用,增強(qiáng)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息的一致性、完整性、準(zhǔn)確性和可靠性,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)信息透明共享、便捷交互。二是模塊建設(shè)規(guī)范化。采用模塊化構(gòu)建和積木式組合的方法,實(shí)行統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范設(shè)計(jì)、開發(fā)、建設(shè)和維修保障的全過程,確保架構(gòu)一致、功能開放、接口統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基于模型框架的無縫集成。三是系統(tǒng)應(yīng)用集約化。在規(guī)劃論證階段,通過制定規(guī)定和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),明確戰(zhàn)場移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)單元的功能作用,確保緊貼一體化聯(lián)合作戰(zhàn)對通信網(wǎng)絡(luò)的需求;在組織實(shí)施階段,通過頒布相應(yīng)技術(shù)操作流程和規(guī)范,調(diào)用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不同平臺、不同單元,確保軍事通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用操作規(guī)范。
加快軍事通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才培養(yǎng)和保障力量建設(shè)。把高端人才隊(duì)伍建設(shè)作為重中之重,堅(jiān)持培養(yǎng)和引進(jìn)相結(jié)合,搞好人才儲備,加強(qiáng)人才梯隊(duì)建設(shè),加快形成軍事通信網(wǎng)絡(luò)人才高地。大力培養(yǎng)具有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)軍人才,重點(diǎn)培養(yǎng)一批熟練掌握5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、軟件開發(fā)、系統(tǒng)整合、綜合運(yùn)用的新型科研和技術(shù)保障人才。通過重大研發(fā)任務(wù)、平臺建設(shè)和實(shí)踐演練,匯集各類高端人才,在若干重點(diǎn)領(lǐng)域形成一批高水平的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。開辟專門渠道,實(shí)行特殊優(yōu)惠政策,采取項(xiàng)目合作、技術(shù)方案咨詢、聘請專家顧問等方式柔性引進(jìn)高端人才,實(shí)現(xiàn)高端專業(yè)人才精準(zhǔn)引進(jìn)。成立綜合管理部門,負(fù)責(zé)5G 在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的總體規(guī)劃、統(tǒng)籌指導(dǎo)和組織協(xié)調(diào);加強(qiáng)保障力量建設(shè),立足現(xiàn)有力量抽組,根據(jù)任務(wù)需求,抽調(diào)一批技術(shù)維護(hù)、通信保障、網(wǎng)絡(luò)管理、數(shù)據(jù)處理等信息化專業(yè)人才,編成軍事通信網(wǎng)絡(luò)保障力量,做好軍事通信網(wǎng)絡(luò)保障手段和各項(xiàng)業(yè)務(wù)的力量配系和要素設(shè)置。
加強(qiáng)軍事通信網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)。推進(jìn)5G 在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,必須加強(qiáng)對信源、信道和信宿的安全防護(hù),加緊構(gòu)建軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全體系。依據(jù)信源所含信息量在戰(zhàn)場活動(dòng)中的重要性差異,對其實(shí)施防護(hù)等級區(qū)分,按級設(shè)防,分級管控,建設(shè)和完善信息與服務(wù)保護(hù)、系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)防御、安全態(tài)勢感知與運(yùn)維智能分析為一體的軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全保障系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信源防護(hù)效益最大化。加大軍事通信網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施建設(shè)力度,提升移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的信道冗余度及自愈能力;加強(qiáng)戰(zhàn)場網(wǎng)系運(yùn)行管理、傳輸信道加密和安全制度機(jī)制等方面的研究創(chuàng)新,重點(diǎn)推進(jìn)量子加密技術(shù)、可信計(jì)算技術(shù)、統(tǒng)一身份識別認(rèn)證技術(shù)、動(dòng)態(tài)授權(quán)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)防護(hù)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及其在軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信道多級備份、自主保護(hù)。加強(qiáng)信息監(jiān)察、系統(tǒng)防護(hù)、應(yīng)急響應(yīng)、審計(jì)認(rèn)證、數(shù)據(jù)保護(hù)等軍事通信網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)手段建設(shè),加速安全操作系統(tǒng)、安全隔離網(wǎng)關(guān)等關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備研制,提高信道與終端加密強(qiáng)度,提升軍事通信網(wǎng)絡(luò)末端安全防護(hù)能力。