楊楚平，趙 剛，馬 超

(中國(guó)船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院，北京 100094)

0 引 言

現(xiàn)代海戰(zhàn)瞬息萬(wàn)變、錯(cuò)綜復(fù)雜，已進(jìn)入信息化的發(fā)展階段。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，戰(zhàn)斗力生成模式發(fā)生變化，在提高艦載電子武備設(shè)備性能的同時(shí)，各國(guó)海軍愈發(fā)重視通過(guò)提升信息集成技術(shù)水平提高艦船整體作戰(zhàn)能力，美軍自20 世紀(jì)90 年代起就一直致力于推動(dòng)艦船信息集成，采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)策略，最新研制的DDG1000 驅(qū)逐艦通過(guò)構(gòu)建全艦計(jì)算環(huán)境（TSCE）基礎(chǔ)設(shè)施，解決了各分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行、互操作困難、資源無(wú)法共享等問(wèn)題，將全艦各應(yīng)用系統(tǒng)集成為全艦一體化系統(tǒng)協(xié)同執(zhí)行各項(xiàng)作戰(zhàn)任務(wù)。當(dāng)前，以DDG1000 為代表的新一代水面戰(zhàn)艦，以更快響應(yīng)為最終目標(biāo)，以減員增效為衡量手段，以智能應(yīng)用為核心特征，以全艦計(jì)算環(huán)境為技術(shù)推動(dòng)，開(kāi)啟了全艦任務(wù)一體化的艦船單平臺(tái)應(yīng)用新模式。為了提高艦船的信息化和智能化水平，目前國(guó)內(nèi)艦船也充分借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)全艦計(jì)算環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用，艦船一體化網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸?shù)妮d體，是全艦計(jì)算環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)全艦應(yīng)用集成的物質(zhì)基礎(chǔ)，全艦一體化網(wǎng)絡(luò)已成為推動(dòng)艦船信息化發(fā)展首先要解決的問(wèn)題。

1 國(guó)內(nèi)艦載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)艦船計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從20 世紀(jì)90 年代初期開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)在艦船上的使用而發(fā)展起來(lái)的，已在各型艦船中廣泛應(yīng)用。但是由于缺乏頂層設(shè)計(jì)、同時(shí)受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的制約，國(guó)內(nèi)艦船網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一開(kāi)始往往是從系統(tǒng)內(nèi)部開(kāi)始，各應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)各自獨(dú)立發(fā)展分開(kāi)設(shè)計(jì)，采用不同的技術(shù)體制和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，各個(gè)系統(tǒng)各自組網(wǎng)，各自布線，擁有各自不同的運(yùn)行、業(yè)務(wù)支撐、管理和維護(hù)保障體系。這樣造成了艦船各系統(tǒng)相互間信息互連、互通不便，業(yè)務(wù)間、應(yīng)用間的互操作性差，且管理、維護(hù)煩瑣，業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)技術(shù)復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化程度受限。隨著艦船裝備信息化的發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備開(kāi)始聯(lián)網(wǎng)共享信息，艦船網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒘吭絹?lái)越大，信息交互越來(lái)越復(fù)雜，信息共享程度越來(lái)越高，如果艦船各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)仍然各自組網(wǎng)，采用不同的技術(shù)體制，將會(huì)阻礙艦船信息化水平的提高。要改變目前艦船各應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)彼此孤立發(fā)展的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)艦船各系統(tǒng)的資源共享，提高信息化水平，需要開(kāi)展艦船一體化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究，從頂層對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行總體規(guī)劃，消除業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間的差異，使之能夠更加高效的支持系統(tǒng)間的互連、互通、互操作。同時(shí)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)、綜合集成、統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展，把各類信息系統(tǒng)集成一個(gè)大系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)裝備的高度集成、統(tǒng)一指揮和綜合控制，形成整體優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的綜合作戰(zhàn)能力。隨著艦船裝備發(fā)展日趨信息化與集成化，艦船一體化網(wǎng)絡(luò)也將成為今后艦船網(wǎng)絡(luò)裝備發(fā)展的趨勢(shì)。

2 國(guó)外艦船網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2.1 國(guó)外艦船網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀

為了提升艦船的信息化水平，以美、英、法、德等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家海軍較早就開(kāi)展了全艦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和實(shí)裝檢驗(yàn)工作。下面為各個(gè)國(guó)家海軍在推進(jìn)艦船網(wǎng)絡(luò)化方面的一些應(yīng)用成果：

1）美國(guó)海軍專門成立了 “海軍綜合信息網(wǎng)推進(jìn)組（NIIN IPT）”，開(kāi)展海軍艦載網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)研究，開(kāi)始推進(jìn)艦載網(wǎng)絡(luò)的綜合化進(jìn)程。美國(guó)海軍CG-47 Ticonderoga 級(jí)和DDG-51 Arleigh.Burke 級(jí)等新型宙斯盾艦，依照NIIN 體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建了支持智能化艦船的綜合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

2 ） 美國(guó)海軍艦船網(wǎng)絡(luò)早先使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)（10 Mbps）和FDDI，1997 年后開(kāi)始采用ATM/SDH，并安裝在當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的航母、兩棲戰(zhàn)艦船、提康德諾加級(jí)宙斯盾巡洋艦、洛杉磯級(jí)潛艇等艦船上。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，主要采用快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)作為海軍標(biāo)準(zhǔn)船用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（ISNS，綜合艦船網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）。

3）英國(guó)海軍的45 型驅(qū)逐艦和法國(guó)海軍 “地平線” 級(jí)驅(qū)逐艦已經(jīng)裝備了基于ATM/IP 體制的FICS 系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了艦上內(nèi)通、外通、時(shí)統(tǒng)、LAN、會(huì)議電視、視頻監(jiān)視等多種網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)了話音、數(shù)據(jù)、視頻、IP 業(yè)務(wù)的綜合接入、傳輸、交換和管理。

2.2 國(guó)外艦船網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)

1995 年12 月，美國(guó)海軍開(kāi)始 “智能艦工程”，“智能艦工程” 的第1 階段工作是信息基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)，形成全艦一體化網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上將作戰(zhàn)系統(tǒng)、平臺(tái)管理系統(tǒng)、通信分系統(tǒng)等進(jìn)行融合。根據(jù)作戰(zhàn)應(yīng)用需求，在信息平臺(tái)的基礎(chǔ)上對(duì)作戰(zhàn)應(yīng)用進(jìn)行自頂向下的分解、分析，確定系統(tǒng)的功能、性能、信息、接口等方面需要達(dá)到的要求，再運(yùn)用各種專業(yè)技術(shù)手段開(kāi)展各專業(yè)設(shè)計(jì)，從而滿足作戰(zhàn)任務(wù)，即實(shí)現(xiàn)全艦計(jì)算環(huán)境。美國(guó)海軍最新成果是在DDG - 1000（朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦）上的 “全艦計(jì)算環(huán)境” 系統(tǒng)中采用2 套10 G 以太網(wǎng)構(gòu)成全艦骨干網(wǎng)絡(luò)，支持所有作戰(zhàn)和平時(shí)業(yè)務(wù)。

從國(guó)外海軍艦船網(wǎng)絡(luò)發(fā)展應(yīng)用情況來(lái)看，主要具有以下特點(diǎn)：

1）艦船的網(wǎng)絡(luò)化首先通過(guò)艦船各個(gè)系統(tǒng)、各個(gè)作戰(zhàn)單元的網(wǎng)絡(luò)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)外海軍進(jìn)行了艦船一網(wǎng)化、分開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和嘗試，并隨著商用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，逐步向著艦船一體化網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，并穩(wěn)步推進(jìn)。

2）為了推進(jìn)艦載網(wǎng)絡(luò)的綜合化進(jìn)程，國(guó)外海軍成立專門的組織機(jī)構(gòu)開(kāi)展艦載網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)研究，制定艦載網(wǎng)絡(luò)綜合一體化方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并遵照實(shí)施。

3）國(guó)外海軍艦船網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的技術(shù)與商用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，早期采用FDDI、ATM 和以太網(wǎng)，目前由多網(wǎng)并存逐漸向以太網(wǎng)技術(shù)體制轉(zhuǎn)變。

4）國(guó)外海軍艦船網(wǎng)絡(luò)普遍采用層次化的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，配備主干網(wǎng)以及接入網(wǎng)，支持系統(tǒng)內(nèi)的互聯(lián)互通互操作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的信息共享與協(xié)同工作。

3 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)適用性分析

艦載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與商用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，艦載網(wǎng)絡(luò)正越來(lái)越多的采用IP 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體制，特別是在網(wǎng)絡(luò)層，出現(xiàn)了明顯的向IP 體制匯聚的趨勢(shì)，寬帶化也由于支持大信息量的傳輸成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，而對(duì)多業(yè)務(wù)（數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻）傳輸?shù)男枨笫咕C合化成艦載網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基本方向。目前適合構(gòu)建艦船一體化網(wǎng)絡(luò)的主流先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括：基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)—MSTP（Multi-Service Transfer Platform），分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network），電信級(jí)以太網(wǎng)（Carrier Ethernet）等技術(shù)。

1）傳統(tǒng)的面向TDM 業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的SDH 傳輸網(wǎng)技術(shù)已難以滿足數(shù)據(jù)IP 業(yè)務(wù)的傳送需求，基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)-MSTP 技術(shù)雖然在一定程度上提供電信級(jí)分組業(yè)務(wù)的傳送功能，體現(xiàn)了光傳送網(wǎng)向支持分組傳送演進(jìn)的趨勢(shì)，但MSTP 仍然是以TDM 為內(nèi)核，僅是實(shí)現(xiàn)端口級(jí)的IP 化。不支持帶寬復(fù)用，利用率低；管道剛性，不支持流量突發(fā)能力，靈活性差，帶寬低且持續(xù)升級(jí)困難，難以滿足以分組業(yè)務(wù)為主的應(yīng)用需求。目前艦艦網(wǎng)絡(luò)承載的信息，85% 以上的流量是分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此，艦船一體化網(wǎng)絡(luò)不適合采用MSTP 技術(shù)。

2）PTN 技術(shù)是目前商用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前沿技術(shù)，主要用于城域網(wǎng)的建設(shè)，具有面向連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制、多業(yè)務(wù)承載、較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、豐富的OAM、嚴(yán)格的QoS 機(jī)制以及50 ms 的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)等技術(shù)特征，可以用來(lái)構(gòu)建艦船一體化信息網(wǎng)絡(luò)，但是由于該技術(shù)類型分為2 個(gè)技術(shù)路線，而且現(xiàn)在的PTN 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不成熟，需要增加3 層的技術(shù)才能承載應(yīng)用多業(yè)務(wù)，其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還在不斷的完善過(guò)程中，同時(shí)，考慮到艦船網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是確定范圍內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)，從技術(shù)成熟度和未來(lái)發(fā)展角度來(lái)看，不適合目前進(jìn)行裝備和大規(guī)模應(yīng)用。

3）以太網(wǎng)是以保障計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連、解決數(shù)據(jù)傳輸和交換的局域網(wǎng)技術(shù)。由于具有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載效率高、技術(shù)簡(jiǎn)單易用，應(yīng)用普遍，經(jīng)濟(jì)性好，配置維護(hù)簡(jiǎn)單、費(fèi)效比高的特點(diǎn)，以太網(wǎng)技術(shù)得到不斷完善和廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為局域網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前以太網(wǎng)技術(shù)由于具有良好的兼容性和擴(kuò)展性，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到商業(yè)的城域網(wǎng)絡(luò)中、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中（智能電網(wǎng)、智能交通）以及船舶行業(yè)的各種系統(tǒng)中，并且隨著電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以很好地解決了實(shí)時(shí)性、冗余、安全性、可靠性、時(shí)鐘等關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，以太網(wǎng)已經(jīng)被業(yè)界所公認(rèn)，而且未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中還將處于快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

考慮到未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向，兼顧國(guó)內(nèi)艦船網(wǎng)絡(luò)已有基礎(chǔ)和技術(shù)成果，保證技術(shù)平穩(wěn)發(fā)展，全艦一體化網(wǎng)絡(luò)適合采用以太網(wǎng)技術(shù)體制來(lái)構(gòu)建。

4 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案

4.1 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)主要功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為全艦各部門和應(yīng)用系統(tǒng)提供一個(gè)全面聯(lián)網(wǎng)、高度綜合、系統(tǒng)強(qiáng)效、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、體系開(kāi)放的公共信息傳輸平臺(tái)，滿足全艦各類業(yè)務(wù)的傳輸需求，實(shí)現(xiàn)信息充分共享，物理分布合理，資源配置優(yōu)化，管理維護(hù)簡(jiǎn)單。根據(jù)艦船各系統(tǒng)/設(shè)備的信息傳輸需求，艦船一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備業(yè)務(wù)接入功能、多業(yè)務(wù)承載功能、服務(wù)質(zhì)量保證功能、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能、故障診斷和定位分析功能、時(shí)間同步功能以及管理維護(hù)功能。

1）業(yè)務(wù)接入功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)提供標(biāo)準(zhǔn)的10 M/10 0M 以及10/100/1 000 M 等各種速率的以太網(wǎng)接口，為計(jì)算、存儲(chǔ)等信息服務(wù)設(shè)施及其之上的支撐服務(wù)和應(yīng)用提供開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)的IP 傳輸服務(wù)，支持用戶終端及服務(wù)器等直接接入，也可支持VLAN、VPN 等網(wǎng)絡(luò)接入方式。

2）多業(yè)務(wù)承載功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)提供多業(yè)務(wù)承載功能，實(shí)現(xiàn)分組數(shù)據(jù)的二層交換、三層路由和MPLS 多協(xié)議標(biāo)簽交換，支持全艦各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的一體化承載。

3）服務(wù)質(zhì)量保證功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)支持標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)流分類、流標(biāo)記、流量監(jiān)管、擁塞管理、隊(duì)列調(diào)度、流量整形等功能，通過(guò)對(duì)接入業(yè)務(wù)流進(jìn)行不同的QoS 配置，能夠?qū)ζ涮峁﹨^(qū)分服務(wù)。

4）網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)具備3 層（物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層）和5 級(jí)（全網(wǎng)故障、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部、網(wǎng)絡(luò)之間、雙歸保護(hù)、設(shè)備級(jí)）保護(hù)能力。

5）故障診斷和定位分析功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)具備設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層的故障診斷和定位分析功能，能實(shí)現(xiàn)端口、鏈路以及數(shù)據(jù)流級(jí)別的故障診斷和定位。

6）時(shí)間同步功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)具備同步以太網(wǎng)功能以及PTP 精密時(shí)間同步功能，并提供標(biāo)準(zhǔn)的PTP 以太網(wǎng)接口為各應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、精確的時(shí)間基準(zhǔn)。

7）管理維護(hù)功能

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)提供圖形化的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涔芾?、故障管理、性能管理、配置管理和安全管理?/p>

4.2 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

4.2.1 功能體系結(jié)構(gòu)

艦船一體化網(wǎng)絡(luò)采用分層的功能體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分為4 個(gè)功能層：接入層、交換/傳輸層、控制層和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層，并最終共同為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層提供支撐，其系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)視圖如圖1 所示。

圖 1 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)功能體系圖Fig.1 Function system of the integrated network of warships

邊緣接入層：主要通過(guò)接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)全艦各類電子裝備、信息設(shè)施、智能終端和控制系統(tǒng)的接入功能；不同類型通信手段的接入（如串/并口通信、電話程控交換、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)等）；多種業(yè)務(wù)的接入（如語(yǔ)音、文本、圖形、圖像、視頻、多媒體等）。

多業(yè)務(wù)分組傳輸/交換層：主要是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器等設(shè)備，以核心主干層和分支接入層兩級(jí)拓?fù)涞姆謱咏M網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，提供一個(gè)高可靠、具有服務(wù)質(zhì)量保證、寬帶的、協(xié)議統(tǒng)一的分組交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等業(yè)務(wù)的綜合傳輸。

業(yè)務(wù)控制層：是多業(yè)務(wù)傳輸/交換設(shè)施的控制核心。它負(fù)責(zé)完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的控制、管理、連接、安全認(rèn)證、業(yè)務(wù)支撐等功能，并具備開(kāi)放接口的能力。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層：主要為服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備、系統(tǒng)軟件等，是開(kāi)放、綜合的服務(wù)提供和應(yīng)用平臺(tái)，提供基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)、多媒體服務(wù)（視頻會(huì)議、語(yǔ)音信箱等）、信息處理和存儲(chǔ)服務(wù)等。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層：主要是艦船上各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。

以上功能體系中，由前4 個(gè)功能層協(xié)同工作，形成艦船一體化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，可互連各類艦載設(shè)備，并最終支持網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層各類信息系統(tǒng)的信息交換。

4.2.2 技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外艦船網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析，以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建艦船網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。艦船一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用以太網(wǎng)技術(shù)體制，對(duì)全艦各應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合，建立一個(gè)高效、安全、可兼顧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的艦船一體化網(wǎng)絡(luò)。與功能體系結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致，艦船一體化網(wǎng)絡(luò)采用IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，如圖2所示。

圖 2 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系圖Fig.2 Technology system of the integrated network of warships

4.3 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用建議

通過(guò)對(duì)全艦各應(yīng)用系統(tǒng)的信息交互需求進(jìn)行分析，并充分考慮承載數(shù)據(jù)、視頻、語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息充分共享，減少重復(fù)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)資源配置整合優(yōu)化，上網(wǎng)設(shè)備地理分布合理優(yōu)化等因素，建議艦船一體化網(wǎng)絡(luò)采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)核心層和接入層兩級(jí)拓?fù)浣M網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式，提供一個(gè)高寬帶、高可靠、具有服務(wù)質(zhì)量保證、協(xié)議統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等業(yè)務(wù)的綜合傳輸。分層體系結(jié)構(gòu)可以靈活支持各層面技術(shù)的獨(dú)立發(fā)展，大大提高了系統(tǒng)分層升級(jí)更新的靈活性。艦船一體化網(wǎng)絡(luò)方案如圖3 所示。

圖 3 艦船一體化網(wǎng)絡(luò)方案示意圖Fig.3 Schematic diagram of the integrated network of warships

核心層主要承擔(dān)各類跨區(qū)域/系統(tǒng)信息業(yè)務(wù)的傳送，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域接入層交換機(jī)的互聯(lián)，也可直接接入各應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，是整個(gè)一體化網(wǎng)絡(luò)的樞紐。核心層采用高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，多臺(tái)核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)，并分別與接入層多臺(tái)接入層交換機(jī)級(jí)聯(lián)，以提高抗毀性，接入層延展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，主要實(shí)現(xiàn)全艦各應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)上網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)等的接入，支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音和視頻等各類業(yè)務(wù)的綜合傳輸，各上網(wǎng)節(jié)點(diǎn)按地理分布就近接入交換機(jī)。艦船一體化網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)虛擬網(wǎng)技術(shù)，為不同信息類型以及不同業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分虛擬網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離和功能邏輯隔離。

1）核心層網(wǎng)絡(luò)建議

核心層網(wǎng)絡(luò)采用電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)體制，支持電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、兼容傳統(tǒng)的TDM 電路交換業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)分組數(shù)據(jù)的2 層交換、3 層路由和MPLS 多協(xié)議標(biāo)簽交換。核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多臺(tái)設(shè)置，形成一個(gè)高度可靠的網(wǎng)狀拓?fù)浜诵慕Y(jié)構(gòu)，并分別與多臺(tái)冗余熱備的接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接，以提高抗毀性。核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連的高速主干，為接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間提供萬(wàn)兆互連帶寬以保證其速率和可靠性，為了提高設(shè)備利用率，核心層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置千兆業(yè)務(wù)模塊也可提供終端設(shè)備的接入。

2）接入層網(wǎng)絡(luò)建議

接入層負(fù)責(zé)全艦各應(yīng)用系統(tǒng)上網(wǎng)設(shè)備的接入，應(yīng)具有足夠的端口數(shù)量和豐富的接入手段，接入層網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)接入需求（包括節(jié)點(diǎn)數(shù)量和分布、流量大小、業(yè)務(wù)種類等），同時(shí)結(jié)合總體區(qū)域劃分進(jìn)行靈活配置和部署。為了保證良好的抗毀能力，每個(gè)區(qū)域的接入層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)冗余設(shè)置，并雙冗余接入核心層網(wǎng)絡(luò)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文分析了國(guó)內(nèi)外艦船網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，提出艦船裝備信息化發(fā)展對(duì)一體化網(wǎng)絡(luò)的要求，通過(guò)比較MSTP、PTN 和CE 等商用主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出適合構(gòu)建艦船一體化網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并基于統(tǒng)一的以太網(wǎng)技術(shù)體制提出了艦船一體化網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和初步應(yīng)用方案，對(duì)艦船一體化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)施有支撐作用。