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        《美國天軍衛(wèi)星通信發(fā)展愿景》分析

        2020-11-18 02:17:26原晉謙李之宇葉勉中國空間技術研究院通信與導航衛(wèi)星總體部
        國際太空 2020年10期
        關鍵詞:衛(wèi)星通信愿景終端

        原晉謙 李之宇 葉勉 (中國空間技術研究院通信與導航衛(wèi)星總體部)

        2020年2月19日,美國天軍正式發(fā)布《美國天軍衛(wèi)星通信發(fā)展愿景》(簡稱《衛(wèi)星通信愿景》文件),從頂層闡述了美軍衛(wèi)星通信體系現(xiàn)存問題、未來“作戰(zhàn)型衛(wèi)星通信”(Fighting SATCOM)體系概念與目標、能力發(fā)展核心要素等。這是美軍近年來罕見地以官方文件形式公開披露其衛(wèi)星通信領域戰(zhàn)略思路,也是少有的一份從體系化角度論述其未來架構的權威文件,將統(tǒng)領指導美國天軍成立后衛(wèi)星通信總體能力建設,意義重大。

        1 核心內容

        《衛(wèi)星通信愿景》文件內容包括前言、背景、愿景、理想目標、體系環(huán)境及關鍵屬性、關鍵概念和結論八個部分。

        第一章前言,介紹衛(wèi)星通信在美軍戰(zhàn)略、戰(zhàn)術行動中的重要作用,闡述當前外部對抗升級、內部效率不足形勢,分析美國軍事航天機構調整所帶來的能力整合新機遇,引出并簡述未來體系能力終極狀態(tài)。

        第二章背景,詳細介紹美軍2015年成立的“作戰(zhàn)型衛(wèi)星通信”工作組開展研究后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行衛(wèi)星通信體系在同步、感知、防護和運管等四個方面存在的問題,綜述其自2010年以來各領域開展論證的情況。

        第三章愿景,提出未來體系架構的總體目標。美國天軍將提供適合作戰(zhàn)、經(jīng)濟可負擔、具有彈性且安全的衛(wèi)星通信體系架構,能適應瞬息萬變的需求、技術及威脅。

        第四章理想目標,為太空司令部提供衛(wèi)星通信的能力。在對抗降級和軍事行動受限(CDO)環(huán)境中,提供通信保障,為聯(lián)合作戰(zhàn)人員提供支持。指出將以新體系支持太空司令部打勝仗。

        第五章體系環(huán)境,介紹新體系的核心特性,包括“快速、彈性、可持續(xù)接入”、終端敏捷性、網(wǎng)絡敏捷性、網(wǎng)絡/鏈路和運行安全以及與指揮控制系統(tǒng)的兼容互操作等。

        第六章關鍵屬性,指出新體系將如何支持統(tǒng)一的能力需求生成與作戰(zhàn)指揮、如何為作戰(zhàn)用戶提供動態(tài)優(yōu)化接入、如何改善對抗下的彈性和作戰(zhàn)敏捷性、如何提供快速能力部署以支持敏捷作戰(zhàn)。

        第七章關鍵概念,指出為支撐關鍵概念所需的關鍵能力,包括全球態(tài)勢感知和通用作戰(zhàn)視圖、指揮控制/管理系統(tǒng)、衛(wèi)星通信終端、跨機構協(xié)調管理及采辦。

        第八章結論,指出新體系將徹底解決現(xiàn)役系統(tǒng)“煙囪林立”的問題,總結了新體系將具備的核心能力,重申美軍須更快行動、更快采購、更快指控,維持作戰(zhàn)優(yōu)勢。

        2 要點分析

        突出“對抗、受損和行動受限”條件下的通信保障

        “對抗、受損和行動受限”,這是美軍對其軍事航天外部環(huán)境的總體判斷,是其開展各裝備領域新體系研究論證的核心驅動。2018年新版美國《國防戰(zhàn)略》首次在國家級文件中明確“太空是一個作戰(zhàn)域”,指出“必須確保太空力量能夠在對抗、受損和行動受限(CDO)環(huán)境下作戰(zhàn)、制勝”。美軍認為,未來戰(zhàn)爭中,中、俄等高端對手將持續(xù)打造“反介入/區(qū)域拒止”能力,電磁干擾和反衛(wèi)攻擊將成為必然,前者趨于常態(tài)化,將直接威脅其全球作戰(zhàn)指控鏈條的通暢,后者則極具威懾性,嚴重威脅其戰(zhàn)略保底的核指揮控制通信能力,但其現(xiàn)有體系無法應對這種對抗升級的威脅。在此背景下,通過技術和管理手段升級來提升體系的彈性和抗毀能力,確保為全球范圍內作戰(zhàn)行動“可持續(xù)接入”的通信保障,成為解決問題的關鍵方向。

        構建“企業(yè)化衛(wèi)星通信綜合體系”

        “企業(yè)化”在這份文件中得到多次強調,代表了美軍實現(xiàn)其未來衛(wèi)星通信能力、資源“一體化”發(fā)展和管控的總思路。在衛(wèi)星通信領域,美軍多年來面臨的核心內部問題就是多頭管理、分散運控,各類系統(tǒng)“煙囪林立”,各類通信資源(包括頻率、功率、波束、載波、網(wǎng)系、用戶、控制等)協(xié)調分配效率不高。僅從現(xiàn)役體系屬性而言,美軍所擁有的是“軍、情、民、商、盟”各種力量組成的松散結合體,即使在軍方內部,也是陸、海、空軍各自相對獨立管理的局面,統(tǒng)籌性差,在平時會拉高系統(tǒng)建設成本,在戰(zhàn)時也不利于衛(wèi)星資源的按需調度分配。因此,新體系突出“企業(yè)化”的概念,將重點解決這一長期存在的內部矛盾。

        組織機構的調整帶來“特別的拐點”

        該文件的背景部分重點分析了美軍近年來,特別是自2018年以來的軍事航天組織機構改革對發(fā)展新體系的重要價值,事實上,這也是解決前述“煙囪林立”問題的先決條件之一。美軍衛(wèi)星通信能力的發(fā)展與其組織機構、特別是采辦體制和組織模式不可分割:2018年以前,軍事通信衛(wèi)星主要由航天與導彈系統(tǒng)中心(SMC)負責采辦,而商業(yè)通信服務則由國防信息系統(tǒng)局(DISA)采購,但實際上各軍種內部也有采辦機構,這種管理分割的局面導致需求很難統(tǒng)一、也使其中長期能力評估和規(guī)劃的準確性差,不利于可持續(xù)發(fā)展,因此天軍成立后采辦職能的整合將有力解決這一關鍵問題。此外,太空司令部成立后,衛(wèi)星通信集成作戰(zhàn)處(SIOD)也將統(tǒng)籌制定寬帶、窄帶和防護以及軍事和商業(yè)等通信衛(wèi)星系統(tǒng)一體化作戰(zhàn)支援計劃,統(tǒng)一管理和分配衛(wèi)星通信帶寬和資源,從而解決衛(wèi)星通信能力保障作戰(zhàn)運用的問題。

        引入“終端和網(wǎng)絡敏捷性”與“資源池”等新概念

        衛(wèi)星通信不等于通信衛(wèi)星,是將天、地、用、控等各系統(tǒng)融為一體的綜合體。美軍提升其體系效能的手段,也更多地是從如何用好和管好衛(wèi)星通信資源的角度出發(fā)來研究和實施的。“終端和網(wǎng)絡的敏捷性”的概念重點解決的就是美軍“煙囪林立”的衛(wèi)星體系問題。美軍在役的衛(wèi)星通信終端類型眾多,大多數(shù)都是針對特定需求開發(fā)的高度定制化產(chǎn)品,互相之間很難實現(xiàn)通用、兼容,在作戰(zhàn)時,單一作戰(zhàn)平臺可部署終端數(shù)量有限,經(jīng)常出現(xiàn)衛(wèi)星可用、但終端不支持的局面,導致資源的利用效率低下。為此,美軍近年來已經(jīng)在開展“靈活調制解調接口”(FMI)項目,旨在利用一型終端,內置支持多個系統(tǒng)的調制解調模塊,實現(xiàn)不同衛(wèi)星網(wǎng)絡之間的無感切換和漫游,推動美軍衛(wèi)星通信統(tǒng)一“資源池”的構建。當然,這一過程也必須對現(xiàn)役的網(wǎng)絡進行改造,美軍也在控制方面發(fā)力,推動實現(xiàn)各類不同衛(wèi)星網(wǎng)絡之間的統(tǒng)籌調度和管理。

        強調“商業(yè)衛(wèi)星通信”

        美軍的新體系進一步突出對“商業(yè)衛(wèi)星通信”力量的集成和運用,明確提出“只有那些商業(yè)市場無法提供的頻段、覆蓋區(qū)域或軍事專用能力,國防部才采辦專用的軍事星座、衛(wèi)星和有效載荷”,高度強調“多軌道”“多星座”“多頻段”的商業(yè)能力采購。事實上,美軍一直以來都將商業(yè)系統(tǒng)作為其軍事衛(wèi)星能力的重要補充,在國會、參聯(lián)會等發(fā)布的多項指令和指導意見中,都曾對商業(yè)通信衛(wèi)星服務采購工作進行了充分強調。歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,美軍已經(jīng)形成了較為成熟和穩(wěn)定的供應商渠道和市場規(guī)模,國防部也已成為商業(yè)衛(wèi)星通信市場中最大的單一用戶。在當前商業(yè)低軌巨型星座快速發(fā)展的態(tài)勢下,此文件的發(fā)布,勢必為運營商后續(xù)建設運營帶來重大利好。

        3 影響研究

        1)文件的出臺,突顯衛(wèi)星通信在美軍事航天體系的核心基礎性地位,將極大促進內、外部力量統(tǒng)一推動面向未來的能力建設。美國天軍成立后,選擇在衛(wèi)星通信領域發(fā)布其首個頂層發(fā)展戰(zhàn)略,體現(xiàn)了美軍對于未來作戰(zhàn)條件下通信保障能力的高度重視。事實上,2010年以來,在美軍提出“彈性體系轉型”概念后,即將衛(wèi)星通信作為軍事航天裝備領域的第一批開展轉型論證。2019年,美國太空發(fā)展局提出的下一代國防太空體系,更是將 “傳輸層”的通信星座作為未來體系能力發(fā)展的基礎,列為第一優(yōu)先級開展研究。這些舉措都表明,未來太空作戰(zhàn)“信息先行”(即通信和網(wǎng)絡先行)的重要性。這份文件的出臺,將為美國軍方內部統(tǒng)一思想、統(tǒng)一認識打好基礎,影響其后續(xù)預算規(guī)劃和項目優(yōu)先級設定,同時,也將向盟國、商業(yè)合作伙伴釋放未來共同參與建設的強烈信號,激發(fā)后者主動為其謀劃、主動發(fā)展軍方所需能力,推動其體系目標的最終實現(xiàn)。

        2)新體系圍繞未來“作戰(zhàn)”“對抗”等要素,在注重衛(wèi)星能力的基礎上,更加突出天地一體化和網(wǎng)絡層面的高效協(xié)同和運用。美軍近年來軍事航天領域的轉型發(fā)展都以未來的天基信息支援、天基系統(tǒng)對抗為作戰(zhàn)想定,推動裝備領域的能力規(guī)劃,將新體系命名為“打仗型衛(wèi)星通信”,也突出對抗條件下衛(wèi)星通信裝備的重點考量。在此背景下,新體系在注重衛(wèi)星能力的基礎上,也進一步強調其對于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡資源建設的重視,旨在構建網(wǎng)絡化的空間通信體系,將所有天基資源進行整合,以提升作戰(zhàn)信息傳輸效率,提高天基和地基系統(tǒng)的效能。此外,美軍未來的衛(wèi)星通信體系高度重視用戶終端側的多系統(tǒng)集成、多頻段整合,從而為作戰(zhàn)人員提供更多的備選方案,另一方面也更加側重于網(wǎng)絡之間的標準統(tǒng)一、兼容互通,以多網(wǎng)融合盡可能地實現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的虛擬化,確保用戶無感切換,提升作戰(zhàn)使用體驗。

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