朱貴偉 張照炎

(北京空間科技信息研究所,北京 100086)

1 引言

在現(xiàn)代信息化作戰(zhàn)背景下,天基信息系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為高技術(shù)戰(zhàn)爭的基本特征。現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭將圍繞信息的采集、處理、分發(fā)而展開,各種天基和空基信息采集和分發(fā)系統(tǒng)是實現(xiàn)戰(zhàn)場制信息權(quán)的關(guān)鍵。在此背景下,美國軍方進(jìn)行軍事轉(zhuǎn)型,實施網(wǎng)絡(luò)中心化作戰(zhàn),實現(xiàn)戰(zhàn)場通信裝備互連。2001年美軍提出軍事轉(zhuǎn)型計劃,將充分利用信息技術(shù)、確保信息系統(tǒng)安全、增強空間能力并列為提高能力的三項作戰(zhàn)目標(biāo)。各個軍種根據(jù)國防部的國防計劃指南提出了各自的軍事轉(zhuǎn)型路線圖,而作為美國國防部空間項目代理機構(gòu)的空軍在其轉(zhuǎn)型計劃中提出了轉(zhuǎn)型通信體系(TCA)的概念[1-2]。

另一方面,由于美國傳統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)多為條塊分割式體系,面向不同用戶提供不同類型的服務(wù),系統(tǒng)間缺乏互操作能力,不利于信息快速有效地傳輸。例如在阿富汗戰(zhàn)場上,由多兵種組成的聯(lián)合作戰(zhàn)部隊往往需要攜帶多個不同終端,才能實現(xiàn)與各自上級指揮官的通信,為士兵帶來了極大的不便。同時,隨著無人機等戰(zhàn)場情報、監(jiān)視和偵察(ISR)平臺的大量部署,戰(zhàn)場通信需求不斷增加,也要求美國開發(fā)高性能衛(wèi)星通信體系來支持作戰(zhàn)通信環(huán)境。而且9·11 事件之后,美國政府人員也認(rèn)為,大量有用信息無法快速有效傳遞到相關(guān)用戶手中是美國政府空間通信中存在的問題。借此機會可將軍用、民用、情報等各界空間資源進(jìn)行整合,構(gòu)建統(tǒng)一的、可互操作的網(wǎng)絡(luò)化空間通信系統(tǒng),為美國國防部(DoD)、情報界(IC)和美國國家航空航天局(NASA)的用戶使用。

這樣,在政府和產(chǎn)業(yè)界的共同努力下,轉(zhuǎn)型通信體系應(yīng)運而生[3]。通過對DoD、IC 和NASA 的資源整合、未來空間系統(tǒng)的統(tǒng)一開發(fā)和部署,從而實現(xiàn)空間系統(tǒng)、地面網(wǎng)絡(luò)、終端系統(tǒng)互連互通,建立兼容、可互操作的“系統(tǒng)的系統(tǒng)”。

轉(zhuǎn)型通信體系可滿足國防部對信息網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、聯(lián)合作戰(zhàn)、國土安全協(xié)調(diào)、空間能力防護(hù)等多方面的需求,是美國政府未來通信能力開發(fā)的基礎(chǔ)和指南。這對美國軍用衛(wèi)星通信來說是革命性的變革,利用新一代高性能的通信衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星和先進(jìn)的地面網(wǎng)絡(luò)將美國軍用、民用和商用空間資源整合在一起,提供通信、導(dǎo)航、遙感、偵察、氣象等各方面的信息,從而極大地提升美軍作戰(zhàn)效能。

2 轉(zhuǎn)型通信體系的定義及組成

2.1 轉(zhuǎn)型通信體系的定義

轉(zhuǎn)型通信體系是一個系統(tǒng)的、技術(shù)的、操作的框架,可為DoD、IC 和NASA 提供空間系統(tǒng)內(nèi)部“縱向的”分層連接,以及各個有關(guān)利益團(tuán)體之間“橫向的”同級連接,在一定策略條件下允許共享資源和共享業(yè)務(wù)傳輸[4]。轉(zhuǎn)型通信體系制定了一系列文件,包含眾多接口和標(biāo)準(zhǔn)文件,它是確保美國政府未來20年兼容、互操作通信能力協(xié)調(diào)、有效地開發(fā)和部署的技術(shù)基礎(chǔ),并提供全局監(jiān)管職能。從更大的范圍來看,轉(zhuǎn)型通信體系是全球信息柵格(GIG,為美軍提供數(shù)據(jù)保密及非保密計算機網(wǎng)絡(luò)連接的全球性信息網(wǎng)絡(luò))的組成部分,是GIG 的空間傳輸層(見圖1 紅色框圖部分)。

轉(zhuǎn)型通信體系的覆蓋范圍廣泛,涉及國防部、情報界和民用航天領(lǐng)域眾多機構(gòu)。轉(zhuǎn)型通信體系最終的目標(biāo)是消除通信限制,其具體目標(biāo)包括:

1)借助和共享先進(jìn)技術(shù)。具體技術(shù)包括:激光通信、現(xiàn)代化RF 波形、衛(wèi)星IP 路由器、調(diào)零天線、移動地面動中通天線、加密技術(shù)、軟件驅(qū)動終端,等等;

2)支持通信傳輸。支持美國政府及其聯(lián)軍之間的橫向信息共享;

3)建立體系框架原則。指導(dǎo)未來20年可互操作的軍事衛(wèi)星通信、IC、NASA 和商業(yè)衛(wèi)星通信的開發(fā);

4)擴展GIG。將GIG 擴展到空間,減少帶寬限制,過渡到更大范圍的連接,覆蓋空間、空中和地面;

5)實現(xiàn)空間通信系統(tǒng)同步發(fā)展,包括終端、地面網(wǎng)絡(luò)、地面基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)管理的同步發(fā)展,分段系統(tǒng)組合起來可實現(xiàn)階段性效能;

6)支持窄帶、寬帶和保密通信。支持下一代持久的天基和空基監(jiān)視、民用航天設(shè)想和移動戰(zhàn)場;

7)促進(jìn)IP 融合。支持話音、視頻、數(shù)據(jù)流和指揮控制的網(wǎng)絡(luò)中心互操作。

圖1 轉(zhuǎn)型通信體系(TCA)的范圍Fig.1 TCA Scope

2.2 轉(zhuǎn)型通信體系的構(gòu)成

轉(zhuǎn)型通信體系包括空間段、用戶終端段地面基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)段以及網(wǎng)絡(luò)操作與管理段[5],支持美國大陸(CONUS)和政府網(wǎng)絡(luò)間的通信。相互連接以后,以前區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)可連接到天基網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全球互聯(lián),支持用戶、處理中心和存檔中心間的信息交換。轉(zhuǎn)型通信體系提供通信傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理和信息保障功能,不負(fù)責(zé)信息管理和數(shù)據(jù)內(nèi)容處理,但是負(fù)責(zé)對影響網(wǎng)絡(luò)和安全的管理。圖2 為TCA 最初設(shè)想的作戰(zhàn)視圖。

圖2 轉(zhuǎn)型通信體系(TCA)最初的作戰(zhàn)視圖Fig.2 Original TCA operational vision

2.2.1 空間段

轉(zhuǎn)型通信系統(tǒng)最初設(shè)計的空間段包含:跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)-后續(xù)(TDRSS-C)、轉(zhuǎn)型通信軍事衛(wèi)星系統(tǒng)(TCM)和軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)(M ILSA TCOM),以及光中繼通信體系(ORCA),共同構(gòu)成覆蓋各個領(lǐng)域的天基通信骨干鏈路。構(gòu)建空間段的基本原則是“獨立且可互操作”,在統(tǒng)一的進(jìn)度和標(biāo)準(zhǔn)下,分別由DoD、IC 和NASA 構(gòu)建各自的空間系統(tǒng)。通過地面連接和星上交叉鏈路,使NASA、DoD 和IC 的空間系統(tǒng)具備階段性整體效能,并且完全支持各自領(lǐng)域的任務(wù),而又不依賴于其它項目是否成功、及時部署。其中,TCM 包括轉(zhuǎn)型通信衛(wèi)星(TSAT)、先進(jìn)極區(qū)系統(tǒng)(APS)、寬帶、窄帶、保密和部分商用衛(wèi)星通信系統(tǒng)。TSAT 和O RCA 系統(tǒng)可通過光學(xué)交叉鏈路連接,支持信息共享。

2.2.2 用戶終端段

用戶終端段覆蓋DoD、IC 和NASA 所有天基、空基、?；完懟脩艚K端。用戶終端段主要負(fù)責(zé)RF 和光通信處理、波形處理、流量整形、動態(tài)帶寬管理和網(wǎng)絡(luò)/安全協(xié)議。轉(zhuǎn)型通信系統(tǒng)支持國防部的傳統(tǒng)終端以及具備IP 能力的新型終端。此外,還可通過動態(tài)帶寬資源分配(DBRA)顯著提升系統(tǒng)性能。終端可在具體環(huán)境條件下選擇最佳的通信鏈路,從而顯著提升系統(tǒng)信息吞吐量。DBRA 還支持強健的編碼和調(diào)制技術(shù),在惡劣天氣條件下也能維持通信鏈路。IC 傳統(tǒng)終端和光終端將為IC 平臺提供連接。同樣,NASA 用戶衛(wèi)星的傳統(tǒng)終端,也將繼續(xù)為科學(xué)和空間探索用戶提供連接。

2.2.3 地面基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)段

地面基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)段主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)型通信體系與DoD、IC 和NASA 網(wǎng)絡(luò)以及其它地面網(wǎng)絡(luò)間的連接,支持空間段與美國大陸網(wǎng)絡(luò)間的互連,甚至包含商用系統(tǒng)的接口。它使用RF 通信地面站來進(jìn)行衛(wèi)星上行和下行傳輸。IC 和DoD 的信關(guān)站終端,將分別從中繼衛(wèi)星和DoD 防護(hù)衛(wèi)星接收高容量下行鏈路。在美國本土,信關(guān)站將通過標(biāo)準(zhǔn)接口和地面光纖線路連接到地面IC 的高速網(wǎng)(HSN)、DoD的GIG 框架以及其它地面網(wǎng)絡(luò)。DoD 電信港為無交叉鏈路的M ILSA TCOM 衛(wèi)星提供互連;并提供商用衛(wèi)星系統(tǒng)連接。

2.2.4 網(wǎng)絡(luò)操作與管理段

網(wǎng)絡(luò)操作與管理段支持轉(zhuǎn)型通信體系與DoD、IC 和NASA 地面網(wǎng)絡(luò)的連接,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一運行和管理。它支持獨立采購的封閉系統(tǒng)之間的直連,支持資源共享和容錯。網(wǎng)絡(luò)操作與管理可提供對信關(guān)站終端、遠(yuǎn)程端口和通信有效載荷等網(wǎng)絡(luò)資源的監(jiān)測和控制。

網(wǎng)絡(luò)操作與管理段可對網(wǎng)關(guān)終端、電信港,以及作為網(wǎng)絡(luò)資源工作的通信載荷(例如TSA T 上的IP路由器)進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)管理的職責(zé)和操作分散在DoD、IC 和NASA 高級部門中,由每個部門的支持中心執(zhí)行本部門范圍內(nèi)衛(wèi)星的控制和網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)操作與各部門相關(guān)的地面網(wǎng)絡(luò)相連接,通過網(wǎng)關(guān)終端及帶內(nèi)控制終端傳輸跟蹤、遙測和遙控信息。網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)架使用高確信度因特網(wǎng)協(xié)議加密(HA IPE)設(shè)備、防火墻、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、寬帶光纖和射頻網(wǎng)絡(luò)(地面和空間),允許在統(tǒng)一管理的同時分別管理DoD、IC 和NASA 的任務(wù)。

3 轉(zhuǎn)型通信體系的發(fā)展監(jiān)管

3.1 文件管理

開發(fā)和部署轉(zhuǎn)型通信體系需要TCA 基線文件指導(dǎo), 并且根據(jù)其提供的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議進(jìn)行規(guī)范。TCA 基線文件的管理有專門的機構(gòu)來執(zhí)行,參與各方的高層領(lǐng)導(dǎo)也會參與文件制定和更新,從而確保相關(guān)機構(gòu)對轉(zhuǎn)型通信體系的承諾,各方的需求能在體系中達(dá)成一致意見。

2002年9月,美國國防部成立了轉(zhuǎn)型通信辦公室(TCO),負(fù)責(zé)同步發(fā)展、協(xié)調(diào)和指導(dǎo)轉(zhuǎn)型通信體系的開發(fā)。2004年4月,為加強美國在空間系統(tǒng)方面的開發(fā)和部署,TCO 合并到新成立的國家安全空間辦公室(NSSO)中,其職責(zé)移交至NSSO 下屬的通信功能集成辦公室(Comm-FIO),由其負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)TCA 基線文件的管理和更新。到目前為止, TCA文件已經(jīng)發(fā)展了3 個版本[6],具體情況見表1。

TCA v1.0 文件從采辦的角度注重現(xiàn)有系統(tǒng)和未來計劃,以及如何通過公共的基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理將各種項目聯(lián)系在一起。在此基礎(chǔ)之上, TCA v2.0 文件從功能能力和任務(wù)導(dǎo)向的角度面向“近期”和“遠(yuǎn)期”體系。TCA v3.0 文件在原有基礎(chǔ)上增加了通信線程小組,對TCA 端到端通信方案及項目進(jìn)行開發(fā)和指導(dǎo)[7]。

3.2 體系發(fā)展與監(jiān)管

轉(zhuǎn)型通信體系的最終目標(biāo)是部署一個基于IPv6 協(xié)議的“黑核”傳輸網(wǎng)絡(luò),支持全球任意地點固定或移動系統(tǒng)用戶之間的互連互通。要實現(xiàn)這個目標(biāo),必須有強有力的管理手段來指導(dǎo)和監(jiān)督體系的發(fā)展,最終過渡到運行階段(見圖3)。各參與機構(gòu)必須同心協(xié)力,同步部署陸地基礎(chǔ)設(shè)施、電信港、空間系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和終端,從而實現(xiàn)全面的網(wǎng)絡(luò)中心化能力[8]。在體系發(fā)展管理方面,主要有兩個工具:即路線圖和有效性手冊。

表1 TCA 文件的演化Table 1 Evolution of TCA documents

圖3 轉(zhuǎn)型通信體系(TCA)有效性時間線Fig.3 TCA effectiveness

TCO 保留了一份關(guān)于體系單元開發(fā)和部署進(jìn)度的主進(jìn)度表。使用工作分解結(jié)構(gòu)(WBS)工具,將整個體系分解為天基/空基系統(tǒng)、天基/空基/指揮控制(C2)系統(tǒng)、信息保障、網(wǎng)絡(luò)管理、發(fā)射系統(tǒng)、終端、地面通信和先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)等8 個部分,建立綜合的主路線圖,實時監(jiān)控和指導(dǎo)各個階段能力、系統(tǒng)的發(fā)展,并降低項目風(fēng)險。

另一個監(jiān)管工具是有效性手冊,它描述了向“遠(yuǎn)期”體系過渡的過程。如圖3 所示,它將轉(zhuǎn)型通信體系的實施分成了3 個階段(“當(dāng)前”、“近期”和“遠(yuǎn)期”),規(guī)定了各節(jié)點關(guān)鍵系統(tǒng)和能力實施的時間、獨立性、及其對各個任務(wù)線的影響。它可支持不同部門、機構(gòu)和軍種的項目開發(fā)進(jìn)度保持同步,通過預(yù)算評估反饋,支持TCA 的發(fā)展。

3.2.1 “當(dāng)前”體系

“當(dāng)前”體系描繪了轉(zhuǎn)型通信體系當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顟B(tài),僅包含有效性節(jié)點0.0。該體系包含多個獨立開發(fā)的系統(tǒng),各系統(tǒng)都在條塊分割的狀態(tài),相互之間沒有互操作能力,其數(shù)據(jù)傳輸接口多為受限或嚴(yán)格定義的?？臻g單元主要包括IC 和NASA 的跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS)、DoD 的特高頻后繼星(UFO)、軍事星(Milstar)、國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)(DSCS)和商用通信衛(wèi)星。

此時地面網(wǎng)絡(luò)沒有公共標(biāo)準(zhǔn),不支持網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)計、控制和分配等功能。Milstar 星座是有限的空間骨干網(wǎng),并且無空基情報、監(jiān)視和偵察(AISR)返向鏈路,ASIR 數(shù)據(jù)要傳回美國大陸,需經(jīng)過衛(wèi)星多跳傳輸。各個網(wǎng)絡(luò)都有其自己的管理系統(tǒng),相互之間很少交互。出現(xiàn)故障時,數(shù)據(jù)傳輸需人工完成。

3.2.2 “近期”體系

“近期”體系描繪了未來一段時間內(nèi)將要部署的系統(tǒng)及應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)的能力,主要包括有效性1.0,1.1,2.0,2.1,3.0 和3.1 等6 個節(jié)點。

有效性節(jié)點1 的目標(biāo)是實現(xiàn)“有限網(wǎng)絡(luò)中心”,其空間段要求全球?qū)拵到y(tǒng)(WGS)實現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力(IOC),提供Ka 頻段通信服務(wù)。地面段主要通過第二代電信港來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連,提供邊緣網(wǎng)絡(luò)的上下行連接以及GIG 核心網(wǎng)IP 接口。此時,地面網(wǎng)絡(luò)管理主要由人工進(jìn)行操作,而不是基于策略的。

有效性節(jié)點2 要求實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)中心核心”,它標(biāo)志著GIG 與TCA 地面網(wǎng)絡(luò)的融合。除了發(fā)射先進(jìn)極高頻衛(wèi)星(AEHF)和移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)(M UOS)衛(wèi)星以外,要求地面網(wǎng)絡(luò)過渡到IPv6,GIG 核心網(wǎng)可實施自主網(wǎng)絡(luò)管理,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心互操作能力。

有效性節(jié)點3 要求實現(xiàn)“空間網(wǎng)絡(luò)中心”,此時TSA T 可實現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力(IOC),網(wǎng)絡(luò)中心化可擴展至空間,新型空間系統(tǒng)具備IP 能力,提供可變速率服務(wù)(XDR+)。地面網(wǎng)絡(luò)管理在整個GIG 范圍內(nèi)都是完全自主的,具備自主健康管理能力,可很快確認(rèn)攻擊,并以最少的人為干預(yù)降低損失。

3.2.3 “遠(yuǎn)期”體系

它是TCA 最終狀態(tài),即有效性節(jié)點n.0,可滿足作戰(zhàn)人員和其他轉(zhuǎn)型通信用戶的網(wǎng)絡(luò)中心和戰(zhàn)場感知需求。該體系的目標(biāo)就是隨時隨地直接向作戰(zhàn)人員提供情報,可在收集戰(zhàn)略或特殊情報數(shù)據(jù)的同時傳輸戰(zhàn)術(shù)情報。地面用戶可靈活監(jiān)控和指揮其上方的平臺遙感器。此外,用戶可直接向平臺管理員提供反饋信息,調(diào)整任務(wù)規(guī)劃。

4 轉(zhuǎn)型通信體系的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

目前, 轉(zhuǎn)型通信體系尚處在有效性節(jié)點1。DoD 已經(jīng)發(fā)射了3 顆WGS 衛(wèi)星(均已開始服役),標(biāo)志著Block I 已經(jīng)完成,WGS 星座實現(xiàn)了初始作戰(zhàn)能力(IOC)。在地面段,DoD 也在積極部署第二代電信港。然而,這是轉(zhuǎn)型通信體系中少數(shù)幾個進(jìn)展較為順利的項目之一。在空間段, IC 的ORCA計劃、NASA 的TDRSS-C 計劃和DoD 的轉(zhuǎn)型通信衛(wèi)星(TSA T)計劃相繼取消,集眾多先進(jìn)技術(shù)、高級能力于一身的能力集中型發(fā)展路線受到了極大的挑戰(zhàn)。

此外,轉(zhuǎn)型通信體系在各階段項目同步發(fā)展方面也問題重重。2009年10月,美國政府問責(zé)總署(GAO)發(fā)布了一份關(guān)于航天系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)度同步情況的研究報告[9],稱DoD 開發(fā)的多個大型空間項目均存在空間段與地面段或終端不同步發(fā)展的現(xiàn)象。其中,DoD 的下一代三大通信衛(wèi)星系統(tǒng)不但項目延遲,而且其地面控制系統(tǒng)和終端的部署更是滯后數(shù)年。雖然衛(wèi)星具備先進(jìn)通信能力,但是地面用戶卻無法充分利用, 造成了嚴(yán)重的資源浪費, 影響了TCA 階段效能的實現(xiàn)。

轉(zhuǎn)型通信體系覆蓋美國幾乎所有政府衛(wèi)星通信領(lǐng)域,集成眾多的先進(jìn)技術(shù),項目資金總投入巨大,希望一次性實現(xiàn)最終的通信系統(tǒng)。但由于項目開發(fā)及各項目同步發(fā)展極其復(fù)雜,難以實現(xiàn)有效的掌控和管理,而且在當(dāng)前的技術(shù)條件下,實現(xiàn)預(yù)期的先進(jìn)系統(tǒng)能力具有較高難度。因此,項目成本不斷增加,研發(fā)進(jìn)度不斷推遲,最終導(dǎo)致關(guān)鍵項目下馬,整個體系的構(gòu)建瀕臨終止。

TSA T 計劃取消以后, 美國軍方積極搶救TSA T 的研究成果,并且努力將其轉(zhuǎn)化到其他通信衛(wèi)星產(chǎn)品線中。TSAT 計劃的取消使得美軍有機會重新審視自己的計劃,對整個體系進(jìn)行評估,重新考慮各種新技術(shù), 以及商用衛(wèi)星在整個體系中的作用[10]。目前,許多關(guān)鍵技術(shù)也已經(jīng)取得突破,空間路由技術(shù)相對較為成熟。美國戰(zhàn)略司令部切爾頓將軍曾于2009年11月表示, 雖然TSAT 計劃取消了,但是未來美國必定將部署類似TSA T 能力的空間通信系統(tǒng)。而Comm-FIO 的主任Patrick Rayermann 也表示,軍方正在努力構(gòu)建新的空間通信體系。未來,美軍的衛(wèi)星通信戰(zhàn)略將發(fā)生重大變化。一方面,整個空間通信體系中將加入新的元素,例如作戰(zhàn)響應(yīng)空間(O RS),加強國際軍事空間系統(tǒng)合作等;另一方面,美軍未來仍將不可避免地依賴商用衛(wèi)星通信。此外,澳大利亞國防軍UHF 頻段有效載荷搭載在國際通信衛(wèi)星-22(IS-22)上, 也為美軍未來軍事通信衛(wèi)星發(fā)展提供了一條新的途徑。

5 分析與啟示

轉(zhuǎn)型通信體系是美國軍事轉(zhuǎn)型的產(chǎn)物,它通過空間段的高性能衛(wèi)星將美國本土及海外戰(zhàn)場的用戶與各類資源和能力連接起來,實現(xiàn)類似陸地互聯(lián)網(wǎng)的整個大型的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò),為不同的用戶提供所需能力。雖然美國轉(zhuǎn)型通信體系目前遇到了重大挫折,但使我們看到了未來軍事衛(wèi)星通信的發(fā)展方向和趨勢,乃至全球衛(wèi)星通信的前景?？偨Y(jié)其發(fā)展過程,我們可以發(fā)現(xiàn):

1)轉(zhuǎn)型通信體系抓住了發(fā)展機遇

它是在美國軍事轉(zhuǎn)型背景下提出的,而且當(dāng)時軍用通信衛(wèi)星體系處在新老系統(tǒng)交替的時期。在小布什政府和需求的推動下,借助新興的激光通信、星上路由和星上處理技術(shù),對未來空間通信體系進(jìn)行規(guī)劃,一方面資金較為充足,另一方面開發(fā)體系的阻力較小。

2)轉(zhuǎn)型通信體系具有巨大的體系優(yōu)勢

與傳統(tǒng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)相比,轉(zhuǎn)型通信體系可謂是“系統(tǒng)的系統(tǒng)”、“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”。系統(tǒng)內(nèi)部單元獨立、可互操作,可為各類用戶提供全天時、全天候的天基、空基信息采集資源,以及安全、可靠的通信鏈路,支持更加持久、全球性的情報、監(jiān)視和偵察(ISR)能力;同時還具備集成網(wǎng)絡(luò)任務(wù)規(guī)劃能力,可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)分配,極大地提高整個體系的效率。

3)實施與監(jiān)管過程難度大

轉(zhuǎn)型通信體系相當(dāng)于美國空間通信體系的整合,涉及眾多組織機構(gòu),覆蓋范圍非常大,實施難度非常高。具體項目開發(fā)職能分散在各個部門之中,主要通過各部門高級決策者與項目開發(fā)人員的參與和承諾來確保體系的構(gòu)建。由于各機構(gòu)的采辦流程、技術(shù)體制和規(guī)章制度不同,單個機構(gòu)總是要尋求各自的利益最大化,無法確保項目資金和流程管理。另一方面,由于技術(shù)成熟度不夠,難以確保各項目遵守共同的協(xié)議和規(guī)范,保持項目同步發(fā)展。

4)轉(zhuǎn)型通信體系的成功構(gòu)建依賴于關(guān)鍵系統(tǒng)的發(fā)展

轉(zhuǎn)型通信體系與各組成部分是相互促進(jìn)、相互制約的關(guān)系,實現(xiàn)體系設(shè)想能力需要各個項目之間同步發(fā)展。另一方面,在轉(zhuǎn)型通信體系中,承擔(dān)骨干通信鏈路傳輸、提供天基路由能力的系統(tǒng)是極少數(shù)幾個天基通信衛(wèi)星系統(tǒng),例如TSAT 和APS 星座。這些關(guān)鍵系統(tǒng)能否成功部署就成為轉(zhuǎn)型通信體系能否成功構(gòu)建的制約因素,TSA T 計劃的取消在一定程度上就是對這種路線的否定。

由上述分析,可得到以下幾點啟示:

1)空間通信體系化和網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展趨勢

空間通信系統(tǒng)是充分利用天基資源的關(guān)鍵工具,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化空間通信體系,可將所有天基資源進(jìn)行整合,極大地提升信息傳輸效率、提高天基和地基系統(tǒng)的效能。合理規(guī)劃和構(gòu)建空間通信體系,可鑒別各種天基系統(tǒng)的通信需求,減少交叉和重疊領(lǐng)域,大大降低系統(tǒng)開發(fā)復(fù)雜度和成本。我們應(yīng)當(dāng)吸取美國轉(zhuǎn)型通信體系的經(jīng)驗和教訓(xùn),抓住當(dāng)前的發(fā)展機遇,合理規(guī)劃未來空間通信系統(tǒng)體系,按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來發(fā)展各領(lǐng)域的衛(wèi)星系統(tǒng),逐步實現(xiàn)1+1＞2 的組合效應(yīng)。

2)慎重靈活選擇發(fā)展路徑

發(fā)展路徑是能否成功構(gòu)建體系的關(guān)鍵因素之一。我們要立足未來要構(gòu)建的體系來制定發(fā)展路線,根據(jù)現(xiàn)有能力,按照體系規(guī)劃發(fā)展空間系統(tǒng),合理選擇成熟技術(shù),靈活選擇發(fā)展路徑,逐步滿足各類用戶的階段性需求,最終實現(xiàn)空間通信體系。

3)重視項目開發(fā)與監(jiān)管

在大型空間通信體系構(gòu)建過程中,涉及眾多項目,關(guān)系復(fù)雜,協(xié)調(diào)困難,資金、人員和資源無法合理調(diào)配。因此,必須有完整有效的管理機制和監(jiān)管機構(gòu),確保各個項目按計劃、按進(jìn)度同步發(fā)展,同時要符合體系規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,保證體系能力的實現(xiàn)。

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