领域科技情报监测服务云平台

您的位置:首页> 编译报道 > 详情
美国陆军在网络现代化实验中测试多种通信能力
服务领域: 新一代信息技术
编译时间: 2024-07-10
点击量: 5
电话 | 010-82030532 手机 | 18501361766 微信 | tech9999 邮箱 | yw@techxcope.com 来源: 防务快讯 作者:介冲 简介:2023年12月,美国陆军开展了为期10周的年度网络现代化实验(NetModX 2023),测试了多卫星轨道战术终端(MOTT)、Terminus/Nexus战术网络运营软件、Sqywire量子射频孔径/接收机等新型通信系统,实现了对各种新型通信系统和技术的未来应用探索,为美陆军实现一体化战术网提供了实验支持。 2023年12月,美国陆军指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视与侦察(C5ISR)中心、第75创新司令部等部门完成了为期10周的年度网络现代化实验(NetModX 2023),此次实验重点测试了抗毁和弹性通信系统、战术网络管理系统和量子通信技术,实验结果可为陆军决策层提供真实数据和评估结果,为需求开发和项目执行办公室提供关键信息,可促进新型通信能力的快速交付和部署。 1、网络现代化实验背景 美国陆军C5ISR中心自2017年以来每年举行一次网络现代化实验,该实验可为美陆军和业界工程师提供一个测试和改进网络通信系统的环境,是将实验室技术推向战场应用的重要举措之一。在建模与仿真以及实验室研究的基础上,实验团队与陆军各机构不同领域的专家合作,设计最能满足陆军需求的实验场景,通过在模拟的作战环境中的不断演示,推进通信技术的成熟度发展,并结合作战人员反馈,调整能力发展路线,为作战人员带来更稳健、更灵活、更相关的解决方案,从而实现战场网络弹性、信息优势和多域杀伤力。2023年的网络现代化实验利用了实时、虚拟、构造(LVC)环境模拟实验技术,这种真实和模拟相结合的实验方式,填补了高价值和稀缺型系统实验的空白。此次实验还通过联合多个组织机构,建立了与作战相关的实验环境,利用现实威胁推动新兴技术不断发展。美国陆军C5ISR中心的科学家和工程师、第75创新司令部、第 101空降师、火力能力发展与集成局的作战人员、工业部门技术研发人员参加了实验活动,通过信息反馈支持网络技术和系统的迭代发展。 2、2023年网络现代化实验测试的通信系统和技术 2023年网络现代化实验测试了多卫星轨道战术终端(MOTT)、Terminus/Nexus战术网络运营软件、Sqywire量子射频孔径/接收机等新型通信系统。此次实验体现了美陆军根据其网络现代化战略所开展的创新技术验证,这些新技术将为美陆军提供网络传输、网络弹性、网络安全等多种能力,是美国陆军为应对未来大国对抗环境所开展的针对性能力建设。 2.1 多卫星轨道战术终端(MOTT)演示不间断卫星通信能力 实验期间,Intelsat公司利用多轨道战术终端(MOTT)实现了不间断高速卫星通信连接,此次演示是自该终端首次推出以来进行的规模最大的军事现场网络测试之一。Intelsat公司称,该公司联合美陆军工程师共同对MOTT系统进行了只有在作战行动中才能进行的真实严格试验,MOTT实现了高速不间断通信连接。MOTT利用一部加固型低剖面天线实现了与卫星星座的持续连接,MOTT终端使客户能够灵活选择主要和次要通信路径,以满足不断变化的任务需求。 图1 MOTT系统 Intelsat公司的MOTT系统能够为美陆军部队提供移动中宽带卫星通信能力,该系统是一个加固车载终端,能自动融合来自近地轨道卫星、低地球轨道卫星的数据,未来可融合中地球轨道卫星的数据,可为作战部队提供高性能、端到端的卫星通信连接。MOTT系统符合标准的第三代合作伙伴计划(3GPP)和数字化中间频率互操作性(DIFI)开放式协议,能够较好地适配各种硬件,该系统采用了一根轻型、电动转向天线,通过即插即用的方式为作战部队提供在多种卫星网络间快速切换的能力。MOTT系统能够自动为指挥、控制和通信信息提供多传输路径,并通过数字化射频和虚拟化路由功能为部队卫星通信任务提供赛博安全性和抗干扰能力。 2.2 Terminus/Nexus战术网络运营软件 实验期间,CodeMettle公司演示了该公司的Terminus/Nexus 4.0版系统,该系统采用了开放式模块化标准,能够快速集成到美陆军的C5ISR/EW 模块化开放标准套件 (CMOSS)车载外形规格(CMFF)机箱中,帮助各级作战人员快速实现战术网络配置。 Terminus/Nexus软件可以实现对各级网络节点和网络运营中心(NOC)的管理,这些软件是通用软件,适用于各级作战部队,可大幅减少美国陆军在各级作战部队安装和维护的网络运行工具数量,并提供了一个通用节点管理器,可快速适应集中式、分散式或混合网络条件。Terminus/Nexus使用相同的代码库,支持多域战(MDO),能够实现快速网络配置和重新配置。Terminus/Nexus 是一种符合美国联邦信息处理标准 (FIPS) 的安全产品,符合美国政府用于加密模块的计算机安全标准。 图2 Terminus系统可使用户快速实现单个网络节点的配置和管理 图3 Nexus系统可使用户浏览、管理和配置各网络节点 Terminus/Nexus软件是第一个可响应美陆军各级作战部队士兵网络配置、管理需求的集成软件套件,消除了战术边缘和企业级网络之间网络配置方式不同的难题,这种一致性创造了一种更敏捷和更易使用的网络。Terminus/Nexus软件增强了作战网络的冗余性,使用户能够在网络中的任何位置集中管理和分散执行网络运行功能,并能按需求增强节点能力,从而提高网络韧性,保证正常运行时间和服务质量。 2.3 Sqywire量子射频孔径/接收机系统 实验期间,美国陆军利用Sqywire量子射频孔径/接收机系统,首次实现了量子接收机完成远距离无线电通信,实验展示了SqyWire系统在与电子战(EW)系统和单通道地面与机载无线电系统(SINCGARS)进行互操作性方面的能力。Sqywire系统由Rydberg技术公司开发,是一款超灵敏射频 (RF) 接收器,可通过基于里德堡态原子的传感来传感射频信号。它可以安装在经典天线上使用,能在千赫兹到太赫兹的任何范围内运行,并且由于该装置不包含任何模拟组件,因此还具有抗干扰能力。 图4 Sqywire量子射频孔径/接收机系统 量子射频 (QRF) 技术使用室温原子蒸气中的激发态里德堡原子状来检测射频信号,而无需传统天线和固态模拟接收器,该实验中使用的量子传感器是一种对电磁场微小变化十分敏感,且耗能很低的接收机。在现场试验活动中,Rydberg原子天线接收机演示了1公里以上距离的射频信号接收和无线电通信能力。Rydberg原子接收装置在高频(HF)到超高频(SHF)波段的灵敏度很高,这是该技术在远距离信号传输方面的首次展示,该接收机还展示了在电磁对抗环境中的信号选择性和抗干扰能力。 除了实现远程通信,量子传感器还可以让作战部队使用高科技通信设备探测无人机或敌方作战部队位置,帮助发现在严重电磁干扰条件下敌方无人机、飞机和舰船之间的通信。Rydberg原子器件有可能彻底改变从长波射频到毫米波和太赫兹波段的射频监视、通信和网络功能。 美国陆军引入原子接收机原型,代表着量子技术向前迈出了重要一步。Rydberg技术公司称,将继续提高原子接收机的性能和功能,以解决国防和商业市场中的射频应用问题。 3、结语 2023年的美国陆军网络现代化实验使技术开发人员能够深入了解士兵如何在作战环境中运用通信技术,从而为各种新型通信系统应用提供宝贵的经验教训。此次实验的新亮点是为期两周的“创新周”活动,该活动重点瞄准“从传感器到射手”实验,在逼真的LVC 环境中,通过非常规的技术和网络架构来演练常规的传感器到射手的任务线程,使美国陆军在这种学习过程中取得突破性进展,探索高风险、高回报的收益。美国陆军网络领域技术在创新周活动中取得了多项突破性进展,为进一步探索陆军网络现代化提供了知识基础。通过创新周活动,陆军可以发现比当前部署的系统具有明显的优势的潜在跨越式技术或架构。 美国陆军的网络现代化战略要求美国陆军未来开发冗余、弹性的通信系统,充分利用无线电、卫星通信、5G网络等各种通信手段构建一体化战术网,2023年的网络现代化实验测试了多种通信方式,这些测试的装备未来将不断完善,以能力集的方式被美国陆军集成到一体化战术网中。