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5G技術應用于未來美軍事網(wǎng)絡的優(yōu)勢

2021-05-13 08:51 國防科技要聞

導讀:2021年4月,美國《國防》雜志刊文《5G能驅動軍事網(wǎng)絡自動化》。文章闡述了5G如何提高未來美軍事網(wǎng)絡服務的效率和安全性,如何實現(xiàn)未來美軍事網(wǎng)絡的自動化,指出了5G能夠實現(xiàn)未來美軍事裝備與其系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸。

文章表明,美國愈加重視5G技術在國防和軍事建設的應用,5G技術將有力推動未來美軍事網(wǎng)絡及裝備的發(fā)展。

一、5G將提高未來美軍事網(wǎng)絡服務的安全性和效率

5G動態(tài)網(wǎng)絡切片能力是提高未來軍事網(wǎng)絡體系結構效率和安全性的關鍵。實現(xiàn)端到端切片需要美國防部現(xiàn)代化當前的傳輸網(wǎng)絡,5G最重要的一個功能是為特定用戶及其應用提供“切片”,滿足他們特定的網(wǎng)絡需求,如視頻監(jiān)控攝像頭需要可靠的高帶寬,無人機控制需要極短的響應時間,通過構建切片就可提供每個應用所需的網(wǎng)絡性能。

(一)5G如何提高未來美軍事網(wǎng)絡服務的安全性

5G動態(tài)網(wǎng)絡切片可以保護多種網(wǎng)絡服務的機密性。軍事網(wǎng)絡通常具有多種保密等級,切片可以提供虛擬網(wǎng)絡分區(qū),即使所有網(wǎng)絡服務共享相同的物理基礎設施,虛擬網(wǎng)絡分區(qū)也可以完全保護不同服務的機密性。切片還可以在4.9G/LTE網(wǎng)絡中實現(xiàn),但4.9G/LTE網(wǎng)絡無法動態(tài)建立切片。

(二)5G如何提高未來美軍事網(wǎng)絡服務的效率

隨著5G標準第17個版本(預計在2022年年中完成)的發(fā)布,軍事網(wǎng)絡將有可能實現(xiàn)在任務啟動時創(chuàng)建端到端切片,在任務完成后刪除切片,而不是將任務與未使用的服務捆綁在一起,從而優(yōu)化頻譜、帶寬等資源,降低延遲。如在海軍基地,5G可以提供視頻和觸覺反饋,提供車輛和資產(chǎn)的精確位置,并跟蹤后勤行動;艦船可以在泊岸前開始下載數(shù)據(jù),使用5G實現(xiàn)船岸間數(shù)據(jù)連接,有效提高服務效率。

二、5G將實現(xiàn)未來美軍事網(wǎng)絡的自動化

5G動態(tài)網(wǎng)絡切片能力為軍事網(wǎng)絡自動化提供了可行性,每個切片都可快速配置以支持作戰(zhàn)需求。

(一)美軍事網(wǎng)絡的手動配置是一大難點

切片是一個虛擬網(wǎng)絡,它將在云中運行的應用程序與設備和用戶互連,切片管理必須能夠與無線電、傳輸與核心段連接,以在整個網(wǎng)絡中提供所需的性能級別。尤其是,底層傳輸網(wǎng)絡還必須確保端到端鏈路上的帶寬和延遲與無線網(wǎng)絡的要求相匹配。目前,傳輸體系結構還無法跨IP、微波、衛(wèi)星、陸地和海底光纖網(wǎng)絡按需配置網(wǎng)絡資源,采用虛擬專用網(wǎng)絡技術的端到端切片需要數(shù)小時甚至數(shù)天的時間來手動配置。

隨著軍事傳輸網(wǎng)絡的發(fā)展,運行管理的問題也越來越多。在分布式云基礎設施上運行的數(shù)字服務將成倍增加,產(chǎn)生巨大的流量,網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量和容量的要求也顯著增長。這將增加網(wǎng)絡復雜性,使手動配置應用更加困難,如何配置能夠保證應用程序的性能和可靠性是一大難點。

(二)未來美軍事網(wǎng)絡自動化及其優(yōu)勢

因此,在各個傳輸層之間的端到端切片必須以自動化的方式建立,將給定切片的性能要求傳達給每個網(wǎng)絡層的所有節(jié)點,確保端到端的實現(xiàn)。一旦創(chuàng)建了切片并對齊所有底層網(wǎng)絡資源,還需要使用遙測數(shù)據(jù)進行持續(xù)測量,確保每個網(wǎng)絡層繼續(xù)運行,如果性能低于服務要求,網(wǎng)絡將訪問新資源(如冗余電路或新虛擬資源),確保任務能夠執(zhí)行。自動化網(wǎng)絡不僅可以支持按需服務和切片,還可以提高技能開發(fā)效率,降低對技術人員的要求,同時降低運行、傳輸、優(yōu)化和保證服務的總成本。隨著數(shù)字防御體系結構日益復雜,美國防部門開始認識到,現(xiàn)在正是理解和自動化5G和云時代傳輸網(wǎng)絡的時機。

三、5G將實現(xiàn)未來美軍事裝備與其系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸

5G改進了帶寬性能,降低了響應時間,5G的應用將實現(xiàn)未來美軍事裝備及其系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸。未來應用5G的美軍事裝備主要包括:

①指揮、控制與通信系統(tǒng)。5G支持無線和有線接入,可為美國防行動提供無處不在的接入層,提高指揮、控制與通信系統(tǒng)能力,這也是美國防部2019年數(shù)字現(xiàn)代化戰(zhàn)略的目標之一。

②基于5G的情報、監(jiān)視與偵察系統(tǒng)。5G能夠提高態(tài)勢感知的實時信息共享。

③自主車輛與無人機。5G可支持高分辨率視頻實時傳輸,遠程控制自主車輛和無人機,也可利用5G實時傳輸?shù)凸β蕚鞲衅鲾?shù)據(jù),便于作戰(zhàn)人員更廣泛地監(jiān)測環(huán)境和設備。

④基于5G的虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實。利用5G將擴大虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的部署范圍,能夠在室內外、設施周圍和現(xiàn)場進行更廣泛的部署,主要應用于作戰(zhàn)人員培訓。