第 8 期 赵尚弘等:软件定义航空集群机载战术网络 ·143·
是无线传输网络,且 ATNAS 以平台间信息交互网
络即无线传输网络为主体。
图 2 ATNAS 示意
ATNAS 与现有 AT N 均是服务于航空战术通信
的网络,ATNAS 的基本特征在很多方面与现有
ATN 存在共同性,如大尺度的分布场景、较远的传
输范围、不稳定的链路质量、高动态的网络拓扑、
显著的异构性等。但与此同时,ATNAS 的网络规
模相对更大(平台数量的增加以及链接对象的改
变)、网络节点的类型更为多样(各作战资源作战
能力类型、强弱不一)、网络所承载的信息内容也
更为丰富,由于目前还未有真正实际应用的服务于
航空集群作战的机载战术网络,故目前无法较好地
对 ATNAS 的特征进行系统性总结。在此
,为满足
未来航空集群作战应用需求,本文给出了 ATNAS
应当具备的基本能力。
1) 提供灵活耦合任务的差异化网络服务。未来
在航空集群作战应用背景下,作战任务快速动态变
化,且集群在同一时刻可能同时执行多个作战任
务,不同的作战任务往往对网络服务有着不同的需
求,因此,要求 AT NAS 必须能够提供灵活耦合任
务的差异化网络服务,即将“发现、识别、决策、
打击、评估”的打击链形成过程与网络的配置过程
协同起来,根据任务执行对象及其交互业务的特
点,通过对网络进行合理配置,灵活构建承载不同
高价值信息内容以及具备不同网络服务质量等级
的战术子网,为不同任务的执行针对性提供网络服
务。以图 3 为例,
当任务 1 中 A 的视频数据流和任
务 2 中 F 的火控数据流均通过 E 进行路由转发时,
传输火控数据流所需的 QoS 和传输视频数据流的
所需 QoS 明显存在差异,若无差别传输,将可能导
致 2 个数据流的 QoS 需求均无法得到满足,极大降
低作战性能,因此,需要通过针对性分配信道资源
等措施,为 2 个数据流的传输提供差异化的网络服
务,而现有 AT N 基本不具备为不同作战任务灵活
提供差异化网络服务的能力。
2) 异构网络技术间能够无缝互操作。随着未来
战场环境的复杂化、不确定化,不同网络技术在不
同平台和作战应用背景下往往各有优势,但同时又
各有缺陷
,如战术瞄准网络技术(TTNT, tactical
targeting network technology)采用了全向通信模式,
能够很好地满足大容量信息分发需求,但却牺牲了
平台隐身性,多功能先进数据链(MADL, multi-
function advanced data link)为保证信息交互过程的
抗干扰和低截获采用了定向通信模式,但却使信息
分发与获取变得更加困难。因此,执行不同任务的
航空平台需要依据作战任务灵活选择所需的网络
技术,这就使 ATNAS 具有明显的异构特征。现有
ATN 的网络技术与具体硬件严格绑定,航空平台
上往往装备有技术实现方式不同的多种异构网络
设备,而这些异构网络设备间难以实现互通互控,
互操作能力较差,使信息共享仅限于同构网络设备
之间。因此,ATNAS 需要具备无缝的网络技术互
操
作能力,以更好地支撑航空集群的全域战场信息
共享。
3) 支持灵活高效的网络配置。ATN AS 较大的
网络规模、作战能力类型多样且强弱不一的节点、
网络明显的异构性特征等因素,使 ATNAS 在实现
网络服务时需要考虑大量的网络配置对象和内容,
同时,航空集群在执行作战任务过程中对网络服务
也具有较强的多样性和动态性需求,因此,要求
ATNAS 必须支持灵活高效的网络配置。以图 3 为
例,当考虑最短路径路由时,在任务 2 的协同建立
之前,任务 1 中的节点 A 通过路径 A→E→D 将视
频流数据传到节点 D,而在任务 2 的协同建
立后,
由于火控数据流优先级高于视频数据流,E 将优先
对火控数据流进行路由转发,这将导致任务 1 中的
视频数据流在 E 中的排队时延明显增加,此时,选
择路径 A→B→C→D 传输视频数据流可能更好,而
完成这一网络优化过程至少需要对节点 A、B、C、
E 的路由转发规则进行重新配置,由于现有 AT N 网
络控制协议分布式集成于各网络设备中,网络协商
过程复杂,各节点对网络状态信息的感知
有限,难
以针对网络状态的临时变化进行适应性调整,无法
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