JADC2的十大数据需求

联合全域指挥与控制

美国武装部队正面临着对互操作性和多域作战（MDO）需求增加的挑战。这促使美国国防部（DoD）创建了联合全域指挥与控制（JADC2）计划。从作战角度来看，这种现代化将提高交战速度，通过C2节点将目标和态势数据无缝传输到战斗的前沿，获得力量倍增效应和作战优势。

这一问题空间非常复杂，并受到目前实施的数以千计的脆性、孤岛、遗留系统和设备、支持单一安全领域的专用网络以及各种具有硬编码、专有接口和结构的数据策略的阻碍，这些都需要在战术网络上进行数据解包、翻译和重新打包。这种方法产生了巨大的开销，扼杀了实时网络，阻碍了交战的速度--而此时，实时信息传递是最重要的，可能意味着成功或失败的区别。

为了推动竞争力的提高，美国防部通过了一项数据战略，该战略指出："美国防部是一个以数据为中心的组织，以速度和规模使用数据以获得作战优势和提高效率"。此外，它还规定："所有国防部领导人都有责任将数据作为武器系统对待，并管理、保护和使用数据以实现作战效果"。实施全国范围内的数据中心化政策的效果是推动各领域（陆军、空军、海军、海军陆战队）走向统一的行动。

JADC2计划是为了加速实施敏捷的、高度响应的系统而设立的，它使美国空军、美国陆军和美国海军分别在先进作战管理系统（ABMS）项目、聚合项目和超配项目中实施针对具体军种的解决方案，以满足这些网络和互操作性需求。这些系统的实施证明，现在有十个新出现的数据需求，指导并完善了JADC2的成功实施：

- 1. 数据中心化

- 2. 网络传输不可知

- 3. 多域安全架构

- 4. 零信任/安全

- 5. 模块化开放系统架构（Mosa）和开放标准

- 6. 云到战术边缘的连接和启用

- 7. 设计具有数据持久性的断开操作

- 8. 互操作性

- 9. 可扩展性

- 10. 网络健康工具

1. 数据中心化

为了在战争速度上实现决策主导权，JADC2系统必须向决策者和决策人工智能（AI）和机器学习（ML）系统提供数据，跨越不同的作战指挥，从战术边缘到雾到云。这恰恰与2020年9月30日宣布的美国防部数据战略相吻合，该战略指示国防部领导人将所有国防部资产演变为以数据为中心的资产，将数据视为武器系统。这份文件概述了这一战略的七个目标--使数据可见、可及、可理解、可链接、可信赖、可互操作和安全（VAULTIS）。

数据中心主义指的是一种系统架构，在这种架构中，数据是主要的和永久的资产，而应用程序来来往往。软件组件通过共享的数据对象进行通信，而不是交换信息，这些对象似乎是本地数据。应用程序直接读取和写入这些对象的值，这些对象被缓存在每个参与者中。

作为JADC2系统的理想选择，RTI Connext®建立在一个对等的、以数据为中心的架构上，以线速向AI和ML提供关键的实时数据，不需要服务器或经纪人。Connext与网络发现能力松散耦合，实现了网络组件的 "即插即用 "能力。这使得用户可以动态地将新的功能插入到网络中，并由操作技术自动发现，而不需要关闭他们的系统。

Connext架构通过设计支持VAULTIS。它的应用编程接口（API）推动了以一致的、可理解的格式跨多个硬件和操作系统平台的访问和可视性；它的实时发布订阅（RTPS）线协议推动了快速和一致的互操作性；它的开放安全功能实现了实时跨多个安全域的可信访问。

Connext是领先的软件连接框架，用于在下一代国防系统中实施以数据为中心的架构。Connext实现了从以网络为中心的系统到强大的以数据为中心的环境的清晰、开放的标准的迁移，在许多情况下使用相同的网络设备。

2. 网络传输不可知

JADC2网络必须支持所有的网络传输，因为这些网络包括众多的物理链接，如高频、V/UHF通信链接、SATCOM、固定电话和/或光纤。因此，有必要通过广域网络将数据在路径中所有这些可能的链接转移到战术边缘，而不损失数据的完整性。此外，JADC2网络必须消除训练和作战之间的障碍，以实现 "边战斗边训练 "的模式。有了适当的泛域网络，由空中、地面或海上的多个角色组成的混合合成[训练]环境的机会是无限的。

Connext在所有的网络传输中工作，包括UDP、TCP、InfiniBand、共享内存等等。Connext自然地将这种连接延伸到士兵训练系统。这种方法使得从供应商锁定的、基于服务器的、使用HLA、DIS、CIGI和TENA标准的传统训练环境迁移到使用Unity®和Epic Games的Unreal Engine®的现代开放游戏系统。Connext为所有的训练系统提供了从任何行动领域获取实时数据的机会。这就实现了非常丰富的平台，让士兵在战斗中训练，并使用他们在战斗中的确切数据。Connext是下一代训练系统的理想连接基础，比如美国陆军的合成训练环境（STE）。

3. 多域安全架构

JADC2的挑战是支持多域作战（MDO），其中每个网络域的数据可以被多个武装部门、多个国防供应商系统和联盟伙伴安全地共享。美国的全球军队目前有数以千计的网络专门用于特定的供应商、传感系统、武器系统或指挥与控制（C2）平台。这些网络中的每一个都有自己的安全策略和对该领域数据的控制，通常是通过一个单级安全的专用网络管道。这种网络传统上对移动中的数据和管道内单一安全域的清晰数据有可信的端点，或对管道内的所有内容进行完全加密。许多这样的系统使用跨域的平台，配置起来很有挑战性，修改起来也很麻烦，以获得数据给任务伙伴。

Connext实现了一个开放的、安全联合的数据结构，因此作战数据可以在适当的安全梯队级别上共享。

4. 零信任/安全

零信任环境假定对手在网络中无处不在。网络架构必须支持确保整个交付环境中所有作战域的数据安全。每个安全域的单个数据主题都需要用独特的数据认证和加密策略来保护，因此只有拥有适当证书的各方才能访问这些主题。多个专用网络管道不能再成为一种要求。相反，多个军事领域必须能够在允许的情况下在优化的网络管道上安全地共享数据，从而实现高网络效率和低运营成本。这整个环境必须是基于标准的，以便所有领域的高扩展性和快速部署。

RTI Connext® Secure，基于开放的对象管理小组（OMG®））的安全标准。数据分发服务™（DDS）安全标准，运行在工作的Connext系统之上，使其能够快速地将成熟的认证、访问控制、加密模块纳入混合域、零信任的JADC2网络。Connext Secure实现了一个独立于硬件和网络平台的基于标准的安全架构。Connext Secure也是保护移动数据部署的理想选择，它可以保护单个数据元素，在共享网络管道上有不同的安全证书。这种方法使每个安全域对专用网络的需求变得过时。

分享来自不同安全领域的作战数据的能力也可以使具有脆性、难以推进的网络被剥离，为国防团队节省数百万的成本。

5. 模块化开放系统结构（Mosa）和开放标准

所有JADC2的未来采购都应该完全接受MOSA和开放的工业标准。这将有助于美国武装部队从专有的、炉灶式的解决方案迁移到一个开放的系统结构，实现所有部门所期望的 "系统的系统 "方法。开放标准也使美国武装部队减少对单一供应商的依赖，为符合MOSA的供应商敞开大门，加强竞争。再往前走一步，美国国防部可以采用DDS作为建立MDO能力的基础。这可以逐步进行，以减少风险和管理现金流。期望的结果是一个多厂商、多领域的网络，数据在 "所有传感器、最佳射手、正确的C2节点 "的参与范式中被无缝共享。

Connext是基于开放的DDS标准，由OMG管理。它被用于国防网络，形成了20多个MOSA标准的连接基础，包括FACE™，MOCU，海军开放架构，OMS，ROS 2，SOSA，TMSC，UMAA，UCS等等。

RTI完全致力于开放标准，是第一家为其Connext TSS产品获得FACE一致性认证的公司，该产品满足FACE传输服务段（TSS）的所有要求。

6. 云到战术边缘的连接和启用

JADC2网络必须有企业云到战术边缘的连接。必须支持多种战斗云和战术云技术，包括谷歌协议缓冲区（GPB）、Apache Kafka®和其他传统的和新兴的网络策略，以便使用最新的人工智能和ML实现即时决策。

由于云系统的相似性，云的启用相对容易。更具挑战性的是，利用各种不同的微处理器和图形处理单元（GPU）与最新的嵌入式AI和ML引擎，使战术边缘具有类似的能力。用云环境中的先进的实时决策来启用战术边缘网络系统，将在战场上提供一个一致的任务环境，即使是在网络断开、拥堵和竞争的情况下。Connext使用基于开放标准的技术推动从云到战术边缘的实时数据连接。Connext是松散耦合的，有一个发现机制来检测新的能力，实现即插即用的范式。

7. 设计具有数据持久性的断开操作

JADC2网络肯定会受到对手在整个通信链中的不断攻击。因此，操作应该被设计成有弹性的，以处理关键作战期间的有限带宽、断开设备和拥挤/竞争的网络可用性。此外，数据传输的服务质量（QoS）必须被设计为在数据可用性降低期间提供数据的持久性，这可能会导致实地作战人员的数据被拒绝。

Connext有超过20个QoS设置来实现数据的持久性--它的发现能力允许网络在网络攻击、故障或设备、节点和系统丢失后自动修复并恢复高速运行。Connext能够在完全连接、有损、有限带宽和断开连接的操作中，让正确的作战人员安全地访问数据。

Connext实现了一个战术边缘到云的环境，支持使用共享数据的共同外观和感觉。通过这种方式，它可以减少行动链中所有作战人员的培训要求。

8. 互操作性

JADC2必须支持不同系统之间的快速互操作性，为作战人员带来最新的技术和能力。做到这一点的最快和最简单的方法是拥有一个开放的、基于标准的线路协议，这样网络应用就可以说同样的语言。

Connext支持RTPS线路协议，该协议基于OMG管理的开放标准。JADC2系统中的RTPS保证了用不同编程语言编写的、由不同国防供应商部署在不同系统上的应用程序之间的互操作性。这实现了一个单一的、集成的、连贯的JADC2网络。

9. 可扩展性

JADC2系统必须能够快速扩展以支持不同的部署设计。当作战单位 "加入战斗 "并被插入到现有的网络中时，结构应该相应地扩大而不失去完整性。加入的单位将需要相同的数据模型知识，以正确地与现有单位对接。请注意，由于网络是 "设备无关的"，并遵守MOSA和通用数据模型，加入的单位可以无缝接入JADC2网络--简单地说，这就是互操作性的体现。

Connext提供点对点架构，消除了对网络服务器和经纪人的依赖，因此能够在设备和作战人员之间以物理速度提供安全数据。这一点已经在国防部署中得到了证明，包括拥有超过1000万个发布-订阅对的传感器到射手平台。

10. 网络健康工具

JADC2网络应该准备好不断受到攻击。部署具有更大速度和带宽的新网络并不能减轻这些攻击，也不能使我们的决策比对手更快。将需要一些工具来确定网络的健康状况、连接性和可用性。

RTI Connext基础设施服务使开发者能够快速扩展和整合基于各种技术的实时、分布式系统。Connext基础设施服务涵盖了广泛的使用案例，包括云发现服务、网络集成服务、数据库集成服务、路由服务和持久性服务。这些网络健康工具提供了独特而强大的功能，推动了任何分布式系统能力的提高，并有助于加快部署时间。

此外，RTI监控器和管理控制台工具使JADC2网络的跨网络操作有了一个综合的视角，包括对错误、流量、资源使用的详细统计，日志分析和系统网络拓扑显示。

总结

这十项JADC2网络能力--数据中心性、网络传输无关性、多域安全架构、零信任、MOSA、开放标准、云到战术边缘连接性、为具有数据持久性的断线作战设计、互操作性、可扩展性和网络健康工具--将实现一个真正的任务伙伴环境，包括所有联合传感器、指挥和控制。我们各军种和联盟伙伴生态系统的优化武器系统构成了一个成功、可部署和可维护的JADC2环境的基础。

Connext是一种商业产品，已经在国防网络中得到验证，是唯一能够满足所有这些苛刻的网络要求的技术。它现有的部署足迹大大降低了实现一个可行的和强大的JADC2环境的成本和时间。Connext的点对点架构消除了服务器和经纪人，使全世界所有的作战域都能以物理速度实时访问数据，并以战争的速度进行决策主导。Connext是理想的连接基础，使一个统一的网络能够一体运作。