从通信与信息的视角看,快速人口增长、城市化、滨海化以及超连通性等趋势,都预示着一个以城市-滨海作战环境为中心的战争新时代的来临。有鉴于此,对此环境的研究,特别是其中战争行为的研究,对军事理论家、实践者和领导者而言似乎日益重要。这一真正联合、全维的环境具有高度互联性,其复杂性体现在诸多特征上,包括稠密的平民人口、复杂的人造地形、通信与信息的超连通性、沿海地理与地形、快速变化的天气、多样的气象现象以及水文与海洋学效应,这些都对指挥控制的执行提出了许多挑战。因此,本研究旨在探求城市滨海环境中理想的指挥控制概念,其应作为一个框架,用于理解在复杂多变的多域环境全谱系中战争指挥控制这一功能。
如关于自适应兵力编组所述,诸如城市滨海地区等作战区域的复杂性,决定了需要以小型、分散的方式组织部队行动,同时保留快速集结、集中火力和效能打击特定目标,随后再次分散的能力。然而,考虑到此类环境的限制和动态特性,分散的军事编组在复杂战场上协调机动和集中火力以实现目标时,需要的不仅仅是果断的决策和灵活的兵力运用架构。在此过程中,这些编组需要尽可能精确,以避免被敌军发现,并最大限度地减少或避免己方和非战斗人员伤亡、民用基础设施破坏,以及对更大生态系统内服务与正常生活模式的干扰。考虑到这一点,MANET通信系统代表了实现分布式作战C2方法最可行、最有效的技术,因为它们允许在复杂的多域环境中运作的分散军事单元之间进行协调,既支持任务指挥决策,也支持自适应兵力编组运用架构,并最终提升战场精确性。
安东尼·金在《指挥:二十一世纪的将军》一书中所指出,安全的数字通信是过去二十年指挥领域最重要的创新,因为它们实现了“以前无法想象的远距离传输迄今为止难以想象的信息量”。当今的军事领导者,特别是那些身处坚固且高度互联的作战中心的指挥官,拥有极高的态势感知水平,以及几乎能够瞬时跨广阔作战空间和战区进行通信的能力。理解了数字通信对当前C2概念和运用的重要性,接下来的问题就变成了在诸如城市滨海地区这类已知会降低和干扰无线电通信的复杂环境中运作时,如何最好地保持这些系统的功能。MANET通信系统本身不依赖卫星即可运行,代表了在战术层面提高分散军事单元间协调和态势感知能力的一个可行选择。
移动自组网络是一个“适用于语音、数据和视频流的数据网络……,是‘自组’的,不依赖任何预先存在的基础设施。数据通过在网络节点间‘跳跃’穿越网络,直至抵达目的地。”与使用中心节点或路由器传输网络流量不同,MANET中的每个节点都充当路由器或“跳点”,根据特定算法动态地将数据转发给系统中的其他节点。这类网络是“自形成”和“自修复”的,这意味着如果网络中的某些节点变得不可用且无法转发流量,算法将通过可用的最有效路径重新路由流量。
从概念上讲,移动自组网络是一种网状网络。然而,从技术术语的角度看,MANET与标准的数字通信网状网络之间存在一个主要区别。标准的数字通信网状网络依赖于固定的基础设施和静态路由器,其中某些中心节点包含支持接入更广泛互联网的有线连接。尽管从无线连接的角度看,这些网络是自形成和自修复的,但这些由有线连接支持的固定路由器在整个网络架构中造成了集中点和脆弱性。
在某些情况下,这些标准网状系统会包含一个“主节点”,如图4所示,该节点通过监控流量、决定最有效的数据路由以及为网络中所有其他节点分配DHCP地址,来维持整个网络的运行。通过这种方式,这个主节点构成了网络的“大脑”,从而在其丢失时成为单点故障。而MANET通信架构则“完全是动态的,并采用自适应路由方法”。在概念层面,无需有线连接或主节点来支持网络运行,因为所有单个节点都通过网络算法协作来支持连接性和稳健的链路,如图5所示。这再次突显了真正理解各种通信网络(集中式、分散式、分布式)和作战概念(网络中心战 vs. 分布式作战或决策中心战)之间差异的重要性,因为这些术语常常被混用,而没有真正理解不同系统和概念之间的细微差别。
图4:具有主节点的网状网络
图5:MANET通信架构
因此,正是这种健壮、冗余、自形成和自修复的网络架构,使得MANET通信成为在复杂多变作战区域(如城市滨海地区)支持分布式作战C2的理想技术基础设施。在这样的环境中,如果一支军事单元(节点)需要向另一支传递信息而连接被阻断,网络会寻找另一条路径来传递信息,前提是有其他多个独立且分散的节点连接到网络中。
图5展示了此过程的简化说明。设想节点A代表一个陆军步兵排,它需要发送信息给节点D——同属一个自适应兵力编组的一部分的机械化单位。由于这些单位在密集的城市环境中行动,节点A与D之间的通信路径被数座建筑物阻挡,然而,节点A与节点B(一个小型无人机系统)之间存在一条清晰的路径,节点B与节点D之间也有。在这种情况下,网络将自动识别出从节点A向节点D发送信息的最佳途径是通过节点B,并据此通过此路径完成信息传输。按照此逻辑,随着更多节点以分散方式加入,网络变得越有效和可靠。
现在,在这一过程之上,再叠加其他形式的、具有安全、高吞吐量无线数字通信能力的普遍性技术,例如智能手机、平板电脑和笔记本电脑,人们可以想象任何小型部队编组都能转变为一个微型的移动C2单元,能够近乎实时地监控战场变化,从而更有效地决策。从概念上讲,实施这样一个网络还将意味着有能力在通用作战图上看到自适应兵力编组内部及邻近编组中其他各单位的实时位置;能够连接、移交和控制网络内的各种无人系统;发送和接收态势更新及最新的情报信息;查看情报监视侦察视频流;请求火力支援;实施动能打击;并完成大量其他活动。从理论上讲,通过MANET通信技术实现所有这些功能的互连,应能提高决策的有效性和自适应兵力编组架构的有效性,从而提升领导者通过分布式作战方法实施指挥控制的能力。
从生存能力的角度来看,采用这种MANET通信架构在部队组织方面提供了另一个显著优势。过去二十年来C2变得极度依赖数字通信技术,在伊拉克和阿富汗执行反恐和反叛乱行动的西方部队在执行此作战职能时,已习惯于庞大、固定且高度互联的作战中心。虽然当作战中心位于敌火力射程之外或位于敌方不具备足够实力或火力威胁这些设施存在的更为宽松的战术级环境时,这在战役层面是一种可行的模式,但在当今设想的充满对抗、大体上非宽松的战场战术层面,这种架构可能被证明是极为不利甚至致命的。正如大卫·基尔卡伦在《走出山区》一书中关于未来战场所假设的:在城市化的滨海地区进行的复杂战斗中,将不会有固定设施、丰富的情报基础设施,也不会有反叛乱行动中持续的蜂窝电话和Wi-Fi覆盖。驻防心态——其特点是作战持续时间短、频繁返回拥有热水淋浴、空调餐厅和行军床的基地——将需要让位于机动、即兴、远征的心态。部队将不得不再次成为徒步者,而非露营者。
如这段引文所引发的思考,机动性、即兴性和远征心态是在城市滨海地区行动的关键,即使对C2单元也是如此。这一点凸显了MANET系统的优势,面对动态且快速变化的战术条件,它们可以支持所需的机动性,并允许网络中的任何节点充当C2节点。在需要更强大的基础设施和硬件来满足各种高吞吐量技术的数据存储和处理需求的情况下,这些系统可以安装在车辆、船只和飞机等移动平台上,包括无人平台,以满足必要的空间和电力需求,同时仍保持底层的MANET通信系统架构。卫星通信可以被整合到这一整体架构中,并在可用时加以利用,特别是用于与超视距外的战役司令部通信,而自适应兵力编组内部的战术级架构则基于通过MANET架构实现的视距内或超视距通信。网络的范围和有效性可以通过增加额外的节点作为中继来增强,特别是通过无人机平台。
各种研究和实践经验证明了此类系统的效能,特别是在通信架构层面,以及与更集中的C2结构相比。有几项由美海军研究生院资助的研究测试了与分布式杀伤作战概念和自适应兵力编组相关的各种集中式、分散式和分布式通信架构的效能。这些研究表明,在通信可能受到对抗的环境中,分布式通信架构在C2信息的传输方面优于集中式和分散式网络。关于此类MANET通信系统的一个基本例子,可以从城市游击信息战的角度进行研究,大卫·基克伦解释了在阿拉伯之春相关的起义期间,如何利用手机蓝牙技术组建无线移动自组网络,帮助当地民众沟通和协调。这种策略在2011年的埃及被非常有效地执行,当时胡斯尼·穆巴拉克政府切断了互联网和全球移动通信系统通信,以镇压民众运动的组织和信息共享,然而这一措施通过建立这些权宜的蓝牙移动自组网络而被规避。
在联合与多国层面,Link 22采用健壮、冗余、安全的战术数据链通信架构,是关于此类MANET通信能力的一个先进且广泛应用的解决方案。它是安全的、多域的,旨在各种物理环境、恶劣天气甚至超视距范围内工作,与传统移动自组网络相比具有进一步的优势。诸如Link 22这类系统的普及对于联合和多国部队之间的互操作性至关重要,特别是对于那些不习惯在战术层面协同工作、且使用并非总是兼容的各种技术和装备的部队,因为这确保了已经建立了一个健壮可靠的通信架构来支持整合和自适应兵力编组类型模式的运用。
在结束本节时,再次参考图3是有益的,该图通过其组成部分描绘了分布式作战C2方法的本MANET通信系统是一种技术工具,旨在补充并最终提升此指挥控制架构内其他两个组成部分——任务指挥和自适应兵力编组兵力运用架构——的功能。这反过来又支持了在复杂多变的多域环境(如城市滨海地区)中的军事行动,在这种环境中,鉴于环境的快速变化和不确定性,领导者被期望既果断又灵活。将MANET通信网络应用于整体的分布式作战C2方法,凭借其健壮冗余、自形成和自修复的特性,旨在尽可能确保已被证明有助于战术层面决策和作战指挥的技术能力可供部队使用,即使它们最终仅仅是一种辅助工具。归根结底,事实仍然是,技术只是人类利用的工具,人才是指挥控制的核心部分和决定性因素。