5G技术应用于未来美军事网络的优势

导语

2021年4月，美国《国防》杂志刊文《5G能驱动军事网络自动化》。文章阐述了5G如何提高未来美军事网络服务的效率和安全性，如何实现未来美军事网络的自动化，指出了5G能够实现未来美军事装备与其系统数据的实时传输。文章表明，美国愈加重视5G技术在国防和军事建设的应用，5G技术将有力推动未来美军事网络及装备的发展。

一、5G将提高未来美军事网络服务的安全性和效率

5G动态网络切片能力是提高未来军事网络体系结构效率和安全性的关键。实现端到端切片需要美国防部现代化当前的传输网络，5G最重要的一个功能是为特定用户及其应用提供“切片”，满足他们特定的网络需求，如视频监控摄像头需要可靠的高带宽，无人机控制需要极短的响应时间，通过构建切片就可提供每个应用所需的网络性能。

（一）5G如何提高未来美军事网络服务的安全性

5G动态网络切片可以保护多种网络服务的机密性。军事网络通常具有多种保密等级，切片可以提供虚拟网络分区，即使所有网络服务共享相同的物理基础设施，虚拟网络分区也可以完全保护不同服务的机密性。切片还可以在4.9G/LTE网络中实现，但4.9G/LTE网络无法动态建立切片。

（二）5G如何提高未来美军事网络服务的效率

随着5G标准第17个版本(预计在2022年年中完成)的发布，军事网络将有可能实现在任务启动时创建端到端切片，在任务完成后删除切片，而不是将任务与未使用的服务捆绑在一起，从而优化频谱、带宽等资源，降低延迟。如在海军基地，5G可以提供视频和触觉反馈，提供车辆和资产的精确位置，并跟踪后勤行动；舰船可以在泊岸前开始下载数据，使用5G实现船岸间数据连接，有效提高服务效率。

二、5G将实现未来美军事网络的自动化   

5G动态网络切片能力为军事网络自动化提供了可行性，每个切片都可快速配置以支持作战需求。

（一）美军事网络的手动配置是一大难点

切片是一个虚拟网络，它将在云中运行的应用程序与设备和用户互连，切片管理必须能够与无线电、传输与核心段连接，以在整个网络中提供所需的性能级别。尤其是，底层传输网络还必须确保端到端链路上的带宽和延迟与无线网络的要求相匹配。目前，传输体系结构还无法跨IP、微波、卫星、陆地和海底光纤网络按需配置网络资源，采用虚拟专用网络技术的端到端切片需要数小时甚至数天的时间来手动配置。

随着军事传输网络的发展，运行管理的问题也越来越多。在分布式云基础设施上运行的数字服务将成倍增加，产生巨大的流量，网络节点数量和容量的要求也显著增长。这将增加网络复杂性，使手动配置应用更加困难，如何配置能够保证应用程序的性能和可靠性是一大难点。

（二）未来美军事网络自动化及其优势

因此，在各个传输层之间的端到端切片必须以自动化的方式建立，将给定切片的性能要求传达给每个网络层的所有节点，确保端到端的实现。一旦创建了切片并对齐所有底层网络资源，还需要使用遥测数据进行持续测量，确保每个网络层继续运行，如果性能低于服务要求，网络将访问新资源（如冗余电路或新虚拟资源），确保任务能够执行。自动化网络不仅可以支持按需服务和切片，还可以提高技能开发效率，降低对技术人员的要求，同时降低运行、传输、优化和保证服务的总成本。随着数字防御体系结构日益复杂，美国防部门开始认识到，现在正是理解和自动化5G和云时代传输网络的时机。

三、5G将实现未来美军事装备与其系统数据的实时传输

5G改进了带宽性能，降低了响应时间，5G的应用将实现未来美军事装备及其系统数据的实时传输。未来应用5G的美军事装备主要包括：

5G

①指挥、控制与通信系统。5G支持无线和有线接入，可为美国防行动提供无处不在的接入层，提高指挥、控制与通信系统能力，这也是美国防部2019年数字现代化战略的目标之一。

②基于5G的情报、监视与侦察系统。5G能够提高态势感知的实时信息共享。

③自主车辆与无人机。5G可支持高分辨率视频实时传输，远程控制自主车辆和无人机，也可利用5G实时传输低功率传感器数据，便于作战人员更广泛地监测环境和设备。

④基于5G的虚拟现实和增强现实。利用5G将扩大虚拟现实和增强现实的部署范围，能够在室内外、设施周围和现场进行更广泛的部署，主要应用于作战人员培训。