鏖战正酣,5G在航天国防领域应用前瞻

时间:2022-03-23 09:46:41 公文范文 来源:网友投稿

  近30年来,美国主导或参与的局部战争,充分展现了强大的天基通信、导航和侦察系统的支持下战争模式的快速演变。1991年,海湾战争期间,美国对敌方目标的发现与确认是以“天”为尺度计算的;1999年,科索沃战争期间则以“小时”为尺度计算;之后的阿富汗战争、伊拉克战争、利比亚战争更是实现了以“分钟”为尺度计算,美军从发现目标到确认并摧毁目标的时间进程大幅度的缩短了,其越来越接近“发现即摧毁”的理想状态。
  进入21世纪以来,美国、俄罗斯等国家不断强化空间进入、利用、控制和威慑能力。放眼未来,新一代通信技术的进步有望进一步颠覆战争模式,影响国家安全。

5G技术发展现状


  新一代通信技术的进步也为国防安全提出了新的机遇和挑战。回顾4G时代,智能手机功能相较于冷战时期的超级计算机功能更为强大,物流更加便捷无处不达,以4G技术为基础催生出的“应用经济”更是以前所未有的深度和强度改变社会生活。其最显著的是爆发式地催生出了一批创新成果,改变了人们信息获取和信息交互的方式,这又以硅谷的互联网创新企业最为著名。以Cisco、Intel、AMD等为代表的通信技术软硬件服务商构建起人们通信的底层设施,以Apple、Google、HP、Oracle等为代表的终端和软件服务商构筑起人们信息获取的终端软硬件平台,以Facebook、Snapchat等为代表的软件服务商提供给人们信息获取与交互的平台。
  5G是第5代移动网络技术的简称。5G将拥有更高数据速传输速率,更低的延迟,更低的成本,更加节省能源,可提高系统容量和大规模设备连接能力,其关键能力比前几代移动通信技术更加丰富。5G峰值传输速度理论上将超过每秒10吉字节,这比4G网络的传输速度快数百倍,一部高画质电影可在1秒之内下载完成。
  2018年12月,美国战略与国际问题研究中心发布题为《5G技术将重塑创新与安全环境》的研究报告,报告指出5G技术将提供更高的网络速度,更强的安全性和更大的容量。5G技术将支持数字经济,成为下一代数字技术的支柱。关于5G技术的决定将影响未来数十年内国家的安全和经济表现。
  根据国际电信联盟的定义,5G典型应用场景可以分为3类:增强型移动宽带(eMBB)场景、海量机器类通信(mMTC)场景、高可靠低时延通信(uRLLC)。增强型移动宽带可为密集城市、农村、高流动性环境以及室内环境提供极高的吞吐量,用户将能够在几秒钟内下载3D视频等数千兆字节的数据,并且虚拟现实/增强现实将成为日常应用;海量机器类通信,亦称低功耗大连接物联,可为智能城市、家居、电网、楼宇、制造、物流、农业、矿业等海量设备提供连接,在这基础之上,虚拟现实/增强现实、物联网、车联网、8K、智慧城市等应用将兴起;高可靠低时延通信主要服务于无人驾驶、公共和大众交通系统、无人驾驶飞行器、工业自动化、远程医疗以及智能电网监控等。
  2019年1月,据《纽约时报》中文网报道,特朗普政府将5G定性为“新军备竞赛”。虽然这是一场涉及技术而非常规武器的竞赛,但美国认为5G技术上控制权的减弱将对美国的国家安全构成威胁。在一个由计算机网络控制着最强有力武器(除核武器以外)的时代,任何主导5G技术的国家,都将在本世纪的大部分时间拥有经济、情报和军事上的优势。
科技的进步使战争中摧毁目标的时间大幅度缩短

  2018年10月,美国总统特朗普签署了名为《美国未来可持续频谱战略》的备忘录,指示商务部与NTIA一起制定长期频谱战略,以帮助在美国推出5G网络技术。此外,特朗普还创建了一个白宫频谱战略工作组,该工作组将收集联邦机构关于政府频谱需求的报告,以及如何与私营部门用户共享该频谱。特朗普在备忘录中写道,“美国必须首先使用5G技术……美国政府灵活、可预测的频谱接入将有助于确保联邦用户能够满足广泛的通信和非通信系统的当前和未来任务要求。”
  2018年3月,美国总统特朗普签署了一项5G法案——《Ray Baum Act》。这一法案的通过确定了将会有更多用于5G的频谱,同时也为无线频谱拍卖清扫了障碍并在28年后首次重新向美国联邦通信委员会(FCC)授权。FCC主席Ajit Pai表示,“特朗普总统和国会今日的行动将帮助美国在5G领域领先于世界”。
  2018年9月,空中客车公司成功利用高空气球对军用平流层4G/5G通信技术进行了测试。此次测试的技术称之为Airbus LTE Air Node,是空中客车公司的机载安全组网军事通信项目的关键组成部分。利用新一代空中远距离通信技术,高空平台(如空客的西风无人机)将能够创建持久而安全的通信蜂窝,对来自多种平台(如直升机、战术无人机以及中空长航时无人机)的信息进行中继。
  空客公司在加拿大利用一个平流层气球形成的高空蜂窝站点在地球上空21千米的高度对此通信解决方案进行了测试。搭载有空客长期演进空中节点系统的气球覆盖范围达到30平方千米。空客公司测试团队利用两部车和两架无人机,跟踪气球超过200千米,并通过在不同资产之间传输4K视频数据模拟了执行ISR任务时的实时数据传输,该系统通过专用网进行数据传输的速率在0.5~4兆字节之间,相当于4G/5G移动通信。当不同飞机在彼此有效通信范围内飞行时,长期演进空中节点能够在飞机之间提供安全的机会式通信。它能够在卫星和无人机的帮助下为机载资产、地面或者海上作战行动提供数周或者数月的高安全性通信能力。这种具有特殊用途的网络适用于所有用户,包括特种部队和灾難救援场景。

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