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战场仿真中的通信

—— 一个新型的,名为‘软件虚拟网络’(SVNs)的仿真工具,为战场仿真中引入真实的通讯效果,结束了军队在演习训练时无法真实演练战场通讯的时代。——

2010年1月6日 中国 北京     不论是军棋游戏,还是DARWARS计划(一个专门研究军事训练系统的研究项目),它们的目的都是模拟军队作战情况,预测战斗结果,以及提升战斗技能。现代先进的战斗模拟工具在兵力布置、部队移动、供给路线、敌方侦查和接触,以及损毁评估等方面都可以进行非常全面可靠的模拟。而在未来战争中,作战人员将越来越依赖新一代以网络为中心的作战系统,因此,便衍生出了一个传统战争游戏模拟系统尚未涉足的新兴领域。

在网络中心战中,传送在无线自组网中的情报信息就是战斗人员的生命线。每一分钟这条生命线都要面对数不清的潜在威胁,如恶劣环境的影响,技术问题,网络问题等。目前的场景规划和战术训练系统并没有完全意识到这些威胁的严重性;他们仍在假设演习是在完美的通信环境下进行,或者仅仅只模拟物理层的基本通信情况。所有这些都没有将实际可能出现的通信情况考虑进来,例如延迟。指挥官和作战人员在不够逼真的环境中进行“被动”的训练,往往会削弱其应有的战斗力。

模拟的战场,真实的通讯
解决这种“被动”训练问题的最佳方案,是引入一种先进的仿真工具,我们称之为“软件虚拟网络”(software virtual networks, SVNs)。SVNs可将战场模拟系统的真实程度提升到一个全新的水平。SVNs可以在战场模拟系统中精确加入一系列会影响战场通讯的各种不定因素,例如城市环境,消息传送延迟,或消息包丢失,信号传输拥塞等,和模拟高端的网络攻击,如拒绝服务和wormholes虫洞现象等。SVNs还可以和绝大部分模拟平台相互兼容,无需额外重新编程或做专门的系统集成。

最早提出SVNs这个概念的,是美国Scalable Network Technologies公司(SNT)。早在2008年,SNT公司提出的这个SVNs就被许多高科技军事项目所采用,例如美军的旅级作战部队现代化项目(Brigade Combat Team Modernization)和联合战术无线通讯系统 (Joint Tactical Radio System)。SVNs是物理通讯网络在虚拟空间中完美的数字化产物,与真实的网络没有什么差别。与传统的通讯模拟技术不同的是,SVNs可以和现有的真实网络和通讯设备、应用软件、网络管理工具、以及通讯人员进行实时的互动操作。SVNs可以仿真复杂网络中所有层的协议,还可以复制真实网络中成百上千个通讯节点。

SVNs逼真的通讯仿真平台,特别适用于那些具有大量无线通讯节点和计算机的大型战斗场合,或需要跨越多个地理区域的前线作战单位和后方支援部队。目前,模拟这些大型战争场面的工具尚未将网络因素优先考虑进来,如语音通讯的中断,数据或视频传输的延迟等。这些都属于“被动”训练,不足以训练出高素质的现代战争前线作战人员。SVNs的加入,将真实的战场应用(如火力追踪和战斗指挥)引入到训练系统中来,并负责处理所有通讯问题(如传感器信息递送,视频,数据和语音传送,以及传输优先、干扰、延迟等),结束了“被动”训练的时代。

通过逼真的通讯仿真,那些可能会影响到战争结果的因素,如通讯实体的位置,网络流量情况和存在什么样的威胁等,都会自动体现在SVN中。如果需要,指导员还可以进行手动调节,以配合某个特定的训练计划。不论采用自动方式还是手动方式,流量大小、环境/地形和网络威胁等因素都可以被精确的仿真出来,作战人员可以就此开展一系列“主动”的训练,以便尽可能的适应真实的网络环境。

强大的解决方案,简单的部署
由于SVN一开始就是设计用来与真实的网络、真实的通讯设备、以及真实的应用软件交互应用的,因此很容易便可将其强大的功能集成到现有的模拟和训练系统中。在CGF应用中(computer-generated forces),通过简单的插件就可以将SVN集成到CGF系统里,并作为系统中“通讯网络效果”的组件来使用。由于两者的处理能力都能达到上千个网络节点的规模,因此,SVN和CGF的联合应用,使得指挥官和制定计划的人员能够充分评估军事行动中的网络通信效果和团、连、营、旅在作战指挥中的战斗水平。

在大型分布式模拟系统中,如美国空军的分布式行动任务系统(Distributed Mission Operations,DMO), 利用SVN添加真实的通讯效果只需要简单操作就可以完成,无需修改现有系统的任何设置。通过软件可以从任意节点拦截流经整个网络的数据包。所有通信信息都会在SVN中进行路由传送,分布到不同的系统中去。若要更改那些对通信结果会造成影响的变量,可以有两种方法,一是由SVN自动控制,二是由主持分布训练演习的指挥官或指导员手动控制。

对网络的深入了解,消除了网络中心战训练中的被动因素
如果你们准备在沙漠中作战,毫无疑问就应该在沙漠的环境条件下进行训练。同样,网络中心战也需要在相同的环境下进行。因为越来越多所谓有价值的“资产”或“目标”正快速转变到电子网络的范畴,所以作战人员非常需要在尽可能接近真实的网络条件下进行训练。将SVN加入到现有的模拟训练系统后,可以消除“被动”训练潜藏的风险,提高战士们在网络战方面的知识和自信,大大提升他们在面对真正敌人时的作战能力。

 

关于华仪盛科
华仪盛科科技有限公司是一家总部位于北京的高新技术企业,致力于为广大客户提供全面的通信网络解决方案。华仪盛科的产品覆盖软件领域和通信领域,包括各种先进的网络模拟系统、网络仿真系统、网络测试设备、网络性能分析系统、路由协议分析仪、流量分析仪、软件测试分析工具、软件开发工具、软件工程化工具等,为航空、国防、医疗、通信、计算机等领域的研究院所、高等学府、高新技术企业等提供世界级先进的产品、技术和服务。更多信息,请访问www.superinst.com.cn

     

 

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“当通讯受到干扰,信号被削弱, 或者因地形变化和ad-hoc路由变化造成通信失败的时候,人们是否有很好的应对措施成为了能否解决问题的关键。我们选择QualNet是因为它是最有能力实时、精确地模拟战时通讯的仿真系统 。”-- Raytheon Company

“为了评估综合防御系统的通信网络,我们需要在某项工程的概念阶段就有能力进行大规模的网络模拟。QualNet使我们有能力去进行这项工作。” -- Boeing Phantom Works

“我们正在研究一个新的项目,需要满足国防部门各机构之间协同互用性的设计需求,我们使用QualNet来鉴别它们之间的兼容性。” -- Lockheed Martin