美軍認為，在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境下，美軍的通信鏈路容易受到干擾和破壞，導致作戰(zhàn)單元之間、作戰(zhàn)單元與后方指揮中心之間的數(shù)據(jù)傳輸中斷或不穩(wěn)定。例如，敵對方的電子戰(zhàn)能力可以對美軍的通信衛(wèi)星、雷達等設備進行干擾，使美軍的通信網(wǎng)絡癱瘓或降效。在這種情況下，傳統(tǒng)的依賴于集中式數(shù)據(jù)中心和穩(wěn)定通信鏈路的作戰(zhàn)模式將受到嚴重挑戰(zhàn)。

前沿作戰(zhàn)單元需要具備更強的自主決策和作戰(zhàn)能力，能夠獨立完成任務規(guī)劃、態(tài)勢感知和火力打擊等作戰(zhàn)行動。因此在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境下，美軍推進戰(zhàn)術(shù)邊緣云建設，增強前沿作戰(zhàn)單元的自主性，提高情報獲取和決策的速度、準確性和穩(wěn)定性，提升美軍在復雜作戰(zhàn)環(huán)境下的作戰(zhàn)效能。

戰(zhàn)術(shù)邊緣云概念

“邊緣”是指更接近數(shù)據(jù)源或最終用戶的設備、傳感器和計算資源，而不是集中式數(shù)據(jù)中心或遠程云服務器。戰(zhàn)術(shù)邊緣云計算是指一種分布式計算范式，它將云計算功能擴展到網(wǎng)絡的“邊緣”，通常在傳統(tǒng)云服務可能不容易獲得、不實用的遠程場景以及具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。

因為戰(zhàn)術(shù)邊緣云計算旨在盡可能靠近數(shù)據(jù)生成位置處理數(shù)據(jù)，所以一般具備減少延遲的特性，支持實時或近乎實時的應用程序，在軍事行動部署和災難響應等場景中尤為重要。另一方面，戰(zhàn)術(shù)邊緣云計算相關設備往往部署于前線，常受到前線計算資源的限制，對設備體積、處理能力、內(nèi)存和存儲等方面均有要求。

而且，在遠程或敵對環(huán)境中，網(wǎng)絡連接可能是間歇性的或不可靠的。戰(zhàn)術(shù)邊緣云系統(tǒng)需要在在斷開連接或低帶寬條件下工作，即使網(wǎng)絡不可用，它們也能繼續(xù)運行。

戰(zhàn)術(shù)邊緣云架構(gòu)

戰(zhàn)術(shù)邊緣云系統(tǒng)可以被認為是整個云作戰(zhàn)網(wǎng)絡的一部分，但是運算節(jié)點距離邊緣用戶更近，更強調(diào)在邊緣設備之間分配計算和存儲資源。理想狀態(tài)下，每個C2節(jié)點都有能力在傳感器、數(shù)據(jù)的使用中提供自主計算。

從整個作戰(zhàn)云的架構(gòu)來看，底層是接入網(wǎng)絡的作戰(zhàn)平臺，包括如加油機、無人機、移動車輛等作戰(zhàn)平臺，以及士兵攜帶的物聯(lián)網(wǎng)設備(例如RFID標簽、可穿戴設備等)。上層是本土的計算中心和骨干網(wǎng)網(wǎng)關，計算中心負責常態(tài)化的全球訪問服務和復雜任務，骨干網(wǎng)網(wǎng)關將戰(zhàn)術(shù)邊緣層通過骨干網(wǎng)連接至本土計算中心。中間的戰(zhàn)術(shù)邊緣層則是由云粒(cloudlet)和“霧”網(wǎng)關組成的霧計算子層，與前端作戰(zhàn)平臺距離近，并且采用分布式架構(gòu)，可以提供低延遲的計算服務，例如傳感器融合、人工智能/機器學習服務、定位服務或為增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實設備提供流媒體內(nèi)容的數(shù)據(jù)緩存。

其中，Cloudlet在戰(zhàn)術(shù)上解決了云計算的局限性。Cloudlet由部署在戰(zhàn)場上的服務器和通信設備組成，是數(shù)據(jù)流向云或其他戰(zhàn)場邊緣節(jié)點的收集節(jié)點。Cloudlet通常托管在部隊附近的平臺上，如在運輸箱、前方作戰(zhàn)基地(FOBS)、地面控制站和數(shù)據(jù)采集地面車輛、飛機、船只和其他海上船只附近的戰(zhàn)術(shù)云小站，它們?yōu)橐苿幼鲬?zhàn)平臺提供計算卸載功能，并提供前沿數(shù)據(jù)暫存，為脫機用戶提供數(shù)據(jù)流提供數(shù)據(jù)過濾。即使與核心網(wǎng)絡斷開連接，邊緣云也可以繼續(xù)使用，并可以將計算任務從資源貧乏的移動設備卸載到附近更強大的機器上，稱為網(wǎng)絡覓食。另外，Cloudlet的服務器是支持虛擬化和動態(tài)資源分配的，可以根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)和應用需求動態(tài)分配計算和存儲資源，支持動態(tài)節(jié)點的加入和離開，能夠快速響應移動作戰(zhàn)平臺的連接請求，并在動態(tài)的、隨時間變化的自組織網(wǎng)絡節(jié)點之間實時共享數(shù)據(jù)，從而根據(jù)作戰(zhàn)任務完成動態(tài)組網(wǎng)。

網(wǎng)關方面，一般情況下，邊緣計算層采用分布式網(wǎng)關為終端作戰(zhàn)設備提供連接，根據(jù)需要可以提供如分配計算密集型任務服務，便于終端作戰(zhàn)設備之間的協(xié)作。邊緣層的網(wǎng)關可以是單板計算機(SBC)或其他類似設備，具備尺寸小、成本低的特點，并且能夠在戰(zhàn)術(shù)場景中快速部署。

戰(zhàn)術(shù)邊緣云應用

戰(zhàn)術(shù)邊緣云支撐戰(zhàn)術(shù)邊緣網(wǎng)絡的運轉(zhuǎn)，主要是可以構(gòu)建各作戰(zhàn)單元之間的無縫連接和信息共享，加強各作戰(zhàn)單元之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力，使他們在行動上更加協(xié)調(diào)一致，發(fā)揮出整體作戰(zhàn)效能。

如美國空軍的通用戰(zhàn)術(shù)邊緣網(wǎng)絡(CTEN)最初將連接目前使用不一致網(wǎng)絡架構(gòu)運行的空軍空中平臺，并通過連接傳感器和平臺，并在所有域之間分發(fā)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)聯(lián)合全域指揮和控制。CTEN的數(shù)據(jù)融合將使控制多個平臺的作戰(zhàn)人員能夠作為一個整體進行思考和作，從而大大縮短決策周期。

另外，戰(zhàn)術(shù)邊緣云還能依托動態(tài)節(jié)點發(fā)現(xiàn)和動態(tài)資源分配等技術(shù)，快速將任務區(qū)域內(nèi)平臺和裝備進行組網(wǎng)，根據(jù)任務需要，快速、靈活的組建起殺傷鏈。

目前已經(jīng)有消息表明，美軍向加油機上部署邊緣云計算服務器，將加油機作為空中邊緣作戰(zhàn)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)和計算中心。

在KC-46加油機上安裝通信“吊艙”，使其成為連接美國空軍F-22和F-35戰(zhàn)斗機的機載數(shù)據(jù)中心，以便它們可以實時相互通信，并將通過傳感器收集的數(shù)據(jù)中繼到后方指揮控制中心，一方面，增強從戰(zhàn)術(shù)級到戰(zhàn)略級的態(tài)勢感知能力，讓作戰(zhàn)人員更好地了解戰(zhàn)場情況;另一方面，優(yōu)化指揮決策，使指揮官獲得更及時、準確的信息，從而制定出更優(yōu)的作戰(zhàn)方案，實現(xiàn)決策優(yōu)勢，加快指揮決策過程。

另外，將KC-46加油機作為邊緣計算中心，能在A2/AD環(huán)境中建立起具備更強隱蔽性、抗干擾、高帶寬的通信鏈路，確保在復雜電磁環(huán)境下作戰(zhàn)單元之間的信息交互暢通。(來源：北京藍德信息科技有限公司)

參考文獻

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