五角大楼艰难推进统一卫星网络建设

五角大楼艰难推进统一卫星网络建设

本文发表于 2025年06月21日 编译自spacenews.com

美国军方希望将其卫星通信系统改造成类似互联网的模式——灵活、快速,并建立在网络间无缝互操作的基础上。但在本周的行业会议上,五角大楼官员表示,这个构想已久的军事太空互联网距离实现尚远。6月17日,在SAE传媒集团举办的"美国军事卫星通信"会议上,国防部官员表示,在商业卫星数量超过军用卫星的时代,美军正试图利用这一多元化生态系统。

其目标正是美国国防部所称的"企业级卫星通信"——构建一个虚拟化、软件定义的网络,在敌方干扰某个卫星系统时,能自动在军用、商用及盟国卫星间重新路由通信链路。

但如今的现实是,整个生态系统充斥着人工操作流程、硬件孤岛和互不兼容的标准。

国际旅行时,你的iPhone无需更换硬件就能接入当地蜂窝网络,这要归功于第三代合作伙伴计划(3GPP)。这个全球性协作组织早在数十年前就为移动网络制定了统一技术标准,使得跨国通信如同在本地般顺畅。

卫星通信则没有这样的标准。美国国防部指挥、控制与通信基础设施主任迈克·迪恩表示:"经常有人问:如果国防部希望建立用户能在不同服务商网络间自由切换的生态系统,我们能否实现这个目标?"答案是必须建立类似3GPP的技术标准体系。

Dean希望卫星行业能迎来自己的"3GPP时刻",但迄今为止这一时刻尚未到来。商业卫星行业仍处于割裂状态,各公司开发的专有技术互不兼容。正如休斯网络系统副总裁Rajeev Gopal所言:"我能取下OneWeb的调制解调器换上亚马逊柯伊伯的调制解调器吗?目前我认为这是做不到的。"

定制“披萨盒”解决方案

各军种使用不同的卫星终端,需要昂贵的硬件升级才能与不同的商业服务兼容。五角大楼首席信息官办公室卫星通信部门主管保罗·范·斯莱特将这种现状形容为"定制披萨盒"——军事设施必须使用定制硬件单元来整合不同卫星供应商的调制解调器。

他指出,这些披萨盒大小的设备不仅昂贵,而且难以进行软件升级。在瞬息万变的军事行动中,通信能力往往关乎生死存亡,这种过度依赖硬件设备的方案反而会成为致命短板。

范斯莱特指出:"软件升级的速度远远快于新硬件的布线、电缆连接和互操作性测试。"他补充道,根据五角大楼的未来构想,"如果开发出新的波形技术,我不必再购买全新的调制解调器,也不必部署又一排定制化的'披萨盒'设备就能获得相应功能。"

军方已采用SpaceX星链等商业系统,该系统的市场份额增长正是因其彻底规避了互操作性问题——星链终端专为匹配自家卫星星座设计。

这给五角大楼的规划者们带来了一个悖论:星链系统表现优异,但军方高层坚称不愿过度依赖单一供应商。

美国国防部已承诺实施新一代通信战略,推动构建融合军用保密卫星、商业公司卫星及盟国卫星的混合太空网络体系。这些卫星将覆盖低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和地球静止轨道(GEO)等多层次轨道,以确保通信系统的冗余性和抗毁能力。

然而,这种混合网络需要解决五角大楼多年来一直难以攻克的技术与商业双重挑战。

构建太空互联网

美国国防部实现卫星互操作性的核心计划是"企业卫星通信管理与控制"系统(ESC-MC)。该任务控制中心将提供所有可用卫星网络的"通用作战态势图",通过算法自动选择最优通信路径进行信号传输。

但ESC-MC系统的效能完全取决于其基础设施水平。美军亟需升级其地面站(即卫星通信端口站),其中许多仍是为旧式地球静止轨道卫星建造的。此外,部队还需配备新型"混合终端",这种终端能通过软件而非硬件更换在不同卫星网络间切换。

好消息是,目前美国三大军种都在研发这种混合终端——迪恩称之为"史无前例"的突破。空军可能在2026年前部署首个混合终端,而其他军种则采用范·斯莱特所说的"爬行-行走-奔跑"渐进式发展策略。

无缝卫星服务

目前,五角大楼关于无缝卫星互联网的构想仍停留在愿景阶段。范斯莱特指出,技术难题是可以解决的,因为商业领域已实现多网络路由和虚拟化技术。但要将这些技术应用于军事网络——考虑到军方对安全性和可靠性的特殊要求——需要协调数十家企业和政府机构。

"我们总在考虑太空段和终端设备,却常常忽略地面部分,"迪恩指出,这揭示了问题的真正复杂性。构建真正的卫星互联网不仅需要卫星和终端,更需要彻底重构连接天基网络与地面网络的基础设施体系。

范斯莱特直言不讳地指出:用户终端——即连接士兵与卫星的通信设备——仍然是"尾大不掉的关键环节"。

他表示,理想情况下,实现不同厂商设备兼容的调制解调器和转换器将被标准化的、支持软件升级的服务器取代。"如果开发出新的波形技术,我不必再购买全新的调制解调器,也不必部署另一组定制化的'披萨盒'设备来获得这种能力。"

戈帕尔指出,卫星通信行业在互操作性方面已取得显著进展,尽管其采用的标准尚无法与蜂窝通信相提并论——后者作为规模更大的产业,已进行标准制定工作数十年之久。

尽管面临挑战,美国军方官员仍坚称将致力于构建混合卫星通信体系。太空军首席技术与创新官莉萨·科斯塔表示:"我们需要通过增强多样化来实现多领域的弹性部署。"太空军少校杰森·范·斯莱特进一步阐释:"就像投资组合多元化能降低金融风险一样,在卫星通信领域采用混合架构同样能提升系统韧性。"


桑德拉·埃尔温专注于报道军事航天项目、政策、技术及支撑该领域的相关产业。作为美国国防工业协会《国防》杂志编辑,近二十年来她持续追踪报道美军方、五角大楼、国会及国防工业动态...



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