航天试验信息网络战时生存能力研究
黄雅琳，王 宇
（北京跟踪与通信技术研究所，北京100094）
摘 要： 航天试验信息网络主要面向常规航天科研试验任务，战时生存能力相对有限，不能适应未来战争环境。分析了未来战争的发展趋势，提出航天试验信息网络面对的战场威胁模型，对航天试验信息网络现状及战时生存能力综合分析的基础上，综合运用传输技术、交换技术、网络管理技术和安全保密技术，提出了满足战场环境需求的航天试验信息网络体系架构。
关键词： 航天试验信息网络；战时生存能力；机动性；抗毁性；抗干扰
0 引言
当前国际形势风起云涌，对空间资源的占领和争夺成为现代战争的焦点之一，航天装备在未来军事领域中将发挥举足轻重的作用。目前，我国长期在轨运行的航天器数目已逾百颗，空间资产超千亿。航天试验信息网络作为各类航天试验任务的综合承载平台，是确保各子系统互连、互通、互操作，并充分发挥其综合效能的重要保证。面对复杂的国际局势，航天试验信息网络如何在战时环境下抵御军事打击，切实提高战时生存能力，最大限度保障极端情况下的信息传输支持能力，是现阶段亟待研究的一个问题。
1 战场环境及威胁
1.1 未来战场环境的发展趋势
自20世纪90年代以来，世界军事领域兴起了以信息化为核心的“新军事变革”，这一变革大大加快了转向信息化战场的进程，未来战场环境的发展趋势可归纳为以下几点。
①战场信息网络化、智能化、自动化、实时化，未来信息化战争将是信息、网络和火力的战争。网络环境是信息化作战指挥极为重要的因素，对网络环境目标进行精确侦察、定位、控制并实施打击，将成为未来信息化战争的突出特征。
②战场空间全球化、多维一体化，并向太空和网络空间扩展。随着各种空间攻防武器的部署，空间对抗将越来越激烈，对空间目标进行全程、全域、全时空的精确打击是未来战争的另一个突出特征。
③作战武器装备信息化、精确化、隐身化、智能化，通过“武器智能化”、“战场网络化”和“指挥自动化”，实现超视距作战、远程精确打击和作战过程全程监控，取得更大的战场优势，从而精确打击空中、空间和地面目标。
1.2 威胁模型
航天试验信息网络由指控中心、测控中心及各测控站等信息单元组成，各信息单元之间经有线和无线通信链路连接为一个有机整体，完成航天试验各类信息获取、传输和处理。在信息化战场环境下，航天试验信息网络可被敌方攻击目标的环节包括线路、节点及各类传感器（信息获取设备），敌方可采用的攻击手段主要有以下几个。
3.1.2 承载层
②节点：对系统各组成部分的连接点（有形设备）实施电磁或火力打击，破坏软件系统和数据库文件，直至系统摧毁或崩溃。
③传感器：对各类信息获取设备实施电磁或火力打击，直至破坏、摧毁地面和空间信息获取能力。
基于多源流理论中明确提到了媒体的影响，已有部分学者尝试用多源流的理论框架探讨媒体对政策变迁的影响。其中，一小部分研究综合考察了媒体本身在政策议程中的作用。近年来大多数相关的研究主要将目光聚焦于网络舆论等某一类媒介。总的来说，多源流理论对于政策变迁的机理具有较强的解释力，用以分析媒体影响的研究虽不多却也提供了一定经验，故作为本研究的理论基础，探讨媒介融合背景下媒体如何影响政策变迁。
航天试验信息网络所面对的战场威胁模型，如图1所示。
图1 航天试验信息网络战场威胁模型
2 现状及其战时生存能力分析
2.1 航天试验信息网络现状
目前，航天试验信息网络采用“传送层+业务承载层+业务系统”及相应的“运行管理系统+安全保密系统”组成。其中，传送层提供信息底层传输手段，主要利用光传输电路和卫星通信网，光传输电路主要依托长途干线光缆。卫星通信网采用频分多址和载波预分配技术体制，网络结构以星形为主。业务承载层统一采用TCP/IP技术体制，利用IP网实现各类业务接入和综合传输。承载网底层采用预设置静态路由完成广域网数据转发。业务层提供试验任务指挥调度、任务数据及任务图像等各类业务应用。通信安全保密采用网络加密、防火墙及入侵检测等手段，实现各类节点和传输网的安全防护。通信网络管理利用SNMP协议，完成通信系统的运行状态监视、设备远程监控等功能。
2.2 现有网络战时生存能力分析
航天试验信息网络的生存能力主要从机动性、抗毁性、抗干扰、反侦察以及通信保密5个方面进行分析。
（1）光纤通信
航天试验信息网络的通信手段一般为固定设置，而信息化作战背景下，机动通信的内涵及范围已由传统的车载非动中通通信扩展到远距离、高机动性情况下也可保持通信的不间断。因此，试验信息网络的现有通信能力距离战场环境下的快速机动、动中通信的要求还有差距，需要加强。
数据应用开发是一项系统工程，数据获取的方式、系统建设的思路、体系结构的选择、开发语言的使用、网络及硬件的配置等都影响着系统的使用和运行效率。系统开发及测试过程中，主要总结有以下经验：
首先观察遮挡物的大小对阴影形成的影响。在图7 中，被遮挡物遮挡的物体表面上一点O 能接收到的来自面光源的光照强度为△L。在图8 中，其他条件均不变，仅遮挡物的大小变大（这里特指遮挡物向着遮挡面积变大的方向变大，表现在图8 中，就是遮挡物向左延伸。原因是：当遮挡物向右延伸时，虽然遮挡物的大小变大，但是它对光照不产生任何影响），此时点O 能接收到的光照强度变为△L’，△L’<△L。由此可得：在其他条件保持不变时，当遮挡物越大，物体表面接收到的光照强度就越小，最终的颜色也就越暗，相应地，遮挡系数v 就应该越大。即遮挡系数与遮挡物的大小成正相关。
（2）抗毁性
今年5月初，我入职到目前供职的咨询公司工作。近日我申请休年假，单位称我入职不足一年没有带薪年休假。我翻阅了《职工带薪年休假条例》，其中第二条规定机关、团体、企业、事业单位、民办非企业单位、有雇工的个体工商户等单位的职工,连续工作1年以上的享受带薪年休假。同时，该条例第三条规定职工累计工作已满1年不满10年的，可休年休假5天。因之前我曾在其他公司工作过3年，当时未签劳动合同，所以该公司给我出具了连续工作3年的证明，但咨询公司说那3年我没有社保缴费记录，对原单位的证明他们无法辨别真假，所以不能算工龄，并说我只有在本单位入职一年后才能享受年休假。
面对日益严峻的国内外形势，现有航天试验信息网络在极端情况下的战场生存能力较为薄弱，固定通信设施目标明显，机动通信能力薄弱，战时易遭受敌方攻击；卫星通信等无线通信手段中技术体制未采取有效抗干扰、反侦察等电子防御手段，通信信号易被干扰和截获；承载层网络协议采用国际标准协议，传输隐蔽性不够，反侦察能力较弱；网络路由多为静态设置，自愈能力和资源动态调配能力不足。因此，通信系统在极端条件下的生存能力薄弱，需进行一体化设计，构建面向战时的航天试验信息网络，提高航天科研试验系统在多重威胁条件下的生存能力。
（3）抗干扰
航天试验信息网络目前已在局域网出口处部署了密码设备，负责对需要远距离传输的信息进行加密，密码设备的密钥是动态分发，基本满足信息保密需求，但病毒防范和入侵防范能力不足。
（4）反侦察
反侦察技术的关键在于基带信号抗破译和射频信号抗截获。目前，航天试验信息网络的基带信号采用了信息加密手段，但是射频信号的抗截获技术尚未加以应用，成为反侦察能力的一道短板。网络协议采用国际标准，信息一旦遭遇截获，破译风险较大。
（5）通信保密
战场环境下，信息传输很大程度依赖无线通信，无线通信在恶劣电磁环境中的生存能力决定着信息系统在战时的生存能力。目前，航天试验信息网络远距离通信手段主要采用国防光缆干线网和卫星通信网，现有传输技术均未考虑战场环境下抗干扰通信的要求，技术体制也未采用军事抗干扰通信技术，不具备抗干扰通信能力。
航天试验信息网络基本无隐蔽设施且一般在城镇或乡村人员密集区域集中设置。由于手段单一、目标易暴露，现有网络在战场环境下，对抗军事打击的能力不足。虽然部分节点对外通信具备冗余，但由于采用预设置静态路由策略，导致在部分节点或电路失效时网络顽存自愈能力不足。
3 航天试验信息网络体系架构设计
3.1 信息网络生存能力提升要素
信息网络生存能力整体提升的重要前提是信息节点无单点故障。因此，通过利用隐形化、分散化和小型化的通信设施提高系统抗毁顽存能力，利用地下、山区等各类掩体，结合小型通信设施和分布式网络结构，保证网络的抗毁性。对于中心级信息节点，采用异地综合备份、设置地下阵地等方式提升抗毁性；对于分布在各地的小型信息节点，采用机动载体等方式提升抗毁顽存能力。在此基础上，从信息系统体系架构角度进行一体化设计，进一步提升网络的生存效能。
组织病理学上常根据淋巴管大小将淋巴管瘤分为3种类型[4.5]：（1）毛细管型，多发生于皮肤和粘膜处；（2）海绵状型，多见于四肢和腋窝；（3)囊性淋巴管型，由大的淋巴腔隙构成。有作者认为这3种类型其实是同一种病变不同时期的表现[6.7]。由于淋巴管沿血管神经轴分布，因而全身各部位均可发生，头颈部最常见[8]。本组病例为5例，占30%，这与文献报道相似。本病也可以发生于骨骼[7]，属非常罕见类型，本组病例中有1例发生于手腕骨。发生于纵隔者，以前上纵隔多见，本组中2例发生于前上纵隔，且病灶偏右侧生长，这与文献报道是一致的。颈部病变也可以侵及上纵隔，本组病例尚未发现。
①隐蔽性和机动性增强：对于总部和中心节点采用异地综合备份及设置地下阵地等方式提升隐蔽性，增强抗毁能力，对于分散的小型节点采用机动方式，装载抗干扰和隐蔽通信手段提升抗毁顽存能力。
LIFO在GAAP下是假定后购进的先发出，发出的存货按最后采购的单价进行计算。期末存货成本明显偏低，期末资产总价值也明显偏低。而销售成本较接近当前市价，销售利润比较真实。并且，当期销售收入能与当期销售成本相配比，能够反映出当期经营者的实际经营指标。这种方法的优点是配比性好，即在物价上涨的情况下，能够更好地实现收入和费用的配比。缺点是容易被用来操纵利润，即使用所谓的LIFO liquidation 操纵手法。简单地说，LIFO liquidation可以减少当期销售成本，增加当期利润，因为管理层只要减少当期采购，就会导致以前年度购买的期初存货被清算，从而虚增当期利润。
航天试验信息网络覆盖范围大、组网类型多，需要根据不同的应用场景综合部署光纤通信、卫星通信、微波散射通信、短波通信及流星余迹通信等多种传输手段，不同传输手段相互备份，以增强体系的生存能力。
克劳斯系统瓦斯吹硫共耗时约112 h，其中，吹硫耗时36 h，钝化耗时36 h，降温耗时40 h。热氮吹硫停工总计耗时132 h，其中，未引入钝化风吹硫运行6 h，吹硫+钝化交叉运行126 h。热氮吹硫时间比瓦斯吹硫时间延长了20 h。
（1）机动性
医药B2C平台首先要严保所售药品的质量，避免出现假药、过期药等严重损害顾客利益并导致顾客流失的情况，同时可以通过制定合理的定价系统，包括详细的商品信息说明、对商品的质量作出保证和承诺、完善价格对比体系、适当的优惠措施等方式，来维持老顾客并吸引新顾客。
光纤通信传输损耗低、抗干扰性能好，可作为航天试验信息网络的主要传输手段之一。光纤通信的主要问题是线路易受人为破坏、机动灵活性较差、传输节点和环节多以及可控性不够。在现有基础上，一方面需通过地埋光缆方式与地下阵地相配合，增加隐蔽性；另一方面，需多层级、多地域构建光纤自愈环网，增加抗毁性。
（2）卫星通信
卫星通信作为航天试验信息网络的另一主要传输手段，在各级节点之间建立直达路由，与光纤通信相互备份和补充，增强传输可靠性。
卫星通信的最大问题是易被侦测和干扰。为此，充分采用军用卫星通信技术体制满足战时通信要求，利用FH/DS-TDMA技术用于机动情况下的中高速数据抗干扰通信，利用窄带CDMA技术进一步实现关键数据的隐蔽抗干扰通信。在分散布设的机动点位装载Ku/Ka频段动中通、抗干扰卫星通信系统，采用相控阵天线技术，实现隐蔽抗干扰通信以及系统小型化、快速机动。
为打赢脱贫攻坚这场硬仗，积极引进培育农业经营主体，大力发展农业产业，石柱县探索并构建了“1+4”资产收益扶贫政策体系，即出台了《关于推广资产收益模式促进经营主体与贫困户利益联结共同发展的实施意见》1个实施意见，并配套股权收益扶贫、基金收益扶贫、信贷收益扶贫和旅游收益扶贫4个实施方案，多方整合财政补助资金，最大限度提高涉农资金的使用效益，带动贫困户长期稳定增收。
（3）微波散射通信
微波散射通信技术受地理地形等环境条件制约小、传输距离远以及抗毁抗扰能力强，在美、俄等国一直受到军事通信重视。在航天信息网络中，将其补充为备份传输手段，实现超视距通信或者接入国防通信干线进行通信，可以大幅提高系统的可靠性和通信能力。
（4）短波通信
短波通信成本低廉、机动灵活及抗毁性强，虽然通信容量受限，但航天试验信息网络可将短波通信网作为独立网系，保障极端条件下最低限度应急通信。总部、基地各节点通过短波通信互联组成短波主站网，测站为短波通信网用户节点，根据需要接入短波主站网主站节点。
①线路：利用硬损伤手段切断有线链路、搭接线路实施信息截获及干扰注入、利用电磁干扰手段干扰无线通信链路，并进行信息截获、病毒注入以及网络攻击。
现阶段，承载网络急需提升网络资源实时感知、网络快速自愈和快速收敛三方面的能力：①尽可能采用自主知识产权网络协议实现承载层组网；②网络控制信息适时调整为带外方式，建立独立、可靠的网络控制信息传输信道；③在保持目前承载层双平面、多路由组网设计的基础上，优化网络拓扑结构、调整路由策略，由静态路由向动态路由转变，由预先设置向面向服务的动态设置模式转变。
3.1.3 网络管理
沿用目前航天试验信息网络所采用的集中控制的分级分布式管理体制，完成系统规划、资源分配及网络的控制与管理。设置总部一级网管中心、基地二级网管中心和测站三级网管模块，实现对航天试验信息网络的三级管理。根据需要，网管系统可扁平化为一级网管中心和三级网管模块的两级管理架构。
3.1.4 安全与保密
采用覆盖应用、承载及传输等多层面综合立体的安全防护体系增强信息网络安全的保密性能。对于IP业务和网络的安全，继续采用信息过滤技术建立访问规则，拒绝非法数据访问；使用入侵检测系统检测入侵攻击；采用VPN技术建立安全隧道进行可信通信。网内计算机系统采用自主可控操作系统，建立安全管理机制、身份认证机制、访问控制机制及覆盖信息传输、网络和主机的安全防护体系。
3.2 架构设计
3.2.1 网络体系架构设计
根据上述分析，在确保信息节点和通信设施隐形化、分散化和小型化部署的基础上，通过在信息网络的传输、承载、运维管理及安全保密等多层分别部署不同技术手段，可达到增强航天试验信息网络战时生存能力的总体目标，面向战时航天试验信息网络的体系架构如图2所示。
白居易的闲适诗也是极其真实的，他在山水诗中描摹自然，在起居诗中抒写日常生活。他以毫不掩饰地，以平淡自如笔调的抒发自己对人生、自然的体悟和情趣。他吟咏的题材多微小而普通，既有饮食起居、职务傣禄，也有山水风月和炼丹服药,在这些闲适诗的创作中白居易摒弃了早期对时政现实的关心，而是关注于眼前的日常生活，以素朴自然的手法对生活作细致入微的不加修饰的描写。如他的《残酌晚餐》云:
图2 面向战时的航天试验信息网络体系架构
3.2.2 新型网络体系架构的优势
3.1.1 传送层
临床研究发现，HSP27与胃癌、膀胱癌和鼻咽癌等多种实体肿瘤的发生、发展、疗效及预后密切相关[7]。THOMAS等[11]研究发现，HSP27高表达的急性髓系白血病患者的完全缓解率和中位总体生存率均显著降低，且HSP27的表达与多药耐药相关蛋白的表达相关。CHAUHAN等[12]研究发现，HSP27在BTZ耐药的淋巴瘤细胞中高表达，且下调 HSP27表达可以逆转BTZ耐药。本研究中用CD138＋免疫磁珠分选MM患者的浆细胞，获得高度富集的骨髓瘤细胞，检测其HSP27表达量，结果显示复发骨髓瘤患者HSP27表达水平显著高于初治患者，提示HSP27可作为骨髓瘤耐药的预测因子及评估预后的参考指标。
②高可用性：利用光纤通信、抗干扰和隐蔽卫星通信、微波散射通信及短波通信等多种传输层技术，具备有线和无线传输方式相结合、高速和保底手段按需切换的传输能力，实现不间断通信。
③快速重构和按需重组能力增强：通过采用自主产权网络协议实现信息综合承载和交换，通过采用双平面组网、多路由融合及动态路由组网等方式，提高路由和网络自愈能力。
④平时、战时一体化组网：兼顾航天试验信息系统平时大容量和高速率的传输要求以及战时抗干扰、机动性和隐蔽化传输要求，实现平时和战时相结合的一体化组网模式。
⑤网管系统抗毁顽存性增强：采用集中控制下的分级分布式管理体制，利用带外传输模式增强网管信息流程设计的完备性，提高网管系统的抗毁顽存能力。
⑥抗截获、防破译和防入侵能力提高：采用信息加密、信息过滤、网络隔离、主机可信及身份鉴权等多种技术，实现网络安全防护有手段、用户身份有认证、用户行为有审计和输入输出有管控的网络安全保密系统。
4 结束语
航天试验信息网络必然成为敌方攻击的重要目标。因此，构建满足战场环境要求的航天试验信息网络，切实保障战场环境下信息实时、有效的传输是迫切和有必要的。文章提出的在航天试验信息网络体系中，通过采用多种传输技术相互备份、多路由组网及物理隐蔽等技术保障其抗毁性；通过小型化和机动设备提高机动性；通过扩、跳频抗干扰技术增强抗干扰性和抗截获性；通过信息加密、信息过滤、主机可信及身份鉴权等多种措施保障其通信保密性；整体提高了通信系统的战场环境下的生存能力，对于后续航天试验信息网络的发展具有一定的借鉴意义。
(4)在砂土中进行静压沉桩时,桩-土界面土体与桩体共同下沉约0.2 mm即开始脱离桩体逐步稳定,因此桩体受到的桩侧摩阻力主要来自桩与土的摩擦力.
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现代战争对军事卫星的依赖程度，决定了在未来战争中
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Research on Wartime Survivability of Space Experiment Information Network
HUANG Yalin,Wang Yu
(Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology,Beijing 100094,China)
Abstract： The space experiment information network in China is mainly used for the routine space scientific research test mission,it has relatively limited wartime survivability,so it can’t adapt to the future war.This paper analyzes the development trend of future war and proposes the battlefield environment model of space experiment information network.On the basis of analyzing the present situation of space experiment information network and its wartime survivability,the technologies such as transmission,exchange,network management and security are used comprehensively.The architecture of space information network is proposed to meet the requirements of battlefield environment.
Key words： space experiment information network;survivability of wartime;mobility;survivability;anti-jamming
中图分类号： TP7
文献标志码： A
文章编号： 1008-1739（2019）10-62-4
收稿日期： 2019-02-12
标签：航天试验信息网络论文; 战时生存能力论文; 机动性论文; 抗毁性论文; 抗干扰论文; 北京跟踪与通信技术研究所论文;