盤點思科為美國海軍描繪的萬物互聯(lián)網(wǎng)愿景

萬物互聯(lián)網(wǎng)（Internet of Everything，IoE）是思科等業(yè)界巨頭提出的超越物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）的一個概念。

萬物互聯(lián)網(wǎng)（IoE）是人、流程、數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的網(wǎng)絡(luò)連接，之前未被連接的人、流程和數(shù)據(jù)的互連，有機會讓軍隊減少成本、變得更高效并且提高作戰(zhàn)效能，增強軍隊的作戰(zhàn)和保障能力。軍隊作戰(zhàn)和保障職能一般來說有4類：情報、監(jiān)視和偵察（ISR，“情監(jiān)偵”），作戰(zhàn)，后勤保障，基地和艦船甲板。以海軍為例，艦船的IP網(wǎng)絡(luò)可以作為實現(xiàn)IoE所必需的基本組織，連接海軍的艦船以及相關(guān)系統(tǒng)如飛行器、無人系統(tǒng)和武器等。

IoE加上強大的基于IP的使命任務(wù)組織，可以使軍隊利用相關(guān)技術(shù)提高自動化水平，提升多任務(wù)能力，減少工作負(fù)荷并極大增強ISR系統(tǒng)、作戰(zhàn)、后勤保障以及基礎(chǔ)設(shè)施職能的效能。IoE將實現(xiàn)系統(tǒng)性能預(yù)測、態(tài)勢感知增強、信息管理優(yōu)化以及敏捷決策，軍隊可在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施上逐步構(gòu)建相連的關(guān)鍵系統(tǒng)、設(shè)備、數(shù)據(jù)、流程、應(yīng)用程序和人員。IoE給了軍隊跨作戰(zhàn)和保障職能、更加全面地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的機遇，將提升作戰(zhàn)人員效能，確保軍隊可以劃算地維持未來對敵軍的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

1相連的情監(jiān)偵概念

以海軍為例，強健的ISR能力允許海軍在遠(yuǎn)洋或遙遠(yuǎn)的濱海有效作戰(zhàn)。共享的狀態(tài)感知能力以及一個對友軍和敵軍精確位置的共同圖像，對于海軍控制空、面、水下和信息來說是關(guān)鍵能力。IoE帶來擴展船塢IP網(wǎng)絡(luò)的能力，通過IP網(wǎng)絡(luò)安全地連接有人飛行器和艦船或者無人平臺（空、面和水下），并且極大增強任務(wù)分配、收集、處理和利用能力，以有效采集、檢查和共享ISR信息。

隨著海軍提升有人系統(tǒng)的ISR能力并擴大無人系統(tǒng)的使用，海量ISR數(shù)據(jù)將被創(chuàng)建，而軍方將面臨帶寬的約束，邊緣計算能夠解決這一問題。無人系統(tǒng)和其它系統(tǒng)會以海量數(shù)據(jù)快速占滿通信網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送到其它平臺或地面站去處理，艦載／機載和嵌入式計算能力讓處于戰(zhàn)術(shù)邊緣的艦載／機載平臺的設(shè)備處理數(shù)據(jù)成為可能。在戰(zhàn)術(shù)邊緣集中數(shù)據(jù)、處理和應(yīng)用的概念稱作霧計算，它將允許海軍使用來自戰(zhàn)術(shù)邊緣的海量數(shù)據(jù)，并減少通信網(wǎng)絡(luò)中的帶寬負(fù)擔(dān)。位于戰(zhàn)術(shù)邊緣的圖像、信號和通信分析將實現(xiàn)對關(guān)鍵、可執(zhí)行信息的更快分發(fā)，從專用計算平臺到組件（如路由器）板卡中嵌入的計算能力，邊緣計算或霧計算可以由多種方式提供。

嵌入式和虛擬解決方案允許ISR和其它系統(tǒng)加入IP網(wǎng)絡(luò)，不會影響艦上／機上高度受約束平臺的空間、重量、功率和成本（SWaP-C）。小型形態(tài)因數(shù)嵌入式網(wǎng)絡(luò)解決方案可以在提供連通性和計算能力的同時使SWaP-C最小化。虛擬解決方案可以使用艦載／機載計算能力并以軟件的方式交付能力，虛擬解決方案消除了軟件和硬件的相互影響，極大增強了無需新硬件而升級能力的能力，將助力跨平臺壽命周期總擁有成本的最小化。

2相連的作戰(zhàn)概念

已部署系統(tǒng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，比如任務(wù)環(huán)境中的ISR系統(tǒng)，無人機、無人艦船和無人潛艇都在戰(zhàn)術(shù)邊緣捕獲海量數(shù)據(jù)。海軍設(shè)想這些數(shù)據(jù)通過一個戰(zhàn)術(shù)云來共享，并且正在開發(fā)其云能力以在戰(zhàn)術(shù)邊緣使用。初始的戰(zhàn)術(shù)云工作聚焦在遠(yuǎn)征任務(wù)、反潛戰(zhàn)和綜合空中／導(dǎo)彈防御的規(guī)劃與執(zhí)行上，但是很快將擴展至其它任務(wù)領(lǐng)域。綜合海上網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜組織體服務(wù)（CANES）計劃將為大部分艦船和潛艇提供主干網(wǎng)，用作海軍戰(zhàn)術(shù)云的關(guān)鍵硬件組件。海軍研究辦公室開發(fā)了海軍戰(zhàn)術(shù)云參考實施模型，支撐海軍戰(zhàn)術(shù)大數(shù)據(jù)工作，聚焦數(shù)據(jù)科學(xué)、分析學(xué)和云安全。IoE將極大擴展在海事環(huán)境中連接的人、流程和物，每個連接都將成為數(shù)據(jù)源，用以增強戰(zhàn)爭優(yōu)勢。IoE和大數(shù)據(jù)解決方案可幫助海軍確保更好地跨使命任務(wù)訪問數(shù)據(jù)，將計算和分析從數(shù)據(jù)中心帶到邊緣，以實現(xiàn)更快的洞察、更好的狀態(tài)感知和更有效的執(zhí)行，以創(chuàng)造戰(zhàn)術(shù)、作戰(zhàn)行動和戰(zhàn)略上的戰(zhàn)爭優(yōu)勢。

隨著海軍云能力的成熟，軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和應(yīng)用中心基礎(chǔ)設(shè)施（ACI）解決方案將確保網(wǎng)絡(luò)傳輸策略將數(shù)據(jù)包區(qū)分優(yōu)先級，以最好地支持最緊急的功能。SDN和ACI解決方案可以允許應(yīng)用策略在工作負(fù)荷變化時，自動地重新部署計算和存儲功能，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用效率，保有增長容量并使總擁有成本最小化。SDN提供用戶和數(shù)據(jù)隔離，即使數(shù)據(jù)在運用中，也可跨網(wǎng)絡(luò)保留數(shù)據(jù)訪問限制。賽博安全對使命任務(wù)成功至關(guān)重要，特別是在沒有后備方案或任何重置能力的海事環(huán)境中。一個擴展的安全防護架構(gòu)將在IoE遍布海軍作戰(zhàn)環(huán)境時解決這些挑戰(zhàn)。戰(zhàn)斗人員將依賴賽博防護能力，持續(xù)分析和回顧安防能力，安防方案將帶來更高的自動化以降低操作人員的工作負(fù)荷并提速威脅響應(yīng)。隨著海軍戰(zhàn)術(shù)云工作的成熟，混合云能力和思科公司“InterCloud Fabric”解決方案將支撐工作負(fù)荷的可移植性，而不會影響可用性、安全性和性能，這將極大增強跨系列場景的、基于云的作戰(zhàn)能力，以及使命任務(wù)敏捷性。

組成海軍攻擊群的大量艦船、飛行器、潛艇和海上單元的作戰(zhàn)，傳統(tǒng)上嚴(yán)重依賴衛(wèi)星連通性以實現(xiàn)全球到達和持久作戰(zhàn)。海軍攻擊團體使用的衛(wèi)星通信鏈路可以通過空中平臺提供的IP網(wǎng)絡(luò)能力得到增強，特別是長航時無人機?！奥?lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)——海事”（JALN-M）是海軍不依賴衛(wèi)星提供任務(wù)持續(xù)連通性的一個計劃，使其能在包括“反介入／區(qū)域拒止”（A2AD）的多種場景中作戰(zhàn)。此外，海軍將繼續(xù)開發(fā)備選的“視線”和“視線外”網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如戰(zhàn)斗力戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)（BFTN），以支撐相連的作戰(zhàn)。當(dāng)前商業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案在機載系統(tǒng)中的使用，表明正在發(fā)展的如JALN-M和BFTN的系統(tǒng)，也可能依賴商業(yè)產(chǎn)品來實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)能力。

3相連的后勤概念

提升海軍的協(xié)同工具將提供更好的知識管理以支撐自助能力，讓海軍攻擊群更加自給自足。協(xié)同工具可以讓海員通過網(wǎng)絡(luò)訪問維修和修理視頻庫，尋找有用的視頻或其它信息以利用船塢設(shè)備修正問題。當(dāng)自助失敗或面對一個更難解決的問題或任務(wù)需求要求更緊急的響應(yīng)時，增強的協(xié)同以及遠(yuǎn)程輔助方案將允許海員高效找尋在另一艘艦艇上或岸上的合適的專家，快速解決這些問題。IoE能力將允許在這些案例中遠(yuǎn)程解決問題和提供技術(shù)輔助，解決方案可用來創(chuàng)建一個虛擬專家池，使他們能夠最好地支撐多個已部署的行動，并保持在復(fù)雜技術(shù)領(lǐng)域中的精通度。

IoE傳感器和連接將實現(xiàn)增強的診斷和健康管理，允許評價在實際運行條件下的系統(tǒng)。允許在原位進行健康評價的IoE傳感器數(shù)據(jù)及模型，將持續(xù)實施健康監(jiān)測并自動警告操作人員與預(yù)期參數(shù)的偏差或者預(yù)計性能的衰退，甚至可以預(yù)測未來系統(tǒng)狀態(tài)，讓作戰(zhàn)指揮官基于實際設(shè)備性能和狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前的與預(yù)期的使命任務(wù)環(huán)境和作戰(zhàn)必要性，做出有充分依據(jù)的決策。

面向資產(chǎn)管理和倉庫／供應(yīng)管理的IoE能力將針對關(guān)鍵資產(chǎn)的位置提供完整的可視度，甚至使用先進標(biāo)簽設(shè)備獲知資產(chǎn)狀態(tài)。IoE能力和諸如身份服務(wù)引擎（ISE）的設(shè)備為海員提供基于背景環(huán)境的能力，允許他們使用網(wǎng)絡(luò)精確定位和管理資產(chǎn)、人員與庫存，并且執(zhí)行策略。這將通過無縫的操作、降低的成本、提升的安全和資產(chǎn)的利用，增加維修、供應(yīng)等方面的生產(chǎn)能力并減少其周期，實現(xiàn)更高的運行效率。RFID能力也可以用于監(jiān)測人員位置以提升安全性。

4相連的基地概念

針對典型機艙和其它船塢環(huán)境中的海員，IoE將通過遠(yuǎn)程監(jiān)測以極大減少或消除海員暴露在有害條件下的風(fēng)險。嵌入式傳感器或遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測將允許海員從牢固和安全的位置，監(jiān)測有害或勞動密集的任務(wù)（如警戒職能、容量監(jiān)測和物理完整性檢查）。

物理安全防護也可以通過IoE顯著增強，以顯著提升海軍的反恐部隊保護（ATFP）能力。視頻監(jiān)視能力將允許在使命任務(wù)和作戰(zhàn)狀態(tài)要求時，通過電腦或移動設(shè)備上對關(guān)鍵區(qū)域進行實時監(jiān)測。物理訪問控制可以增強為自動化管理成百上千個訪問點，提升安防并減少工作負(fù)荷，諸如面部和門卡識別這樣的能力可以進行集成，以使某些安防功能自動化并提速。照明可以通過網(wǎng)絡(luò)管理，并且連接或集成到其它物理安防能力中，智能照明設(shè)備也可以扮演環(huán)境傳感器，監(jiān)測運動、特殊物質(zhì)、濕度、大氣組成、聲音、視頻等等。智能照明可以用來提供異常探測和實時警報，并且可改變照明條件以更好地支撐當(dāng)前實際的物理安防條件、狀態(tài)感知和響應(yīng)。物理安防條件可以通過自動執(zhí)行快速變化，如基于實時數(shù)據(jù)或預(yù)測分析鎖閉或限制各種訪問點。

運行能量對海軍來說也是關(guān)鍵問題，減少燃油消耗和增強部隊機動性、航程和到達能力的解決方案至關(guān)重要。IoE提供實時監(jiān)測能量消耗的能力，在任務(wù)允許或要求時，給海員調(diào)節(jié)設(shè)備最佳能耗所必需的信息和控制功能，自動化策略確保得到始終如一的、有效的能耗結(jié)果。能量管理解決方案還提供對異常監(jiān)測有用的數(shù)據(jù)，基于通常的能耗確定需要進一步調(diào)查和分析的活動并幫助發(fā)出警報。異常探測將對能耗驅(qū)動因素提供更深層次的洞察，還可警告操作人員關(guān)注可能損害任務(wù)目標(biāo)的用戶行為。海軍還在探索優(yōu)化基地發(fā)電和耗電的方式，以及創(chuàng)造一個耐久、安全和可靠的能量網(wǎng)絡(luò)，海軍智能電網(wǎng)和先進計量工作擁有相連的技術(shù)，監(jiān)測、預(yù)測、控制建筑和公用事業(yè)管理系統(tǒng)并做出響應(yīng)。海軍在能量方面的工作將繼續(xù)使用IoE能力實施先進計量，鏈接生產(chǎn)能力以及控制運行，以減少岸上和海上的能耗和花費。