現(xiàn)代軍隊(duì)嚴(yán)重依賴基于傳感器的成像系統(tǒng)，但僅提取最有價(jià)值的圖像信息并快速將其交到合適的人手中可能具有挑戰(zhàn)性。然而，新的融合傳感器網(wǎng)絡(luò)（CSN）架構(gòu)正在向戰(zhàn)術(shù)邊緣的用戶提供基于傳感器的關(guān)鍵信息。

新一代基于傳感器的成像系統(tǒng)正在使用越來越多的載人和無人平臺(tái)，為我們的軍隊(duì)生成寶貴的信息。視頻圖像現(xiàn)在非常詳細(xì)，但它不僅僅是視頻;合成孔徑雷達(dá)（SAR）和電光紅外（EO / IR）傳感器可以在夜間和云層覆蓋中創(chuàng)建詳細(xì)的圖像。很快，高光譜成像（HSI）和激光雷達(dá)（LADAR）將進(jìn)一步提高我們的成像能力。這些從新平臺(tái)上運(yùn)行的技術(shù)提供了無與倫比的能力，可以收集任何地理的詳細(xì)圖像，使我們的武裝部隊(duì)在當(dāng)前和未來的沖突中具有戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。

這一切都很好，但仍然存在一個(gè)重大挑戰(zhàn)：我們?nèi)绾螐乃羞@些圖像中提取真正有價(jià)值的信息，然后在真正需要它的人需要的時(shí)候?qū)⑦@些信息傳遞給他們？圖像本身往往沒有什么價(jià)值。例如，在村莊外的土壤中看到輪胎痕跡并不是太重要，但知道前一天晚上他們不在那里可能是關(guān)鍵信息。需要這些信息的人可能不是五角大樓的分析師，而是準(zhǔn)備進(jìn)入村莊的作戰(zhàn)人員。

需要一個(gè)靈活的網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)將傳感器系統(tǒng)與信息的最終用戶聯(lián)系起來，而融合傳感器網(wǎng)絡(luò)（CSN）架構(gòu)正在提供這種能力。

數(shù)據(jù)成像挑戰(zhàn)

提取和提供有用的信息的挑戰(zhàn)實(shí)際上有幾個(gè)方面。首先，提供從傳感器平臺(tái)到地面站的傳輸主干的數(shù)據(jù)鏈路中存在帶寬限制問題。當(dāng)前部署的數(shù)據(jù)鏈路無法傳輸由高級(jí)傳感器生成的完整數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)通信的改進(jìn)將增加可用帶寬，但數(shù)據(jù)鏈路仍將被來自新一代傳感器的越來越大的原始數(shù)據(jù)流所淹沒。

第二個(gè)問題是不同類型的平臺(tái)和系統(tǒng)之間的通信困難。很多時(shí)候，信息必須一直向上流動(dòng)，然后向動(dòng)不同的指揮鏈，因?yàn)闆]有好的方法可以將圖像直接從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，即使兩者都位于戰(zhàn)術(shù)邊緣。

最后，還有合并和合成來自多個(gè)傳感器的信息的問題。例如，結(jié)合紅外和雷達(dá)圖像可以真正了解特定位置正在發(fā)生的事情，但是對(duì)于今天的系統(tǒng)來說，允許這種組合快速發(fā)生是非常困難的。由于紅外和雷達(dá)圖像是由不同的系統(tǒng)產(chǎn)生的，因此需要集中的人為干預(yù)來創(chuàng)建特定物理位置的組合覆蓋范圍。

解決這些相互關(guān)聯(lián)的問題需要一種新的范式來處理和通信傳感器生成的數(shù)據(jù)。軍事行動(dòng)需要靈活的智能節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)可以處理影像、共享信息，并在需要時(shí)快速交付（圖 1）。

圖 1：CSN 架構(gòu)愿景包含一個(gè)靈活的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)。

融合傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

CSN架構(gòu)提供了一種靈活的、基于標(biāo)準(zhǔn)的方法來創(chuàng)建這樣的網(wǎng)絡(luò)，使用一種新穎的數(shù)字信號(hào)處理方法，將集群計(jì)算的敏捷性與戰(zhàn)術(shù)邊緣的傳感器相結(jié)合。CSN 架構(gòu)不是通過主機(jī)處理器匯集所有網(wǎng)絡(luò)流量，而是使每個(gè)傳感器及其關(guān)聯(lián)的嵌入式計(jì)算資產(chǎn)看起來像基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)準(zhǔn)群集。

為了實(shí)現(xiàn)CSN架構(gòu)，水星計(jì)算機(jī)系統(tǒng)公司引入了一套SigmaNET軟件和硬件組件，包括：

用于升級(jí) RapidIO 結(jié)構(gòu)以支持高性能以太網(wǎng)隧道的互連軟件。

一個(gè)網(wǎng)關(guān)硬件模塊，用于將 RapidIO 子系統(tǒng)與安裝在外部 10 GbE 網(wǎng)絡(luò)上的互連軟件進(jìn)行橋接。網(wǎng)關(guān)模塊負(fù)責(zé)將以太網(wǎng)流量轉(zhuǎn)發(fā)到 RapidIO 子系統(tǒng)中，然后轉(zhuǎn)出快速 IO 子系統(tǒng)。

故障轉(zhuǎn)移軟件，使冗余的 RapidIO 結(jié)構(gòu)能夠通過路由更改來隔離故障并從故障（包括外部網(wǎng)絡(luò)中的故障）中恢復(fù)。

審核編輯：郭婷