《经济学人》6月16卷科技栏文章：“开发中的新型战场通讯网络”

译述导语：新型战场通讯网络比现有系统更难摧毁移动的军队需要移动通讯，但通讯必须安全，不仅要防窃听，还不能中断。然而，后者是一个难题：许多移动网络（如Wi-Fi路由器或蜂窝网络）依赖集线装置运行，摧毁集线装置就等于摧毁了网络。点对点系统虽不依赖集线器，信息通过节点间的一系列跳跃传播，但节点丢失仍会导致性能下降。现有版本的这类系统通常是静态的，而非移动的，每个节点需事先单独配置以与特定节点通信。在移动系统中，节点需不断重新配置。理论上，这种移动系统是可能的，称为移动自组织网络（MANET，mobile ad-hoc network）。但实际上，可行的MANET系统直到最近才得以实现。主要难点在于数学问题：为避免现有系统所需的预配置，MANET必须维持跟踪节点间最短路径的路由表。随着节点数量增加，更新这些路由表所需的处理能力呈几何级数增长。第二个相关问题是，为维持动态路由表，每个节点必须向范围内其他所有节点发送常规的“hello”信息。随着节点数量增加，这些信息迅速扩增，妨碍其他信息流通。结果是，超过30个节点的MANET开始出现问题，超过50个节点的MANET就会停止工作。面对这些问题，美国国防高级研究项目局（DARPA）于2013年发起竞赛，要求创建一个拥有50个节点以上的MANET系统，获胜者将获得丰厚合同。竞赛取得了成效。今年早些时候，美军在北卡罗来纳州布拉格堡的城市训练设施上测试了一个拥有320个节点的MANET系统。该系统可支持一个旅级远征单位的语音、文本和数据流量，速率高达每秒30兆比特。每个节点是一个手持单元，大小相当于一部大尺寸智能手机。测试中，用户分布在几十座建筑物中，部分用户被安排在地下室以增加难度和复杂性。新的MANET系统同时解决了路由表和“hello”信息传递问题，运行良好。该系统由纽约Persistent Systems公司的工程师设计，通过以下技巧简化了路由选择任务：路径记忆与复用：记住到达另一个节点的路径并重新启用，而非每次发送信息都重新寻找最佳路径。“无意听到”机制：节点碰巧接收到它无意接收的信息时，若该信息提供的路径比计划路径更短，则采用此路径。为处理“hello”信息问题，携带这些信息的数据包被简化。Persistent Systems公司业务发展主管路易斯·萨瑟兰将这一过程比作使用“喂”而非“喂，你好吗？”。Persistent Systems公司并非唯一尝试开发更好MANET的公司。欧洲防务巨头Thales声称其系统可支持150个节点，速度高达每秒6兆比特；圣地亚哥的TrellisWare公司宣称已实现200多个节点、速度高达8兆比特的系统。MANET不仅限于人与人之间的通讯，还可用于地面或空中的机器人，这些机器人以小组为单位进行合作。Persistent Systems公司已获得合同，为美国陆军PackBot地面机器人提供通讯服务。MANET也会吸引民间应用。受益者包括遭自然灾害袭击、通讯已瘫痪地区的救援人员，以及矿工（因为MANET可轻松从地面延伸到地下）。MANET同样适用于传统通讯系统受干扰过大的工业场所。总之，这些特定的MANET将很快描绘出一幅完美的未来移动通讯图景。Science and technologyMilitary communicationsJaw-jaw and war-warA new type of battlefield network is in developmentIt is harder to knock out than existing systemsMOBILE armies need mobile communications. Those communications, though, must be secure—and not just from eavesdropping. They also need to be uninterruptible. And that is a problem. Many mobile networks (think Wi-Fi routers or mobile-phone towers) operate via hubs. Destroy the hub and you destroy the network. Even a peer-to-peer system in which messages travel in a series of hops between nodes (in the form of the devices that comprise the system) rather than via a hub, can be degraded by a loss of node