在變幻莫測的戰(zhàn)場環(huán)境中，戰(zhàn)斗不會(huì)因?yàn)槟阍谝苿?dòng)而停止。這一現(xiàn)實(shí)使作戰(zhàn)人員處于明顯的劣勢，如果他們不能始終保持態(tài)勢感知。

當(dāng)對手在積極移動(dòng)地面車輛的同時(shí)，為自己配備最新的無線技術(shù)和智能手機(jī)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)是國防部（DoD）對抗許多敵人的必要回應(yīng)，他們可以隨時(shí)訪問這種越來越小的移動(dòng)技術(shù)。

為了保持信息優(yōu)勢，軍隊(duì)所有部門的作戰(zhàn)人員都需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以掌握復(fù)雜的威脅環(huán)境。

國防部的舉動(dòng)使美國作戰(zhàn)人員更加靈活和做好準(zhǔn)備。例如，美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)NOTM增量1（Inc1）更新計(jì)劃是一個(gè)集成的戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，致力于利用成熟的商業(yè)和政府技術(shù)來擴(kuò)展和增強(qiáng)通信能力。與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成的戰(zhàn)車即使在最偏遠(yuǎn)的環(huán)境和具有挑戰(zhàn)性的地形中，也能從戰(zhàn)場上的任何地方提供可靠的通信、任務(wù)指揮和態(tài)勢感知。

能夠應(yīng)對崎嶇的地形

在穿越崎嶇的地形時(shí)，軍用車輛會(huì)受到高水平的沖擊和振動(dòng)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須能夠抵御這種濫用，以便通信不會(huì)中斷。

過去，部署戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)訪問的方法包括最初為數(shù)據(jù)中心環(huán)境設(shè)計(jì)的商用現(xiàn)成（COTS）設(shè)備。新一代加固型 COTS 設(shè)備現(xiàn)已上市，使移動(dòng)戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)更加可靠，同時(shí)繼續(xù)保持與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互操作性，從而確保端到端通信。

滿足有限空間內(nèi)的全部移動(dòng)需求

移動(dòng)性最終推動(dòng)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，但地面車輛、飛機(jī)和船舶的可用空間數(shù)量不會(huì)改變。隨著對通信系統(tǒng)的需求增加，以提供更多功能（如Wi-Fi或LTE）和現(xiàn)場更多的網(wǎng)絡(luò)安全，不可避免的副作用是：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)消耗更多的空間。

因此，完全移動(dòng)性需要?jiǎng)?chuàng)新和現(xiàn)代化，旨在降低尺寸、重量和功耗 （SWaP） 要求。在這個(gè)領(lǐng)域 - 在所有其他條件相同的情況下 - 通信設(shè)備永遠(yuǎn)不會(huì)太小，太輕或太節(jié)能。

在具有挑戰(zhàn)性的車輛環(huán)境中的可靠性

用于移動(dòng)戰(zhàn)場的產(chǎn)品必須符合沖擊、振動(dòng)和溫度的高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測試。對地面車輛的要求很嚴(yán)格;飛機(jī)的條件更加嚴(yán)格，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不良或制造不良的通信設(shè)備會(huì)使飛機(jī)和作戰(zhàn)人員面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。符合 MIL-STD-810G 和 MIL-STD-461F 的第三方測試對于確保在遠(yuǎn)程或關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境中的實(shí)際操作中可靠運(yùn)行至關(guān)重要。隨著國防部越來越多地采用COTS技術(shù)來代替專用的軍用產(chǎn)品，以便從商業(yè)世界的快速技術(shù)進(jìn)步和節(jié)省成本的規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益，這些標(biāo)準(zhǔn)變得越來越重要。

在供應(yīng)商的設(shè)計(jì)和測試供應(yīng)商的最佳實(shí)踐中尋找什么

調(diào)整靈敏、高性能的電子設(shè)備以承受網(wǎng)絡(luò)邊緣的條件（無論行業(yè)或應(yīng)用如何）并非易事。這一現(xiàn)實(shí)導(dǎo)致了由專業(yè)供應(yīng)商設(shè)計(jì)和制造的緊湊型堅(jiān)固型網(wǎng)絡(luò)模塊的開發(fā)。這些模塊通常使用來自行業(yè)領(lǐng)先制造商的 COTS 設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件，這使得安全連接到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)變得容易。然而，從企業(yè)級(jí)技術(shù)開始只是一個(gè)開始。

優(yōu)化的機(jī)箱設(shè)計(jì)

任何堅(jiān)固耐用的模塊的核心都是其機(jī)箱。優(yōu)化SWaP的最佳設(shè)計(jì)使用各種材料和設(shè)計(jì)工藝，包括使用鋁和銅實(shí)現(xiàn)高效傳熱的機(jī)加工散熱器和散熱器板，用于關(guān)鍵結(jié)構(gòu)元件的機(jī)加工鋼，用于電磁（EMI）保護(hù)的金屬板以及用于減輕重量的塑料和復(fù)合材料。

設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)測試模塊以驗(yàn)證設(shè)計(jì)。為了確保堅(jiān)固耐用的設(shè)備能夠經(jīng)得起考驗(yàn)，最好的設(shè)計(jì)人員遵循經(jīng)過校準(zhǔn)、認(rèn)證、獨(dú)立的測試實(shí)驗(yàn)室的嚴(yán)格測試方法，并可以提供完整而廣泛的測試文檔。為了節(jié)省成本，一些供應(yīng)商將在內(nèi)部執(zhí)行自己的測試，有些供應(yīng)商無法完成全部測試。一些供應(yīng)商只聲稱他們的系統(tǒng)“旨在滿足”標(biāo)準(zhǔn)，但根本不做任何測試。為了獲得最終的信心，獨(dú)立測試是一個(gè)昂貴但必要的步驟。一旦構(gòu)建，應(yīng)測試系統(tǒng)以確保其在實(shí)際條件下符合標(biāo)準(zhǔn)。

傳導(dǎo)冷卻

由于堅(jiān)固的設(shè)備必須能夠承受灰塵和沙子，因此使用冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)氣流通過設(shè)備外殼的傳統(tǒng)方法不是一種選擇。在這種情況下，必須使用其他方法來冷卻系統(tǒng)，因?yàn)闊崃渴请娮赢a(chǎn)品的死敵。在無風(fēng)扇設(shè)計(jì)中，高效的熱傳遞對于確保耐用性至關(guān)重要。機(jī)箱在散熱方面起著至關(guān)重要的作用——在設(shè)計(jì)時(shí)必須仔細(xì)注意嵌入式電路板和電源上關(guān)鍵電子元件的最佳傳熱。設(shè)計(jì)完成后，這些模塊可以在獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室中測試極端高溫/低溫操作。

受保護(hù)且可靠的電力系統(tǒng)

堅(jiān)固耐用的系統(tǒng)面臨的另一個(gè)環(huán)境挑戰(zhàn)包括質(zhì)量差和不可靠的電源 - 特別是對于安裝在車輛上，在發(fā)電機(jī)上運(yùn)行或部署在電力質(zhì)量差的國家的海外設(shè)備。直流電源系統(tǒng)可以提供電壓不一致、間歇性和噪聲的電源。這些問題也可能是由連接電源的其他設(shè)備引起的。由于用戶錯(cuò)誤，例如反向連接直流電源線或短路，可能會(huì)出現(xiàn)其他問題。

為了解決這些問題，電源必須設(shè)計(jì)為接受盡可能寬的輸入電壓范圍（例如，10 V至36 V），應(yīng)具有反向電壓和短路保護(hù)，并應(yīng)包括廣泛的濾波器和電容器，以保持內(nèi)部組件的清潔、可靠的電源。在同類最佳交流電源中尋找的一項(xiàng)最新創(chuàng)新是使用單級(jí)交流到直流轉(zhuǎn)換，它提供了更高的效率、更少的功率損耗和更少的散熱。這些技術(shù)的尺寸也比傳統(tǒng)的兩級(jí)轉(zhuǎn)換器小，并且可以在較低的溫度范圍內(nèi)工作。

消除電磁干擾

安裝在車輛中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常駐留在與許多其他計(jì)算機(jī)和無線電共享的環(huán)境中;有些可能安裝在雷達(dá)設(shè)備附近。在此類設(shè)置中，至關(guān)重要的是對所有車載設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和測試，以確保它不會(huì)導(dǎo)致也不容易受到 – EMI，以確保設(shè)備的可靠性能并確保設(shè)備不會(huì)導(dǎo)致相鄰設(shè)備故障。

EMI以意外無線電“空中”干擾和通過電源和數(shù)據(jù)連接的傳導(dǎo)干擾的形式發(fā)生;這兩種類型都必須通過屏蔽和過濾來最小化。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，典型的問題來源是電源。對于國防應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn) MIL-STD 461 用于測試 EMI，包括輻射和傳導(dǎo)發(fā)射以及敏感性。該標(biāo)準(zhǔn)大約是用于數(shù)據(jù)中心和消費(fèi)類設(shè)備的典型FCC標(biāo)準(zhǔn)的10倍。由于軍用標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格，設(shè)計(jì)和制造中的小問題可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法通過此測試。

100% 在制造過程中進(jìn)行測試

這種嚴(yán)格的測試只能在有限數(shù)量的設(shè)備上進(jìn)行，因?yàn)樗浅０嘿F和耗時(shí);更重要的是，經(jīng)過這些測試的設(shè)備不能作為“新設(shè)備”運(yùn)送給客戶。但是，新制造的設(shè)備必須在整個(gè)制造過程中進(jìn)行測試，以確保新設(shè)備符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

某些類型的環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）測試可以在所有新設(shè)備上安全有效地進(jìn)行，確保在出廠之前識(shí)別常見故障。此步驟中的失敗率往往約為 5%。公平地說，五次ESS篩選是昂貴和耗時(shí)的，但如果供應(yīng)商吝嗇壓力測試，失敗的風(fēng)險(xiǎn)只會(huì)轉(zhuǎn)嫁給設(shè)計(jì)師和用戶。

經(jīng)過真實(shí)世界測試

雖然實(shí)驗(yàn)室測試對于確保測試覆蓋率完整、標(biāo)準(zhǔn)化和可量化至關(guān)重要，但實(shí)際測試在評估性能和可靠性方面也起著關(guān)鍵作用 - 使設(shè)備暴露于難以在實(shí)驗(yàn)室中預(yù)測和重現(xiàn)的部署特定環(huán)境因素。

此外，除了環(huán)境因素之外，實(shí)際測試還可以提供提高可用性、可訪問性和可維護(hù)性的機(jī)會(huì)，同時(shí)收集最終用戶和操作員的觀察結(jié)果。實(shí)際測試還使設(shè)計(jì)人員和程序確信整個(gè)系統(tǒng)實(shí)際上可以按預(yù)期協(xié)同工作。

設(shè)計(jì)、測試和制造堅(jiān)固、可靠的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備既耗時(shí)又昂貴且注重細(xì)節(jié)。在選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，要求供應(yīng)商進(jìn)行有效的測試流程意味著國防部可以確保其作戰(zhàn)人員能夠應(yīng)對任何威脅。

審核編輯：郭婷