
国防部的任务是采用模块化开放系统方法(MOSA)。在当今技术程度越来越复杂的战争中,新的威胁出现并迅速变化。在这种动态环境中快速响应新威胁是国防部授权采用模块化开放系统方法(MOSA)进行陆军、空军和海军采购的主要驱动因素之一。MOSA的授权推动了系统设计的模块化方法,降低了集成成本,并加快了新能力的部署,以应对新出现的威胁。
MOSA指令极大地加速了开放系统标准的采用,例如美国陆军CCDC C5ISR中心的陆军指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(C4ISR)模块化开放标准套件(CMOSS)和传感器开放系统架构(SOSA)技术标准,由三军支持和开放组织的SOSA联盟领导。在开发系统解决方案之前,国防系统集成商需要了解MOSA授权,并熟悉与MOSA一致的领先标准,如CMOSS和SOSA。
MOSA的重要性
虽然MOSA的理念为国防部的采购工作带来了许多好处,如降低成本、提高互操作性和更快的部署,但对于系统设计人员来说,理解最近的任务与支持它的领先开放标准之间的相互关系可能是一个挑战。下面的概述旨在提供对MOSA理念和一些最重要的与MOSA一致的标准的基本介绍,例如CMOSS、SOSA、FACE、HOST、MORA、OpenVPX和VIENCE。
模块化开放系统方法“[一种开放系统架构]使用一种技术架构,该架构采用基于共识的标准,支持模块化、松散耦合和高度内聚的系统结构,包括发布系统内的关键接口和相关的设计披露。”(DAU词汇)

MOSA原理
MOSA现在是国防部实施开放系统的首选方法,也是美国法律要求的。美国联邦法典第10编第2446A(B)节第805节规定,所有主要的国防采购计划(MDAP)都将使用MOSA进行设计和开发。
主要防御计划必须采用模块化设计,在主要系统平台和主要系统组件之间、主要系统组件之间或主要系统平台之间使用主要系统接口。模块化设计必须经过验证,以确保主要系统接口符合广泛支持和基于共识的标准(如果可用且适用)。遵循MOSA指令将形成一个系统架构,允许在主要系统平台的整个生命周期中以增量方式添加、移除或更换适当级别的可拆分主要系统组件,从而为增强竞争和创新提供机会。
国防部目前正在其主要国防采购计划和主要自动化信息系统的生命周期活动中积极推动MOSA,以跟上技术和威胁的快速发展,这些威胁要求老化和修改战争能力的周期更快。

利用现有开放标准的SOSA方法。
MOSA的一个关键推动因素是采用开放的业务模式,这需要以透明的方式开展业务,并利用整个国防部企业中众多参与者的协作创新,以分担风险、最大限度地重复使用资产并降低拥有成本。MOSA允许国防部逐步获得战争能力,包括系统、子系统、软件组件和服务,具有更多的灵活性、竞争和创新。MOSA的主要目标包括:显著节省或避免成本;加快进度并迅速部署新技术;技术升级和更新的机会;增强互操作性,包括系统的互操作性和任务整合;在主要系统的维持阶段增加效益。
MOSA使能标准
重要的是要记住,MOSA本身不是一种标准,而是一种采购理念,许多现有的统一标准作为其实例。这些支持MOSA的标准被广泛接受、支持和基于共识,并由公认的标准组织或市场制定。
支持MOSA的标准示例:

基于MOSA的CMOSS/SOSA入门套件(CSSK)专为地面作战车辆(GCV)平台设计,通过预集成的4插槽SOSA对齐3U VPX系统加速CMOSS/SOSA解决方案的开发和演示,该系统结合了A-PNT模块、网络模块、单板计算机和电源单元。
CMOSS:是由美国陆军开发和维护的一套标准,用于支持响应时间表和需求的陆军采购。CMOSS解决方案促进了通用A-Kit,使项目经理能够将功能作为卡集成到公共底盘中,同时消除了对平台特定集成的需要。使用CMOSS,可以使用现有布线将功能作为卡部署在公共机箱和天线/放大器中。该系统分为软件层、功能分解层、硬件层和网络层,每一层的实现都采用了符合MOSA标准的设计。
CMOSS标准支持降低C5ISR和EW系统的尺寸、重量和功率,同时增加这些系统的灵活性和适应性。例如,CMOSS通过共享外部传感器、天线和放大器的资源,减少了C4ISR系统的交换空间。它能够使用同类最好的能力快速插入技术,以满足新出现的需求,并为增强C4ISR能力之间的互操作性和同步性奠定基础。
CMOSS软件层

符合SOSA标准的VPX3-670 A-PNT卡集成了CSAC、IMU和GBGRAM Type-II SAASM/M
CMOSS采用了将硬件从软件中抽象出来的框架,以实现软件的可移植性和重用性。这些框架包括:开放未来机载能力环境(FACE)联盟NES航空电子和通用计算标准红鹰:美国国家安全局(NSA)的红鹰是一种软件无线电框架,旨在支持实时软件无线电应用的开发、部署和管理。它提供的工具允许开发和测试称为“组件”的软件模块,并将组件组合成“波形应用程序”,这些应用程序可以无缝地部署在一台计算机或多台联网计算机上。红鹰发布为开放源码软件(OSS),并向公众开放。
CMOSS功能分解层MORA:陆军的模块化开放式射频体系结构(MORA)的核心目标是对射频(RF)系统进行逻辑分解,以实现有效性、灵活性、可重用性和可扩展性,同时实现原始和/或处理数据的管理、健康监控和共享。它为无线电提供了分解,建立了RadioHead结构,将放大器与天线远程连接,从而可以共享平台上的天线、放大器和RF资源。MORA是陆军C4ISR/EW互操作(VIENCE)架构的车辆集成的扩展。
CMOSS硬件层OpenVPX:CMOSS硬件层采用Open-VPX标准,该标准由VITA行业协会的VITA标准组织制定。基于VITA的VPX标准,包括3U和6U模块,它专注于系统级要求,以提高互操作性并减少定制、测试、成本和风险。OpenVPX就是为了满足这一系统级需求而产生的。网络层“胜利”:陆军的C4ISR/EW互操作性车辆集成(VIENCE)标准在平台上建立网络数据总线,并允许发现和共享服务,如PNT。它支持用于通信、电子战和信令系统的天线和功放等集合无线电资源。胜利支持共享处理资源,如计算机和显示器,以及共享数据服务,如PNT。
它为增强C5ISR系统之间的互操作性和同步性提供了基础,并使新技术和能力的快速插入成为可能。
HOST:美国海军的HOST标准提供了为美国军事防御系统开发开放嵌入式系统的硬件框架,包括通信系统、任务计算机系统、定位导航和定时(PNT)系统以及电子战(EW)系统。HOST最初是面向计算的坚固电子设备的OpenVPX标准,而CMOSS最初是面向射频的电子设备的OpenVPX标准。HOST使用商用现成(COTS)技术来开发非专有和公开可用的体系结构标准,允许无限制地访问所有必要的信息,以生产对齐的硬件和模块。
开放任务系统:美国空军的开放任务系统是一个政府拥有的非专有任务系统架构标准,支持负担得起的技术更新和插入、简单的任务系统集成、服务重用和互操作性,以及整个生命周期的竞争。它侧重于软件服务和硬件子系统之间的接口,以及如何通过这些接口交换数据。它允许快速集成新的传感器功能、子系统/有效载荷和服务。
SOSA:在三军的支持下,陆军、空军和海军在SOSA联盟下合作,开发一个全面的开放架构,该架构利用现有标准,最大化规模经济,并提供灵活性,以快速插入最新能力,实现未来部队现代化。SOSA促进传感器处理硬件和软件的互操作性,以消除供应商锁定和专有架构,从而降低成本并加快部署来自更多技术提供商的新功能和想法,以应对威胁。SOSA联盟建立在现有的基于政府和基于行业的开放标准之上,包括CMOSS、OpenVPX、HOST、MORA和VIENCE。
开放组织SOSA联盟的100多名成员将国防部、工业界和学术界聚集在一个严格的基于共识的标准制定方法下。陆军努力保持CMOSS和SOSA技术标准之间的一致性,因此,SOSA利用CMOSS开发,而美国陆军CMOSS开发人员在该联盟中担任许多关键角色。
突显这些与MOSA一致的标准的重要性的是,陆军部长被要求向众议院军事委员会提供一份简要的文件,内容是关于建立CMOSS治理系统的计划,其中包括正式分配制定CMOSS标准及其执行的责任、权力和问责。委员会指示,应包括这样一个治理系统如何激励记录方案,以确保它们符合当前和未来的CMOSS要求。

