当前各种类型的数据链系统基本采用定制化的设计思路，不同数据链系统针对特定的需求设计，仅能完成其特定的战术功能，各自组建的网络形成不同的专用子网，工作于不同频段，采用不同的波形和组网技术，互操作能力非常有限。此外，这些数据链系统大多缺乏开放的系统访问接口，系统在运行前，往往需要基于专用工具进行人工化的参数配置与加载，且系统运行细节对外透明，灵活性、开放性很差。随着武器装备信息化水平的不断提升，面临着新的网络服务能力需求，面向航空信息网络时，灵活性、开放性、互操作性不足的问题显得愈发突出。
面对航空信息网络存在的问题，DRAPA于2014年和2015年分别开展了C2E项目和Dy NAMO项目。C2E项目的目的在于为航空平台构建一个自适应的通信系统来融合不同航空平台上的异构通信需求。该通信系统基于模块化的硬件架构设计，能够在不进行大规模系统升级的情况下，灵活、按需地配置通信系统的通信功能。而Dy NAMO项目则以C2E项目的前期研究成果为支撑，强调依据任务需求对网络设备的各种参数进行动态优化调整，并引入信息中心网络的相关技术，来桥接不同的异构网络，增强网络的灵活性和互操作性。麻省理工学院林肯实验室的航空信息网络组以TCP／IP协议栈模型为参考并结合航空信息网络特点，分别从物理层、链路层和网络层阐述了其对如何设计下一代航空信息网络的思考。指出在物理层要充分权衡SWaP与新物理层技术的应用，在链路层设计信道接入控制协议时充分考虑物理层技术的特点以及航空信息网络在传播时延、链路稳定性等方面的特殊性，在网络层以标准化、模块化设计的方式收敛网络层功能。国内也有部分学者提出了很有参考价值的机载网络的架构。
为了能够显著提升现有网络的易用性，赋予网络更强的可编程能力，进而实现自动化、智能化的网络管控，Nick McKeown教授在分析计算机产业创新模式的基础上，对传统网络系统的3部分功能模块进行了重新划分，在每层之间建立统一的开放接口，提出了一个新的网络体系结构：软件定义网络（software-defined networking，SDN）。SDN使网络控制平面与数据转发平面分离，采用逻辑上集中的控制器基于全局网络视图对可编程的数据转发设备进行统一管理，简化了网络管理和配置操作，为网络的研究与发展提供更为灵活开放的环境，有利于创新应用的部署以及网络架构的演进。SDN一经提出便引起了学术界与工业界的广泛关注，并逐步从有线网络领域推广应用到无线网络领域，如5G网络、车载网络、物联网等，如图1.17所示。这种新型网络架构对航空信息网络满足不同任务需求的特点极具启发性。有研究指出SDN应用于航空信息网络的构建具有较好的前景，SDN应用于无人机网络将对解决未来无人机网络发展所面临的问题提供全新的途径；针对现有战术数据链仍存在通用性差、封闭性高等明显的局限性，基于SDN技术的核心思想，在整个战场网络中实时构建虚拟数据转发路径，形成若干临时高速数据链路，提供点对点间的高速数据传输功能。通过定制类似可扩展虚拟局域网络（virtual extensible LAN，VXLAN），使得数据链具备快速动态重构的特点，并实现多跳链路协同工作，进而实现战场网络差异化服务。
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图1.17 SDN的新兴应用领域
虽然国内在SDN地面网络已有了广泛应用，但目前基于SDN构建航空信息网络还处于概念描述和初步探索阶段，还未有完整的基于SDN的航空信息网络体系架构被提出。为了给构建符合未来航空集群作战应用需求的航空信息网络从根本上提供理论支撑，2017年本项目组分析了航空集群作战应用对航空集群机载战术网络的基本能力需求，总结了将SDN设计思想运用于航空集群机载战术网络构建的优势，在此基础上提出了一种面向集群空战的机载可定义网络架构，如图1.18所示，并对其基本架构进行了阐述，对未来机载战术网络的演进方向提出了一些大胆的思考。
图1.18 航空集群可定义功能网络（ASFCN）
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