Jak wojsko będzie walczyć za pomocą 5G w spektrum elektromagnetycznym

Niezależnie od tego, czy chodzi o wyszukiwanie zabawnych filmów o kotach, czy obsługę systemu robotycznego za pomocą bezprzewodowego Internetu, 5G stało się podstawą codziennego życia wielu osób.

Ale dla Pentagonu technologia komunikacyjna stała się kluczowym czynnikiem umożliwiającym inną, bardziej krytyczną funkcję – zdolność do wykorzystania widma elektromagnetycznego do operacji.

Zgodnie z raportem Congressional Research Service opublikowanym w sierpniu 2021 r., działanie znacznej liczby wojskowych systemów i zastosowań broni zależy od widma elektromagnetycznego — zakresu częstotliwości lub długości fal energii elektromagnetycznej.

Widmo wspiera dziś operacje wojskowe, łącząc komunikację bezprzewodową, satelity, wywiad sygnałowy i technologie radarowe, które wspierają świadomość sytuacyjną i wojnę elektroniczną, czytamy w raporcie zatytułowanym „Przegląd wykorzystania widma elektromagnetycznego Departamentu Obrony".

Aby zapewnić Stanom Zjednoczonym przewagę nad przeciwnikami w coraz bardziej złożonym, zatłoczonym i kwestionowanym widmie elektromagnetycznym (EMS), Departament Obrony opublikował w 2020 r. Strategię wyższości widma elektromagnetycznego. Wezwał departament do opracowania zdolności i zasad wspierających widmo elektromagnetyczne operacje — skoordynowane działania mające na celu eksploatację, atakowanie, ochronę i zarządzanie środowiskiem elektromagnetycznym.

„We współczesnej wojnie przewaga EMS jest głównym wskaźnikiem i podstawowym elementem osiągania przewagi w powietrzu, na lądzie, morzu, w kosmosie lub w cyberprzestrzeni” – czytamy w dokumencie.

Według Pentagonu, jedną z pojawiających się technologii, które zapewnią decydującą przewagę na przyszłych polach bitew — szczególnie w operacjach związanych z widmem elektromagnetycznym — jest sieć bezprzewodowa piątej generacji, znana jako 5G, powiedział Tom Rondeau, główny dyrektor FutureG i 5G w Biurze Pentagonu ds. Podsekretarz Obrony ds. Badań i Inżynierii.

„Nie chodzi tylko o widmo. Nie chodzi tylko o radio na krawędzi. Chodzi o sieć i kontrolę tej powierzchni radiowej, która staje się dla nas naprawdę potężnym narzędziem” – powiedział Rondeau podczas dyskusji panelowej na dorocznym sympozjum Association of Old Crows w Waszyngtonie.

Siła sieci 5G wynika z jej zdolności do wykorzystywania wyższych częstotliwości w widmie elektromagnetycznym, a także częstotliwości średniego i niskiego zakresu, dostępnych dla jej poprzednika 4G. Dodanie częstotliwości o dużym zasięgu pozwala wydziałowi na przesyłanie ogromnych ilości informacji — takich jak krytyczne komunikaty potrzebne do operacji na krawędzi lub dane z czujników — z większą prędkością i mniejszymi opóźnieniami, jednocześnie manewrując wokół widma, aby wykonywać działania na najlepszych -odpowiednia częstotliwość

Rondeau porównał 4G do autostrady w godzinach szczytu — wolnej i zatłoczonej.

„Chcesz wyróżnić swoje usługi. Chcesz mieć drogi dojazdowe i inne autostrady oraz drogi lokalne i podjazdy” – powiedział. „I właśnie to zaczyna nam umożliwiać 5G — rozróżniać te usługi i rozdzielać te zasoby w sposób, który pozwala dostosować sieć do Twojej aplikacji”.

Rondeau powiedział, że kolejną zaletą 5G jest dodatkowa elastyczność, jaką zapewnia użytkownikom dzięki technologiom takim jak dzielenie sieci. Dzięki architekturze 5G operatorzy mogą „pokroić” części sieci 5G i stworzyć oddzielną, odizolowaną i bezpieczną sieć dostosowaną do potrzeb aplikacji.

Powiedział, że te dostosowane sieci mogą zaspokoić zapotrzebowanie Departamentu Obrony na unikalne wymagania sieciowe wśród różnych platform. Zauważył, że w przeszłości organizacje musiały tworzyć od podstaw specjalnie zaprojektowane sieci dla poszczególnych platform lub stosować się do wymagań dotyczących współdzielonych sieci, takich jak Link 16.

„5G pozwoli nam to połączyć i pomóc nam stworzyć te różne usługi zasobów – sieć dla przepustowości, opóźnień, wymagań jakości usług – dla każdej aplikacji” – powiedział.

Pentagon uznał znaczenie 5G i jego potencjalny wkład w operacje związane z widmem elektromagnetycznym. W grudniu 2020 r. departament opublikował osobny plan wdrażania strategii 5G, w którym nakreślił, w jaki sposób przyspieszy jej rozwój — zarówno dla platform krajowych, jak i sojuszników i partnerów USA.

Od czasu opublikowania strategii Pentagon przyznał kontrakty na testowanie i eksperymentowanie 5G w 16 lokalizacjach w całym kraju, zgodnie z komunikatem prasowym departamentu.

Podobnie Kongres zatwierdził 120 milionów dolarów więcej niż prośba administracji Bidena na rozwój technologii 5G, eksperymenty i wsparcie przejścia w ustawie o zezwoleniach na obronę narodową z 2023 r.

Departament Obrony będzie również mógł działać w widmie globalnie, wykorzystując infrastrukturę 5G Stanów Zjednoczonych i ich sojuszników, zgodnie z planem wdrażania strategii 5G Pentagonu. W strategii zauważono, że mogą to być sieci prywatne, hybrydowe lub publiczne.

W przypadku operacji globalnych, które wymagają wykorzystania widm spoza departamentu, Pentagon planuje wykorzystać technologie 5G „takie jak cięcie sieci od końca do końca i techniki adaptacyjne, takie jak dynamiczne wykorzystanie widma, aby umożliwić Departamentowi Obrony osiągnięcie zdolności niezbędnych do wykonania misji”. czytamy strategię.

Major piechoty morskiej Ben Pimentel, oficer łączności i inżynier elektronik, powiedział, że zdolność do prowadzenia operacji widma elektromagnetycznego wraz z normalnym ruchem sieciowym państwa-gospodarza daje im przewagę podczas misji w „szarej strefie” przed operacjami konfliktowymi na pełną skalę.

Podczas tego okna marines chcą „zapewnić komplikacje i przemyślenia przeciwnikowi”, powiedział na sympozjum. „Wtopienie się w normalny ruch może być naprawdę przydatne”.

„Działając w infrastrukturze 5G kraju-gospodarza, z którym jesteśmy sojusznikami lub partnerami, umieścimy tam nasz ruch” – dodał. „Jeśli przeciwnik chce podjąć działania przeciwko temu, podejmie również działania przeciwko sieci naszego sojusznika – i potencjalnie zaszkodzi własnej komunikacji”.

Jednak Stany Zjednoczone i ich sojusznicy nie są jedynymi krajami wykorzystującymi 5G do walki elektronicznej. W miarę jak widmo staje się bardziej dostępne na całym świecie, przeciwnicy, tacy jak Chiny, zyskują możliwość wykorzystywania luk w zabezpieczeniach przeciwko Stanom Zjednoczonym, zauważyła strategia 5G Pentagonu.

„Złożoność i różnorodność sieci 5G oferuje przeciwnikowi szeroki zakres potencjalnie destrukcyjnych opcji” – czytamy. Zauważono, że Pentagon może być narażony na ryzyko włamania się do sieci lub celowego zakłócania komunikacji.

Podczas gdy obsługa 5G dla operacji związanych z widmem elektromagnetycznym wiąże się z zagrożeniami dla bezpieczeństwa, sama sieć została zaprojektowana z uwzględnieniem środków bezpieczeństwa wbudowanych w każdej warstwie, powiedziała Sheryl Genco, starszy doradca w globalnej firmie telekomunikacyjnej Ericsson. Jako twórca komunikacji 5G firma współpracuje z Departamentem Obrony i regulatorami komunikacji komercyjnej.

„Jest to bardzo analogiczne do tego, co robi się na bazie” – powiedziała podczas dyskusji. „Po pierwsze, masz swoją obronę obwodową. Następnie masz małe pierścienie obronne wokół budynków… w bazie. A potem masz… funkcjonariuszy ochrony w roamingu. I to jest dokładnie to, co ma sieć”.

Dodała, że ​​każda warstwa obrony w sieci 5G jest wzmocniona architekturą zerowego zaufania. Ramy bezpieczeństwa cybernetycznego wymagają uwierzytelniania i zatwierdzania wszystkich użytkowników i danych po każdej interakcji cyfrowej.

„Ten proces uwierzytelniania… na każdym etapie całej sieci sprawi, że będzie ona bardziej bezpieczna” — powiedział Genco. „Na domiar złego pojawiają się nowe koncepcje, które mogą sprawić, że Twoja sieć lub kompleksowe zabezpieczenia będą bardziej niezawodne — jedną z tych rzeczy jest podział sieci”.

Ale przeciwnicy wojskowi nie są jedynymi istotami w spektrum elektromagnetycznym, o które Departament Obrony musi się martwić.

Zapotrzebowanie na zaawansowane technologie komunikacyjne w świecie konsumentów spowodowało rosnące zapotrzebowanie na wiele pasm częstotliwości, które wcześniej były zarezerwowane dla agencji federalnych, odnotowano w raporcie Congressional Research Service z 2021 r. W miarę jak coraz więcej firm komercyjnych wciska się w 5G, istnieje możliwość, że mogą one zakłócić operacje wojskowe, czytamy.

Pentagon i partnerzy komercyjni badają politykę i technologie współdzielenia widma, które umożliwią zarówno sektorowi obronnemu, jak i komercyjnemu współdzielenie pasm widma elektromagnetycznego bez zakłóceń.

Jednak decydenci i zainteresowane strony rozmawiają o współdzieleniu widma od dziesięcioleci, próbując dostosować zachęty zarówno sektora komercyjnego, jak i federalnego, zauważył Rondeau.

„Nie mamy takich samych zachęt i nigdy nie będziemy mieli takich samych zachęt. Nie sądzę, żeby to było rozwiązanie” – powiedział. „Chciałbym raczej podejść do tego w stylu:„ Jak właściwie sprawić, by współistnienie było wykonalne? Jak budować technologie, które umożliwią współistnienie i przezwyciężą niektóre z tych problemów?”

Podczas gdy wiele agencji federalnych i komercyjnych wciąż rozumie, jakie powinny być zasady i standardy dotyczące współdzielenia widma, Pimentel podkreślił, że „rozwiązania technologiczne do współdzielenia widma mogą częściowo to złagodzić”.

Mimo że 5G jest wciąż rozwijającą się technologią, Pentagon i przemysł już nie mogą się doczekać przyszłych generacji komunikacji — takich jak 6G lub FutureG — oraz ich zastosowań w operacjach widma elektromagnetycznego.

Sieci nowej generacji mogą prowadzić do lepszego zintegrowanego wykrywania i komunikacji, powiedział Pimental. Powiedział, że wraz ze wzrostem zapotrzebowania i technologii komunikacji 5G rośnie gęstość i wdrażanie zaawansowanych sieci dostępu radiowego, które mogą pozwolić żołnierzom wyczuć ich otoczenie.

„Tak więc, w przeciwieństwie do myślenia o tym jako o platformie komunikacyjnej, z perspektywy EW zachęcam do myślenia o tym jako o platformie wyczuwającej” – powiedział.

Powiedział, że piechota morska opracowuje możliwości wykorzystujące sieci dostępu radiowego 5G do tworzenia map widma częstotliwości radiowych, aby dać służbie wyobrażenie o tym, co dzieje się na różnych częstotliwościach w różnych lokalizacjach.

Zdolność ta może również pomóc Korpusowi zidentyfikować potencjalne cele, a nawet złagodzić zakłócenia w widmie, „które obecnie stanowi podstawę misji wsparcia elektronicznego, która może informować o ataku elektronicznym” – powiedział.

Genco dodało, że wraz z postępem innowacji przyszłe generacje komunikacji bezprzewodowej będą opierać się na technologii 5G, jednocześnie otwierając nowe rynki i biznesy wokół tej możliwości.

Powiedziała, że ​​bezprzewodowość nowej generacji jest realizacją obietnicy 5G. „To nieograniczona łączność, wszystko można połączyć. To miliony czujników na kilometr kwadratowy – to po prostu mnie oszałamia”.

Przeczytaj całą historię tutaj…