Come combatteranno i militari usando il 5G nello spettro elettromagnetico

Che si tratti di cercare video divertenti di gatti o di azionare un sistema robotico utilizzando Internet wireless, il 5G è diventato un punto fermo nella vita quotidiana di molti.

Ma per il Pentagono, la tecnologia delle comunicazioni è diventata un fattore chiave per un'altra funzione più critica: la capacità di sfruttare lo spettro elettromagnetico per le operazioni.

Una quantità significativa di sistemi e applicazioni d'arma militari dipende dallo spettro elettromagnetico - la gamma di frequenze o lunghezze d'onda dell'energia elettromagnetica - per funzionare, secondo un rapporto del Congressional Research Service pubblicato nell'agosto 2021.

Lo spettro supporta oggi le operazioni militari collegando comunicazioni wireless, satelliti, intelligence del segnale e tecnologie radar che supportano la consapevolezza situazionale e la guerra elettronica, afferma il rapporto, intitolato "Panoramica sull'uso dello spettro elettromagnetico da parte del Dipartimento della Difesa. "

Per garantire che gli Stati Uniti mantengano il proprio vantaggio sugli avversari attraverso uno spettro elettromagnetico sempre più complesso, congestionato e contestato, o EMS, il Dipartimento della Difesa ha pubblicato la sua Strategia di superiorità dello spettro elettromagnetico nel 2020. Ha invitato il dipartimento a sviluppare capacità e politiche a supporto dello spettro elettromagnetico operazioni — azioni coordinate per sfruttare, attaccare, proteggere e gestire l'ambiente elettromagnetico.

"Nella guerra moderna, la superiorità dell'EMS è un indicatore importante e una componente fondamentale per raggiungere la superiorità in aria, terra, mare, spazio o cyberspazio", afferma il documento.

Una delle tecnologie emergenti che il Pentagono ritiene darà un vantaggio decisivo sui futuri campi di battaglia, in particolare per le operazioni sullo spettro elettromagnetico, è la rete wireless di quinta generazione nota come 5G, ha affermato Tom Rondeau, direttore principale per FutureG e 5G presso l'Ufficio del Pentagono Sottosegretario alla Difesa per la Ricerca e l'Ingegneria.

“Non si tratta solo dello spettro. Non si tratta solo della radio al limite. Riguarda la rete e il controllo di quella superficie radio, e questo diventa uno strumento davvero potente per noi da usare ", ha detto Rondeau durante una tavola rotonda al simposio annuale dell'Associazione degli Old Crows a Washington, DC

La potenza del 5G deriva dalla sua capacità di sfruttare le frequenze più alte sullo spettro elettromagnetico, nonché le frequenze di gamma media e bassa accessibili dal suo predecessore 4G. L'aggiunta di frequenze ad alta gamma consente al dipartimento di trasmettere grandi quantità di informazioni, come le comunicazioni critiche necessarie per le operazioni all'edge o i dati dei sensori, a una velocità maggiore e a una latenza inferiore, manovrando allo stesso tempo nello spettro per eseguire azioni al meglio frequenza adatta.

Rondeau ha paragonato il 4G a un'autostrada nelle ore di punta, lenta e congestionata dal traffico.

“Vuoi differenziare i tuoi servizi. Vuoi avere strade di accesso e altre autostrade e strade locali e passi carrai ", ha detto. "E questo è ciò che il 5G inizia a permetterci di fare: differenziare quei servizi e suddividere quelle risorse in un modo che ti consenta di personalizzare la rete in base alla tua applicazione".

Un altro vantaggio del 5G è la flessibilità aggiuntiva che offre agli utenti attraverso tecnologie come il network slicing, ha affermato Rondeau. Grazie al design dell'architettura 5G, gli operatori possono "tagliare" parti della rete 5G e creare una rete separata, isolata e sicura, adattata alle esigenze di un'applicazione.

Queste reti su misura possono soddisfare la richiesta del Dipartimento della Difesa di requisiti di rete unici tra la sua varietà di piattaforme, ha affermato. In passato, le organizzazioni hanno dovuto creare reti appositamente create da zero per singole piattaforme o aderire ai requisiti per le reti condivise come Link 16, ha osservato.

"Il 5G ci consentirà di mettere insieme tutto questo e di aiutarci a creare quei diversi servizi di risorse - la rete per la larghezza di banda, la latenza, le richieste di qualità del servizio - per applicazione", ha affermato.

Il Pentagono ha riconosciuto l'importanza del 5G e i suoi potenziali contributi alle operazioni sullo spettro elettromagnetico. Nel dicembre 2020, il dipartimento ha pubblicato un piano di implementazione della strategia 5G separato che delineava come ne avrebbe accelerato lo sviluppo, sia per le piattaforme domestiche che per quelle degli alleati e dei partner degli Stati Uniti.

Dalla pubblicazione della strategia, il Pentagono ha assegnato contratti per test e sperimentazione 5G in 16 località in tutto il paese, secondo un comunicato stampa del dipartimento.

Allo stesso modo, il Congresso ha autorizzato 120 milioni di dollari in più rispetto alla richiesta dell'amministrazione Biden per lo sviluppo della tecnologia 5G, la sperimentazione e il supporto alla transizione nel National Defense Authorization Act del 2023.

Il Dipartimento della Difesa sarà anche in grado di operare sullo spettro a livello globale utilizzando l'infrastruttura 5G degli Stati Uniti e dei suoi alleati, secondo il piano di implementazione della strategia 5G del Pentagono. Queste potrebbero essere reti private, ibride o pubbliche, osserva la strategia.

Per le operazioni globali che richiedono l'utilizzo di spettri non dipartimentali, il Pentagono prevede di utilizzare tecnologie 5G "come il network slicing end-to-end e tecniche adattive come l'utilizzo dinamico dello spettro per consentire al Dipartimento della Difesa di raggiungere la capacità necessaria per portare a termine la missione". la strategia letto.

Il maggiore del Corpo dei Marines Ben Pimentel, ufficiale delle comunicazioni e ingegnere elettronico, ha affermato che la capacità di condurre operazioni sullo spettro elettromagnetico insieme al normale traffico di rete di una nazione ospitante dà loro un vantaggio durante le missioni della "zona grigia" prima delle operazioni di conflitto su vasta scala.

Durante questa finestra, i Marines stanno cercando di "fornire complicazioni e pensiero per l'avversario", ha detto al simposio. "Mimetizzarsi con il traffico normale può essere davvero utile."

"Operando attraverso l'infrastruttura 5G della nazione ospitante, con cui siamo alleati o partner, metterà il nostro traffico accanto a lì", ha aggiunto. "Se un avversario vuole intraprendere azioni contro questo, intraprenderà anche azioni contro la rete del nostro alleato e potenzialmente danneggerà le proprie comunicazioni".

Tuttavia, gli Stati Uniti e i suoi alleati non sono le uniche nazioni che sfruttano il 5G per la guerra elettronica. Man mano che lo spettro diventa più accessibile in tutto il mondo, avversari come la Cina acquisiscono la capacità di sfruttare le vulnerabilità della sicurezza contro gli Stati Uniti, ha osservato la strategia 5G del Pentagono.

"La complessità e la diversità delle reti 5G offrono un'ampia gamma di opzioni potenzialmente dirompenti per un avversario", si legge. Il Pentagono potrebbe essere a rischio di un avversario che hackera la rete o disturba intenzionalmente le comunicazioni, ha osservato.

Sebbene il funzionamento del 5G per le operazioni dello spettro elettromagnetico presenti rischi per la sicurezza, la rete stessa è progettata con misure di sicurezza integrate a ogni livello, ha affermato Sheryl Genco, consulente senior della società di telecomunicazioni globale Ericsson. In qualità di sviluppatore di comunicazioni 5G, l'azienda collabora con il Dipartimento della Difesa e le autorità di regolamentazione delle comunicazioni commerciali.

"È molto simile a ciò che viene fatto su una base", ha detto durante la discussione. “In primo luogo, hai la tua difesa perimetrale. Quindi hai piccoli anelli [di] difesa attorno agli edifici ... sulla base. E poi hai ... agenti di sicurezza in roaming. Ed è esattamente quello che ha la rete.

Inoltre, ogni livello di difesa nella rete 5G è rafforzato da un'architettura zero trust, ha aggiunto. Il framework di sicurezza informatica richiede che tutti gli utenti e i dati siano autenticati e approvati dopo ogni interazione digitale.

"Questo processo di autenticazione ... in ogni fase del percorso attraverso la rete lo renderà più sicuro", ha affermato Genco. "E poi, oltre a tutto, ci sono nuovi concetti che possono rendere la tua rete o la tua sicurezza end-to-end più robusta: una di queste cose è il network slicing".

Ma gli avversari militari non sono le uniche entità nello spettro elettromagnetico di cui il Dipartimento della Difesa deve preoccuparsi.

La necessità di tecnologie di comunicazione avanzate nel mondo dei consumatori ha causato una crescente domanda di più bande di frequenza precedentemente riservate alle agenzie federali, ha osservato il rapporto del Congressional Research Service del 2021. Con più aziende commerciali che si affollano nel 5G, c'è la possibilità che possano interrompere le operazioni militari, si legge.

Il Pentagono e i partner commerciali stanno esaminando politiche e tecnologie di condivisione dello spettro che consentiranno sia al settore della difesa che a quello commerciale di condividere bande sullo spettro elettromagnetico senza interferenze.

Tuttavia, i responsabili politici e le parti interessate parlano da decenni di condivisione dello spettro, cercando di allineare gli incentivi sia del settore commerciale che di quello federale, ha osservato Rondeau.

“Non abbiamo gli stessi incentivi e non li avremo mai. Non credo sia questa la soluzione” ha detto. “Preferirei dire, 'Come possiamo effettivamente rendere possibile la convivenza? Come possiamo costruire tecnologie che possano consentire la coesistenza e superare alcuni di questi problemi?'”

Mentre diverse agenzie federali e commerciali stanno ancora capendo quali dovrebbero essere le politiche e gli standard per la condivisione dello spettro, Pimentel ha sottolineato che "le soluzioni tecnologiche per la condivisione dello spettro possono alleviare parte di questo".

Anche se il 5G è ancora una tecnologia in via di sviluppo, il Pentagono e l'industria stanno già aspettando con impazienza le future generazioni di comunicazioni - come 6G o FutureG - e i loro casi d'uso per le operazioni sullo spettro elettromagnetico.

Le reti di nuova generazione potrebbero portare a una migliore integrazione di rilevamento e comunicazioni, ha affermato Pimental. Man mano che crescono la necessità e la tecnologia per le comunicazioni 5G, crescono anche la densità e l'implementazione di reti di accesso radio avanzate che possono consentire ai combattenti di percepire il loro ambiente, ha affermato.

"Quindi, invece di pensarla solo come una piattaforma di comunicazione, dal punto di vista di EW ti incoraggerei a pensarla come una piattaforma di rilevamento", ha detto.

Il Corpo dei Marines sta sviluppando capacità che utilizzano reti di accesso radio 5G per produrre mappe dello spettro delle radiofrequenze per dare al servizio un'idea di ciò che sta accadendo su frequenze diverse in luoghi diversi, ha affermato.

La capacità potrebbe anche aiutare il Corpo a identificare possibili bersagli o persino a mitigare le interferenze sullo spettro "che ora costituisce la base per una missione di supporto elettronico, che può informare l'attacco elettronico", ha affermato.

Genco ha aggiunto che mentre l'innovazione continua, le future generazioni di comunicazioni wireless si baseranno sulla tecnologia del 5G, aprendo contemporaneamente nuovi mercati e attività intorno alla capacità.

Il wireless di nuova generazione è la realizzazione della promessa del 5G, ha affermato. “È una connettività illimitata, tutto può essere connesso. Sono milioni di sensori in un chilometro quadrato: mi fa impazzire.

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