La 5G privée (P5G) dans les réseaux tactiques et de défense

Les réseaux privés 5G devraient à l'avenir jouer un rôle considérable dans les réseaux de défense et les réseaux tactiques afin de permettre un échange d'informations sécurisé et résilient, le commandement et le contrôle, et la connaissance de la situation pour les opérations militaires aux niveaux stratégique et tactique.

Introduction

Les réseaux sans fil font partie des réseaux tactiques et de défense depuis très longtemps. En raison de nombreuses limitations, ces réseaux sans fil étaient de nature propriétaire avec des équipements et des dispositifs de réseau sur mesure. Il en résultait d'énormes difficultés lorsque des infrastructures ou des dispositifs supplémentaires étaient nécessaires à brève échéance.

Avec les avancées matérielles et technologiques qu'apporte la 5G, de nombreux pays, régions et services de sécurité ont commencé à explorer l'utilisation de réseaux 5G privés (P5G) à des fins de défense et tactiques.

Les réseaux de défense sont des infrastructures de communication à grande échelle qui servent de colonne vertébrale aux opérations militaires. Ils sont généralement conçus pour fournir une connectivité à longue portée et à grande capacité dans de vastes zones géographiques. Les réseaux de défense sont chargés de relier les bases militaires, les centres de commandement, les agences de renseignement, les unités logistiques et d'autres entités militaires. Ces réseaux facilitent une communication sûre et fiable, le partage d'informations et la coordination aux niveaux stratégique, opérationnel et tactique.

Les réseaux tactiques, quant à eux, sont des réseaux plus localisés, conçus pour être utilisés sur le terrain pendant les opérations militaires. Ils fournissent des capacités de communication aux troupes, aux véhicules et à d'autres ressources dans la zone opérationnelle immédiate. Les réseaux tactiques se caractérisent par leur mobilité, leur flexibilité et leur capacité à être rapidement déployés. Ils permettent une connaissance de la situation en temps réel, le commandement et le contrôle, ainsi que la coordination entre les soldats, les petites unités et les commandants dans des environnements dynamiques et souvent difficiles.

Il est important de rappeler que l'objectif principal de ces réseaux tactiques et de défense est d'établir des canaux de communication sécurisés, robustes et résilients qui permettent aux forces militaires de mener à bien leurs missions. Ces réseaux prennent en charge la voix, les données, la vidéo, les communications de groupe et diverses autres applications essentielles et vitales pour les opérations militaires. Ces réseaux doivent être conçus pour répondre aux normes et aux besoins les plus élevés de l'armée, notamment en matière de sécurité, de respect de la vie privée, de faible latence, de haute fiabilité et d'interopérabilité avec d'autres systèmes et équipements militaires.

En raison de ces exigences à multiples facettes, la 5G, et plus particulièrement la P5G, aura un rôle énorme à jouer dans l'avenir de ces réseaux de défense et tactiques.

Avantages des réseaux P5G pour les réseaux tactiques et de défense

Les réseaux P5G devraient être utilisés dans les réseaux de défense et les réseaux tactiques pour fournir des capacités de communication sécurisées et fiables. Voici quelques exemples d'utilisation de ces réseaux :

Segmentation et hiérarchisation du réseau: Les réseaux de défense nécessitent une segmentation et une hiérarchisation strictes afin de garantir que les opérations critiques bénéficient de ressources réseau optimales. Les réseaux P5G peuvent être configurés avec des tranches de réseau dédiées, permettant à différentes applications et groupes d'utilisateurs de fonctionner indépendamment tout en maintenant la sécurité et la qualité de service.
Couverture localisée: Dans certains scénarios de défense, il peut être nécessaire d'établir des réseaux de communication dans des zones éloignées ou isolées où l'infrastructure publique est limitée ou inexistante. Les réseaux P5G peuvent être déployés sous la forme d'un système autonome de réseau en boîte (NIB), fournissant une couverture localisée et assurant une connectivité fiable dans de tels environnements.
Mobilité et flexibilité: Les opérations militaires impliquent souvent un déploiement rapide et la nécessité d'une mise en place rapide du réseau. Les réseaux P5G peuvent être déployés rapidement, fournissant une connectivité à la demande sur le terrain, offrant mobilité et flexibilité, et permettant une communication transparente même pendant les déplacements, ce qui est crucial pour les réseaux tactiques.
Résilience et redondance: Les réseaux P5G peuvent être conçus avec des fonctions de redondance pour garantir la résilience face aux défaillances du réseau ou aux actions hostiles. Des points d'accès multiples au réseau, des connexions redondantes et une architecture distribuée peuvent améliorer la capacité de survie du réseau et maintenir les capacités de communication dans des conditions difficiles.
Communications sécurisées: Les réseaux P5G peuvent établir des canaux de communication cryptés et sécurisés pour le personnel militaire, leur permettant de transmettre des informations sensibles, des données vocales et vidéo sans risque d'interception ou d'accès non autorisé. Les protocoles de cryptage avancés utilisés dans ces réseaux renforcent le dispositif de sécurité global.

En bref, les réseaux P5G ont beaucoup à offrir, ce qui en fait une option intéressante pour les réseaux de défense et les réseaux tactiques.

Applications de la P5G dans les réseaux tactiques et de défense

Les réseaux P5G offrent de nombreuses applications et avantages dans les réseaux tactiques et de défense. Voici quelques-unes des principales applications :

Commandement et contrôle: Les réseaux P5G peuvent améliorer les opérations de commandement et de contrôle en assurant une communication transparente entre les commandants, les unités sur le terrain et le quartier général. La connaissance de la situation en temps réel, les conférences vocales et vidéo et le partage de données deviennent plus efficaces, ce qui améliore les processus de prise de décision dans des environnements dynamiques.
Connaissance de la situation en temps réel: Les réseaux P5G prennent en charge la transmission de données en temps réel, y compris les flux vidéo, les données des capteurs et les informations de géolocalisation. Cela permet au personnel militaire d'avoir une compréhension complète et actualisée de l'environnement opérationnel, améliorant ainsi la connaissance de la situation et la prise de décision éclairée.
Applications critiques: Les réseaux tactiques et de défense nécessitent souvent une transmission de données en temps réel et une communication à faible latence pour les applications critiques. Les réseaux P5G offrent une connectivité à haut débit et une faible latence, permettant des applications telles que la diffusion vidéo en temps réel, la surveillance à distance, les systèmes sans pilote et la formation à la réalité augmentée/virtuelle (AR/VR).
Réalité augmentée (AR) et réalité virtuelle (VR): Les réseaux P5G prennent en charge les applications AR/VR dans les réseaux tactiques et de défense. Les soldats peuvent utiliser des casques AR/VR pour recevoir des informations visuelles en temps réel, superposer des cartes numériques, accéder à des simulations d'entraînement et recevoir des conseils à distance, ce qui améliore la connaissance de la situation et l'efficacité de l'entraînement.
Systèmes sans pilote et robots autonomes: Les réseaux tactiques et de défense peuvent bénéficier de la connectivité P5G pour les systèmes aériens sans pilote (UAS), y compris les véhicules aériens sans pilote (UAV), les véhicules terrestres sans pilote (UGV) et les robots autonomes. Les réseaux P5G sont capables de fournir une faible latence et une large bande passante, ce qui est indispensable pour le contrôle en temps réel, la surveillance à distance et la transmission de données pour ces systèmes sans pilote.
Applications basées sur l'IdO: L'internet des objets (IoT) joue un rôle important dans les réseaux tactiques et de défense. Les technologies cellulaires IoT telles que LTE-M, NB-IoT et RedCap arrivant à maturité dans les normes 3GPP, les réseaux P5G devraient permettre le déploiement d'une multitude d'appareils connectés, y compris des capteurs, des systèmes de surveillance, des appareils portables et des biens intelligents. Ces appareils collectent et transmettent des données précieuses pour la surveillance, le suivi des actifs, la logistique et l'aide à la prise de décision.

Ce ne sont là que quelques exemples de la manière dont les réseaux privés 4G/5G peuvent être appliqués aux réseaux tactiques et de défense. Les capacités avancées de ces réseaux contribuent à améliorer la communication, la connaissance de la situation, le commandement et le contrôle, ainsi que l'efficacité globale des opérations militaires.

Exigences en matière d'infrastructure de réseau

Il est généralement admis que trois couches de réseaux sont nécessaires pour le personnel militaire et de défense. Elles peuvent être classées comme suit

Tranche dédiée du réseau public pour une couverture nationale.
Couverture d'une zone étendue sur le terrain grâce à un spectre dédié.
Couverture localisée opportuniste dans tout le spectre disponible pendant les opérations.

Alors que le réseau public national serait déployé par un opérateur de réseau mobile, des réseaux P5G seront nécessaires dans les deux autres scénarios. Le réseau de défense à grande échelle serait généralement mis en œuvre sous la forme d'un réseau hybride si l'accès aux dispositifs personnels est également assuré. Les exigences en matière d'infrastructure de réseau pour les réseaux de défense et les réseaux tactiques sont légèrement différentes :

Réseau de défense: Radio à haute puissance avec des antennes montées au sommet d'un poteau ou d'une tour, unités de bande de base nécessaires dans les solutions à haute capacité, réseau central dans le cas d'un réseau autonome, mais non nécessaire dans le cas de réseaux hybrides, générateur d'électricité ou source d'énergie, et appareils avec cartes SIM approvisionnées. Les réseaux de défense comportent de nombreuses pièces et, même s'ils sont mobiles, ils nécessitent souvent deux personnes ou plus.
Réseaux tactiques: Réseau dans une boîte avec des antennes, des radios à petites cellules, un réseau central, un équipement de connectivité backhaul si la connexion à la base est nécessaire, une batterie ou un autre équipement d'alimentation, et des appareils avec des cartes SIM approvisionnées. Les réseaux tactiques sont légers car ils doivent être mobiles et faciles à transporter, soit dans un sac à dos, soit dans une petite boîte.

En plus de ce qui précède, toute application devant être exécutée sur les appareils nécessitera également un serveur d'application correspondant, qui peut être un serveur autonome ou se trouver sur le même serveur que le cœur de l'appareil.

Ces exigences en matière d'infrastructure jettent les bases de réseaux P5G robustes, sécurisés et agiles dans les environnements tactiques et de défense. Chaque déploiement est unique et, par conséquent, la conception du réseau doit être adaptée aux besoins spécifiques et aux contraintes opérationnelles propres à un déploiement. Cela permet de garantir un réseau fiable et efficace, capable d'assurer des communications sécurisées pour les forces militaires.

Défis de la mise en œuvre

La mise en œuvre de réseaux P5G dans les réseaux tactiques et de défense peut présenter plusieurs défis. Voici quelques-uns des plus courants à prendre en compte :

Spectre: Les réseaux tactiques et de défense ont besoin de plusieurs bandes de fréquences pour répondre aux différentes situations et scénarios. L'acquisition et l'utilisation de ces bandes de fréquences peuvent constituer un défi, car elles sont souvent limitées et étroitement réglementées. Il est également important de veiller à ce que ces bandes ne soient divulguées à personne, sinon des brouilleurs peuvent être déployés dans des situations réelles, rendant le réseau inutilisable.
Combinés et autres appareils: Comme chaque réseau tactique et de défense utilise son propre spectre, il peut être difficile d'obtenir facilement des appareils pour l'utilisateur final. Ceux-ci doivent souvent être conçus spécifiquement, non seulement du point de vue de la sécurité, mais aussi pour l'ensemble spécifique de fréquences qui sera utilisé au sein du réseau.
Transmission de données (backhaul) : Les réseaux tactiques et de défense fonctionnent dans des environnements divers et difficiles, notamment des zones reculées, des environnements urbains et des terrains complexes. Il est important qu'ils puissent communiquer avec la base et le quartier général. Cela nécessite de multiples liaisons de retour sécurisées et résilientes pour garantir que le canal de communication est toujours disponible.
La sécurité: La sécurité est une préoccupation majeure dans les réseaux tactiques et de défense. Il est essentiel de mettre en œuvre des mesures de sécurité solides pour se protéger contre les cybermenaces, les accès non autorisés et les violations de données. La mise en place de protocoles d'authentification sécurisés, de mécanismes de cryptage et de systèmes de détection d'intrusion nécessite une planification et une expertise approfondies.
Interopérabilité avec les systèmes existants: Les organisations de défense s'appuient encore souvent sur un large éventail de systèmes et d'équipements de communication existants. Assurer l'interopérabilité entre les réseaux P5G et les systèmes existants n'est pas seulement un défi, mais peut nécessiter une planification et une coordination minutieuses afin d'éviter les problèmes de compatibilité et les compromis en matière de sécurité.
Mobilité et déploiement rapide: La défense et les opérations tactiques exigent un déploiement rapide et la mobilité des réseaux de communication. Il est essentiel de concevoir des réseaux P5G agiles qui peuvent être rapidement déployés, reconfigurés et déplacés. Il peut s'avérer complexe de surmonter les défis logistiques, d'assurer la portabilité de l'infrastructure et de répondre aux exigences en matière d'alimentation et de connectivité dans différents scénarios opérationnels.
Formation et expertise: Le déploiement et la gestion des réseaux P5G nécessitent des connaissances et une expertise techniques spécialisées. Il est essentiel de garantir la disponibilité d'un personnel qualifié capable de concevoir, de déployer, d'exploiter et d'entretenir ces réseaux. Il peut être difficile de fournir une formation et une expertise appropriées au personnel militaire et aux contractants.

Pour relever ces défis, il faut une collaboration étroite entre les organisations de défense, les fournisseurs de solutions, les organismes de réglementation et d'autres experts du secteur. Une planification minutieuse, une évaluation des risques et une expertise technique sont nécessaires pour surmonter ces défis et garantir la réussite de la mise en œuvre des réseaux P5G dans les environnements tactiques et de défense.

Études de cas réels

Ces dernières années, de nombreuses annonces ont été faites concernant l'utilisation des réseaux P5G à des fins de défense et de tactique. Voici quelques annonces très médiatisées :

Le ministère américain de la défense (DoD): Le ministère américain de la défense a dressé une liste publique de nombreux cas d'utilisation dans lesquels il envisage que les réseaux P5G jouent un rôle important. Plusieurs annonces ont mis en évidence la manière dont les réseaux P5G peuvent prendre en charge les applications AR/VR, offrant aux soldats des expériences d'entraînement et des simulations de situation améliorées. D'autres annonces ont souligné la manière dont les réseaux P5G peuvent connecter et gérer un large éventail de dispositifs et de capteurs IoT, facilitant la collecte et l'analyse de données pour une meilleure connaissance de la situation et une meilleure prise de décision. Les réseaux P5G sont également envisagés pour soutenir la communication entre les véhicules autonomes, les drones et les systèmes sans pilote, améliorant ainsi leur coordination et leur contrôle. La diapositive suivante a été partagée par le DoD en 2019, lorsqu'il a commencé à examiner comment la connectivité 5G pouvait soutenir ses opérations.

L'opérateur letton LMT, en étroite collaboration avec les forces armées nationales lettones, a été responsable du lancement du premier banc d'essai militaire 5G en Europe. Le site est ouvert aux alliés de l'OTAN pour développer, tester et démontrer conjointement les applications 5G dans l'industrie de la défense. Récemment, le site d'essai militaire 5G du camp Ādaži a déployé deux réseaux P5G autonomes supplémentaires afin de permettre le test centralisé d'innovations pertinentes sur divers réseaux, en vérifiant la compatibilité. Les futurs plans d'essai comprennent la formation à distance du personnel de défense en AR/VR, le commandement et le contrôle, et diverses activités de maintenance avec la participation de spécialistes à distance.
L'Agence norvégienne du matériel de défense travaille avec Telia Norway pour développer des réseaux 5G tactiques et privés qui peuvent être combinés avec le réseau 5G national public. En combinant l'infrastructure existante et un réseau tactique distinct, l'objectif est de construire une solution de communication à la fois sécurisée, résiliente et flexible. Le réseau public a utilisé le découpage de réseau pour s'assurer que les données des forces armées peuvent être séparées du reste du trafic dans le réseau mobile public et recevoir la priorité si nécessaire.
Le ministère espagnol de la Défense a récemment lancé des appels d'offres pour l'installation de réseaux 5G privés pour l'armée. L'un de ces appels d'offres porte sur le lancement de deux réseaux privés 5G autonomes pour deux installations militaires à Madrid. L'objectif de ces deux réseaux P5G est de fournir des services, entre autres, aux centres de maintenance des cuirassés et des hélicoptères qui se trouvent dans ces installations.

Conclusion

Les réseaux privés 5G présentent déjà un potentiel pour les réseaux de défense et les réseaux tactiques et leur rôle s'élargira encore à mesure que la technologie et les cas d'utilisation arriveront à maturité. Bien qu'il y ait de nombreux défis à relever pour surmonter les lacunes de la technologie et des solutions, il y a de nombreux avantages qui l'emportent sur les limitations. Les réseaux P5G font actuellement l'objet d'essais et de déploiements limités, mais dans les prochaines années, ils seront de plus en plus acceptés une fois que leurs avantages seront évidents. Contactez-nous pour en savoir plus sur la manière dont nous pouvons vous aider.