Strona główna > Prywatne 5G (P5G) w sieciach obronnych i taktycznych

Prywatna sieć 5G (P5G) w sieciach obronnych i taktycznych

Oczekuje się, że prywatne sieci 5G odegrają w przyszłości ogromną rolę w sieciach obronnych i taktycznych, umożliwiając bezpieczną i odporną wymianę informacji, dowodzenie i kontrolę oraz sytuacyjne [...].

Military_at_work

Oczekuje się, że prywatne sieci 5G odegrają w przyszłości ogromną rolę w sieciach obronnych i taktycznych, umożliwiając bezpieczną i odporną wymianę informacji, dowodzenie i kontrolę oraz świadomość sytuacyjną w operacjach wojskowych zarówno na poziomie strategicznym, jak i taktycznym.

Wprowadzenie 

Sieci bezprzewodowe przez bardzo długi czas służyły jako część sieci obronnych i taktycznych. Ze względu na wiele różnych ograniczeń, te sieci bezprzewodowe miały charakter własnościowy z niestandardowym sprzętem sieciowym i urządzeniami. Spowodowało to ogromne wyzwania, gdy w krótkim czasie potrzebna była dodatkowa infrastruktura lub urządzenia.

Wraz z postępem sprzętowym i technologicznym, jaki przynosi 5G, wiele krajów, regionów i służb bezpieczeństwa zaczęło badać wykorzystanie prywatnych sieci 5G (P5G) do celów obronnych i taktycznych.

Sieci obronne to rozległe infrastruktury komunikacyjne, które służą jako szkielet operacji wojskowych i są zwykle zaprojektowane w celu zapewnienia łączności dalekiego zasięgu o dużej przepustowości na dużych obszarach geograficznych. Sieci obronne są odpowiedzialne za łączenie baz wojskowych, centrów dowodzenia, agencji wywiadowczych, jednostek logistycznych i innych jednostek wojskowych. Sieci te ułatwiają bezpieczną i niezawodną komunikację, wymianę informacji i koordynację na poziomie strategicznym, operacyjnym i taktycznym.

Z drugiej strony sieci taktyczne są bardziej zlokalizowanymi sieciami, które są przeznaczone do użytku w terenie podczas operacji wojskowych. Zapewniają one możliwości komunikacyjne oddziałom, pojazdom i innym zasobom w bezpośrednim obszarze operacyjnym. Sieci taktyczne charakteryzują się mobilnością, elastycznością i możliwością szybkiego rozmieszczenia. Umożliwiają świadomość sytuacyjną w czasie rzeczywistym, dowodzenie i kontrolę oraz koordynację między poszczególnymi żołnierzami, małymi jednostkami i dowódcami w dynamicznych i często trudnych środowiskach.

Należy pamiętać, że głównym celem tych sieci obronnych i taktycznych jest ustanowienie bezpiecznych, solidnych i odpornych kanałów komunikacyjnych, które umożliwią siłom zbrojnym skuteczne wykonywanie ich misji. Sieci te obsługują głos, dane, wideo, komunikację grupową i różne inne aplikacje, które mają krytyczne znaczenie dla operacji wojskowych. Sieci te muszą być zaprojektowane tak, aby spełniały najwyższe standardy i potrzeby wojska, takie jak zapewnienie bezpieczeństwa, prywatności, niskich opóźnień, wysokiej niezawodności i interoperacyjności z innymi systemami i sprzętem wojskowym.

Ze względu na te wieloaspektowe wymagania, 5G, a w szczególności P5G, będzie odgrywać ogromną rolę w przyszłości tych sieci obronnych i taktycznych.

Korzyści z sieci P5G w sieciach obronnych i taktycznych

Oczekuje się, że sieci P5G będą wykorzystywane w sieciach obronnych i taktycznych w celu zapewnienia bezpiecznych i niezawodnych możliwości komunikacyjnych. Oto niektóre ze sposobów wykorzystania tych sieci:

  • Segmentacja i priorytetyzacja sieci: Sieci obronne wymagają ścisłej segmentacji i priorytetyzacji, aby zapewnić, że krytyczne operacje otrzymają optymalne zasoby sieciowe. Sieci P5G można skonfigurować z dedykowanymi fragmentami sieci, umożliwiając różnym aplikacjom i grupom użytkowników niezależne działanie przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i jakości usług.
  • Zlokalizowany zasięg: W niektórych scenariuszach obronnych może być konieczne ustanowienie sieci komunikacyjnych w odległych lub odizolowanych obszarach, gdzie infrastruktura publiczna jest ograniczona lub nie istnieje. Sieci P5G mogą być wdrażane jako samodzielne systemy typu network-in-a-box (NIB), zapewniając lokalny zasięg i niezawodną łączność w takich środowiskach.
  • Mobilność i elastyczność: Operacje wojskowe często wiążą się z szybkim wdrażaniem i potrzebą szybkiej konfiguracji sieci. Sieci P5G można szybko wdrożyć, zapewniając łączność na żądanie w terenie, oferując mobilność i elastyczność oraz umożliwiając płynną komunikację nawet podczas ruchu, co ma kluczowe znaczenie dla sieci taktycznych.
  • Odporność i nadmiarowość: Sieci P5G mogą być zaprojektowane z funkcjami redundancji, aby zapewnić odporność w obliczu awarii sieci lub wrogich działań. Wiele punktów dostępu do sieci, nadmiarowe połączenia typu backhaul i rozproszona architektura mogą zwiększyć przeżywalność sieci i utrzymać możliwości komunikacyjne w trudnych warunkach.
  • Bezpieczna komunikacja: Sieci P5G mogą ustanowić szyfrowane i bezpieczne kanały komunikacji dla personelu wojskowego, umożliwiając im przesyłanie poufnych informacji, głosu i danych wideo bez ryzyka przechwycenia lub nieautoryzowanego dostępu. Zaawansowane protokoły szyfrowania stosowane w tych sieciach zwiększają ogólny poziom bezpieczeństwa.

Krótko mówiąc, sieci P5G mają wiele do zaoferowania, co czyni je cenną opcją dla sieci obronnych i taktycznych.

Military_tactical_monitoring

Zastosowania P5G w sieciach obronnych i taktycznych

Sieci P5G oferują liczne zastosowania i korzyści w sieciach obronnych i taktycznych. Niektóre z kluczowych zastosowań obejmują:

  • Dowodzenie i kontrola: Sieci P5G mogą usprawnić operacje dowodzenia i kontroli, zapewniając płynną komunikację między dowódcami, jednostkami terenowymi i centralą. Świadomość sytuacyjna w czasie rzeczywistym, konferencje głosowe i wideo oraz udostępnianie danych stają się bardziej wydajne i skuteczne, usprawniając procesy decyzyjne w dynamicznych środowiskach.
  • Świadomość sytuacyjna w czasie rzeczywistym: Sieci P5G obsługują transmisję danych w czasie rzeczywistym, w tym strumieni wideo, danych z czujników i informacji geolokalizacyjnych. Umożliwia to personelowi wojskowemu kompleksowe i aktualne zrozumienie środowiska operacyjnego, zwiększając świadomość sytuacyjną i świadome podejmowanie decyzji.
  • Aplikacje o znaczeniu krytycznym: Sieci obronne i taktyczne często wymagają transmisji danych w czasie rzeczywistym i komunikacji o niskich opóźnieniach dla aplikacji o znaczeniu krytycznym. Sieci P5G oferują szybką łączność i niskie opóźnienia, umożliwiając aplikacje takie jak strumieniowanie wideo w czasie rzeczywistym, zdalne monitorowanie, systemy bezzałogowe i szkolenia w zakresie rzeczywistości rozszerzonej / wirtualnej (AR / VR).
  • Rzeczywistość rozszerzona (AR) i rzeczywistość wirtualna (VR): Sieci P5G obsługują aplikacje AR/VR w sieciach obronnych i taktycznych. Żołnierze mogą korzystać z zestawów słuchawkowych AR/VR, aby otrzymywać informacje wizualne w czasie rzeczywistym, nakładać mapy cyfrowe, uzyskiwać dostęp do symulacji szkoleniowych i otrzymywać zdalne wskazówki, zwiększając świadomość sytuacyjną i efektywność szkolenia.
  • Systemy bezzałogowe i roboty autonomiczne: Sieci obronne i taktyczne mogą korzystać z łączności P5G dla bezzałogowych systemów powietrznych (UAS), w tym bezzałogowych statków powietrznych (UAV), bezzałogowych pojazdów naziemnych (UGV) i autonomicznych robotów. Sieci P5G są w stanie zapewnić niskie opóźnienia i wysoką przepustowość, co jest niezbędne do sterowania w czasie rzeczywistym, zdalnego monitorowania i transmisji danych dla tych bezzałogowych systemów.
  • Aplikacje obsługujące IoT: Internet rzeczy (IoT) odgrywa znaczącą rolę w sieciach obronnych i taktycznych. Wraz z dojrzewaniem komórkowych technologii IoT, takich jak LTE-M, NB-IoT i RedCap w standardach 3GPP, oczekuje się, że sieci P5G umożliwią wdrożenie wielu połączonych urządzeń, w tym czujników, systemów nadzoru, urządzeń do noszenia i inteligentnych zasobów. Urządzenia te zbierają i przesyłają cenne dane do monitorowania, śledzenia zasobów, logistyki i wspomagania podejmowania decyzji.

To tylko kilka przykładów zastosowania prywatnych sieci 4G/5G w sieciach obronnych i taktycznych. Zaawansowane możliwości tych sieci przyczyniają się do poprawy komunikacji, świadomości sytuacyjnej, dowodzenia i kontroli oraz ogólnej skuteczności operacji wojskowych.

Wymagania dotyczące infrastruktury sieciowej

Ogólnie przyjmuje się, że dla personelu wojskowego i obronnego niezbędne są trzy warstwy sieci. Można je sklasyfikować jako:

  1. Dedykowany fragment sieci publicznej zapewniający ogólnokrajowy zasięg.
  2. Szeroki zasięg w terenie przy użyciu dedykowanego widma.
  3. Opportunistyczny, zlokalizowany zasięg w dowolnym dostępnym spektrum podczas operacji. 

Podczas gdy ogólnokrajowa sieć publiczna zostałaby wdrożona przez operatora sieci komórkowej, sieci P5G będą wymagane w pozostałych dwóch scenariuszach. Rozległa sieć obronna byłaby zazwyczaj wdrażana jako sieć hybrydowa, jeśli zapewniony byłby również dostęp do urządzeń osobistych. Wymagania dotyczące infrastruktury sieciowej dla sieci obronnych i taktycznych różnią się nieco w następujący sposób:

  • Sieć obronna: Radio o dużej mocy z antenami zamontowanymi na szczycie słupa lub wieży, jednostki pasma podstawowego, które są potrzebne w rozwiązaniach o dużej przepustowości, sieć rdzeniowa w przypadku sieci autonomicznej, ale nie jest wymagana w przypadku sieci hybrydowych, generator prądu lub źródło zasilania oraz urządzenia z kartami SIM. Sieci obronne składają się z wielu części i mimo że są ruchome, często wymagają dwóch lub więcej osób.
  • Sieci taktyczne: Sieć w pudełku z antenami, małymi radiami komórkowymi, siecią rdzeniową, sprzętem łączności typu backhaul, jeśli potrzebne jest połączenie z bazą, baterią lub innym sprzętem zasilającym oraz urządzeniami z kartami SIM. Sieci taktyczne są lekkie, ponieważ muszą być mobilne i łatwe do przenoszenia, w plecaku lub w małym pudełku.

Oprócz powyższego, wszelkie aplikacje, które muszą być uruchamiane na urządzeniach, będą również wymagały odpowiedniego serwera aplikacji, który może być samodzielnym serwerem lub może znajdować się na tym samym serwerze co rdzeń.

Te wymagania infrastrukturalne stanowią podstawę dla solidnych, bezpiecznych i elastycznych sieci P5G w środowiskach obronnych i taktycznych. Każde wdrożenie jest unikalne, w związku z czym projekt sieci musi być dostosowany do konkretnych potrzeb i ograniczeń operacyjnych specyficznych dla danego wdrożenia. Zapewnia to niezawodną i skuteczną sieć, zdolną do bezpiecznej komunikacji dla sił zbrojnych.

Pojazdy wojskowe na wzgórzu

Wyzwania związane z wdrażaniem

Wdrażanie sieci P5G w sieciach obronnych i taktycznych może wiązać się z kilkoma wyzwaniami. Oto niektóre z nich, które należy wziąć pod uwagę:

  • Widmo: Sieci obronne i taktyczne potrzebują wielu pasm widma, aby sprostać różnym sytuacjom i scenariuszom. Pozyskanie i wykorzystanie tych pasm częstotliwości może być wyzwaniem, ponieważ są one często ograniczone i ściśle regulowane. Ważne jest również, aby upewnić się, że pasma te nie zostaną nikomu ujawnione, w przeciwnym razie zagłuszacze mogą zostać wdrożone w rzeczywistych sytuacjach, czyniąc sieć bezużyteczną.
  • Słuchawki i inne urządzenia: Ponieważ każda sieć obronna i taktyczna korzysta z własnego zestawu częstotliwości, łatwe uzyskanie urządzeń dla użytkowników końcowych może stać się wyzwaniem. Często muszą one być zaprojektowane specjalnie, nie tylko z punktu widzenia bezpieczeństwa, ale także dla określonego zestawu częstotliwości, które będą używane w sieci.
  • Backhaul: Sieci obronne i taktyczne działają w zróżnicowanych i trudnych środowiskach, w tym w odległych obszarach, środowiskach miejskich i złożonych terenach. Ważne jest, aby mogły komunikować się z bazą i centralą. Wymaga to wielu bezpiecznych i odpornych połączeń typu backhaul, aby zapewnić stałą dostępność kanału komunikacyjnego.
  • Bezpieczeństwo: Bezpieczeństwo jest nadrzędną kwestią w sieciach obronnych i taktycznych. Wdrożenie solidnych środków bezpieczeństwa w celu ochrony przed zagrożeniami cybernetycznymi, nieautoryzowanym dostępem i naruszeniami danych ma kluczowe znaczenie. Ustanowienie bezpiecznych protokołów uwierzytelniania, mechanizmów szyfrowania i systemów wykrywania włamań wymaga starannego planowania i wiedzy specjalistycznej.
  • Interoperacyjność ze starszymi systemami: Organizacje obronne nadal często polegają na szerokiej gamie starszych systemów komunikacyjnych i sprzętu. Zapewnienie interoperacyjności między sieciami P5G a istniejącymi starszymi systemami może być nie tylko wyzwaniem, ale może wymagać starannego planowania i koordynacji, aby uniknąć problemów z kompatybilnością, a także kompromisów w zakresie bezpieczeństwa.
  • Mobilność i szybkie wdrażanie: Operacje obronne i taktyczne wymagają szybkiego wdrażania i mobilności sieci komunikacyjnych. Projektowanie zwinnych sieci P5G, które mogą być szybko wdrażane, rekonfigurowane i przenoszone, ma zasadnicze znaczenie. Pokonanie wyzwań logistycznych, zapewnienie przenośnej infrastruktury oraz spełnienie wymagań dotyczących zasilania i łączności w różnych scenariuszach operacyjnych może być złożone.
  • Szkolenie i wiedza specjalistyczna: Wdrażanie i zarządzanie sieciami P5G wymaga specjalistycznej wiedzy technicznej i doświadczenia. Zapewnienie dostępności przeszkolonego personelu, który może projektować, wdrażać, obsługiwać i utrzymywać te sieci, ma zasadnicze znaczenie. Zapewnienie odpowiedniego szkolenia i wiedzy specjalistycznej personelowi wojskowemu i wykonawcom może stanowić wyzwanie.

Sprostanie tym wyzwaniom wdrożeniowym wymaga ścisłej współpracy między organizacjami obronnymi, dostawcami rozwiązań, organami regulacyjnymi i innymi ekspertami branżowymi. Staranne planowanie, ocena ryzyka i wiedza techniczna są niezbędne, aby sprostać tym wyzwaniom i zapewnić pomyślne wdrożenie sieci P5G w środowiskach obronnych i taktycznych.

Studia przypadków w świecie rzeczywistym

W ostatnich latach pojawiło się wiele ogłoszeń dotyczących wykorzystania sieci P5G do celów obronnych i taktycznych. Oto kilka głośnych zapowiedzi:

  • Departament Obrony USA (DoD): Departament Obrony Stanów Zjednoczonych publicznie wymienił wiele różnych przypadków użycia, w których przewiduje, że sieci P5G odegrają ogromną rolę. W różnych ogłoszeniach podkreślano, w jaki sposób sieci P5G mogą obsługiwać aplikacje AR/VR, zapewniając żołnierzom lepsze doświadczenia szkoleniowe i symulacje sytuacyjne. Inne zapowiedzi podkreślały, w jaki sposób sieci P5G mogą łączyć i zarządzać szeroką gamą urządzeń IoT i czujników, ułatwiając gromadzenie i analizę danych w celu uzyskania lepszej świadomości sytuacyjnej i podejmowania decyzji. Sieci P5G mają również wspierać komunikację między pojazdami autonomicznymi, dronami i systemami bezzałogowymi, zwiększając ich koordynację i kontrolę. Poniższy slajd został udostępniony przez DoD już w 2019 r., kiedy zaczęto zastanawiać się, w jaki sposób łączność 5G może wspierać ich operacje.
DoD_Plan
  • Łotewski operator LMT w ścisłej współpracy z Łotewskimi Narodowymi Siłami Zbrojnymi był odpowiedzialny za uruchomienie pierwszego wojskowego stanowiska testowego 5G w Europie. Miejsce to jest otwarte dla sojuszników NATO, aby wspólnie rozwijać, testować i demonstrować aplikacje 5G w przemyśle obronnym. Niedawno wojskowy ośrodek testowy 5G w Camp Ādaži wdrożył dwie dodatkowe autonomiczne sieci P5G, aby umożliwić scentralizowane testowanie odpowiednich innowacji w różnych sieciach, sprawdzając kompatybilność. Przyszłe plany testowe obejmują zdalne szkolenie personelu obronnego AR/VR, dowodzenie i kontrolę oraz różne czynności konserwacyjne z udziałem zdalnych specjalistów.
  • Norweska Agencja Materiałów Obronnych współpracuje z Telia Norway w celu opracowania taktycznych, prywatnych sieci 5G, które można połączyć z publiczną krajową siecią 5G. Łącząc istniejącą infrastrukturę i oddzielną sieć taktyczną, celem jest stworzenie rozwiązania komunikacyjnego, które jest zarówno bezpieczne, odporne, jak i elastyczne. W sieci publicznej zastosowano podział sieci, aby zapewnić, że dane z sił zbrojnych mogą być oddzielone od innego ruchu w publicznej sieci komórkowej i w razie potrzeby uzyskać priorytet.
  • Hiszpańskie Ministerstwo Obrony ogłosiło niedawno przetargi na instalację prywatnych sieci 5G dla wojska. Jeden z przetargów wymaga uruchomienia dwóch prywatnych autonomicznych sieci 5G dla dwóch obiektów wojskowych w Madrycie. Celem tych dwóch sieci P5G jest zapewnienie usług, między innymi, dla centrów konserwacji pancerników i helikopterów, które znajdują się w tych obiektach.

Wnioski

Prywatne sieci 5G już teraz wykazują potencjał dla sieci obronnych i taktycznych, a ich rola będzie się dalej rozszerzać w miarę dojrzewania technologii i przypadków użycia. Chociaż istnieje wiele wyzwań, które należy rozwiązać, aby przezwyciężyć niedociągnięcia w technologii i rozwiązaniach, istnieje wiele korzyści, które przewyższają ograniczenia. Sieci P5G przechodzą obecnie ograniczone testy i wdrożenia, ale w ciągu najbliższych kilku lat zyskają znacznie większą akceptację, gdy korzyści staną się oczywiste. Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak możemy Ci pomóc.