5G : Apporter la bande passante à la pointe de la lance

May 15, 2023

Photo Nokia

Les annales de l'histoire militaire regorgent d'histoires où le rôle de la communication - ou son absence - a fait pencher la balance dans une bataille. Pendant la guerre civile, par exemple, les deux parties ont pleinement profité d'une technologie révolutionnaire - le télégraphe - pour établir une communication bidirectionnelle en temps quasi réel entre les dirigeants et les commandants sur le terrain. Mais Robert E. Lee a perdu la trace de l'un de ses atouts les plus importants lors de la bataille de Gettysburg ; il ne savait pas où se trouvaient JEB Stuart et sa cavalerie et ne les retrouvait pas. Le Nord a gagné la bataille et le Sud n'a plus jamais pu retrouver son élan.

Quatre-vingts ans plus tard, la capacité des Alliés à intercepter et décrypter le code Enigma de l'Allemagne nazie était cruciale pour gagner la Seconde Guerre mondiale. En d'autres termes, au combat, le camp avec des communications supérieures détient un avantage significatif.

Aujourd'hui, l'omniprésence des technologies de l'information dans l'armée transforme la fonction de communication elle-même. L'armée américaine est passée à un espace de combat interconnecté, où les données doivent se déplacer de manière transparente entre l'air, la terre, la mer, l'espace et le cyber en temps réel. Cela signifie qu'il existe un besoin de bande passante Internet, capable de prendre en charge des demandes de données ultra-élevées - un réseau alimenté par la 5G.

L'environnement changeant du champ de bataille

La communication vocale, que ce soit par téléphone ou par radio, est une fonction essentielle des réseaux de communication depuis des décennies. Les courriers devaient cependant fournir d'autres informations, telles que des photos des mouvements de troupes, des obstacles physiques et artificiels, de l'équipement et des armes des adversaires. Ils pouvaient être décrits à la radio, mais ils ne pouvaient pas être transmis.

La révolution des technologies de l'information (TI) a modifié cette limitation de manière importante. Par exemple, les satellites pourraient transmettre des images en temps quasi réel aux commandants au sol, à condition qu'ils disposent du bon équipement pour les recevoir. Les dirigeants du Pentagone, de la Maison Blanche et de tous les commandements centraux pouvaient observer les événements au fur et à mesure qu'ils se déroulaient.

Il est important de rappeler que cette avancée est récente. Le raid sur la maison d'Oussama ben Laden au Pakistan remonte à une douzaine d'années, en mai 2011.

Pendant ce temps, les innovations dans tous les domaines, de l'équipement des systèmes de champ de bataille avec des capacités de calcul et de communication intégrées aux drones équipés de vidéo ou aux petits capteurs abordables, ont toutes généré une explosion d'informations numérisées. Aujourd'hui, les réseaux de champ de bataille modernes sont de plus en plus responsables non seulement des communications vocales, mais également de données volumineuses et variées, notamment des images fixes, des vidéos, des données de capteurs, des cartes, des données de connaissance de la situation et des informations d'inventaire. Ces réseaux doivent rassembler toutes ces données, les envoyer pour analyse par des ressources de calcul distantes, puis redistribuer les fruits de cette analyse sur le champ de bataille.

Mais toutes ces données, aussi cruciales soient-elles ou urgentes, doivent toujours se disputer une bande passante réseau limitée sur un champ de bataille contesté. C'est là qu'intervient l'utilisation de la technologie 5G.

Apporter la capacité et les capacités de la 5G à l'espace de combat

Contrairement aux systèmes de communication militaires traditionnels conçus pour une commande et un contrôle vocaux à canal unique, la 5G est conçue pour fournir des connexions de données à haut débit à de nombreux appareils et utilisateurs simultanément. Il ne s'agit pas uniquement, ni même principalement, de communications vocales. Il s'agit d'acquérir et de distribuer des données de renseignement, de surveillance et de reconnaissance (ISR) et d'exécuter des applications telles que le kit Android Team Awareness (ATAK), une infrastructure géospatiale Android et une application de connaissance de la situation qui permet aux utilisateurs de naviguer, de localiser et d'atténuer les menaces, et de partager des informations entre eux-mêmes.

Le ministère de la Défense étudie l'utilisation de la 5G dans l'espace de combat. L'un des efforts consiste à le fournir aux bases d'opérations avancées (FOB), qui sont installées près de l'endroit où les combats sont attendus et servent de points de lancement pour les troupes, les véhicules et les systèmes d'armes. Dans ce scénario, les capacités 5G doivent prendre en charge une plus grande empreinte géographique, de nombreux utilisateurs et la gamme complète des flux de données, des satellites aux drones, des capteurs au cloud computing.

La deuxième façon dont la 5G s'adapte à l'espace de combat est d'améliorer radicalement la capacité de communication à "la pointe de la lance" - les combattants dans la bataille. Il fonctionne avec une large gamme d'appareils à faible coût, tels que les smartphones, les tablettes, les capteurs, les caméras et les drones, et dispose de la bande passante pour des milliers d'appareils à la fois.

Mais il y a des contraintes et des défis à l'utilisation de la 5G dans un contexte de combat. Le premier est de répondre aux exigences de taille, de poids et de puissance tout en le gardant "durci" pour le protéger dans un environnement hostile. Pour une petite « bulle » 5G unique, une solution montée sur véhicule ou sur sac à dos qui fonctionne sur batterie ou sur l'alimentation du véhicule doit avoir un facteur de forme petit et léger.

Par exemple, Nokia a développé Banshee en partenariat avec Fenix ​​Group, Inc., un réseau 4G/5G tout-en-un qui répond aux exigences physiques que les troupes doivent transporter dans l'espace de combat. Lorsque Banshee est allumé, il fournit une couverture 4G/5G aux combattants déployés pour utiliser des smartphones prêts à l'emploi approuvés par l'Agence de sécurité nationale pour se connecter les uns aux autres, acquérir des flux vidéo à partir de caméras montées sur drone, accéder aux données ISR et surveiller le la biométrie sous-jacente (fréquence cardiaque, pression artérielle, etc.) des personnes du réseau, entre autres capacités.

Il s'agit d'une innovation importante qui diffère des déploiements commerciaux de la 5G. "La technologie a été principalement conçue pour les opérateurs de réseaux mobiles commerciaux", explique Ken Riordan, architecte principal de Nokia, Federal Division. "Ils ont des équipes d'ingénieurs hautement qualifiés pour concevoir, construire et exploiter de grands réseaux qui couvrent de vastes zones géographiques prenant en charge des millions d'utilisateurs. Banshee est déjà configuré, de sorte que lorsqu'il est allumé, il configure sa bulle et communique immédiatement avec les appareils cellulaires dans sa zone."

Bien que ces bulles sur le terrain puissent sembler relativement petites, elles peuvent se localiser et s'interconnecter de manière autonome, élargissant la portée territoriale et créant un réseau maillé pour un déploiement de troupes beaucoup plus important. Et des solutions 5G plus importantes peuvent être situées au niveau des FOB et s'engrener avec des unités déployées à l'avant.

Deuxièmement, une solution 5G doit pouvoir s'intégrer dans les systèmes de communication militaires plus larges, tels que les radios tactiques du réseau mobile ad hoc (MANET), le réseau tactique intégré (ITN) de l'armée, la communication par satellite et d'autres systèmes de communication hérités pour atteindre son potentiel— l'intégration de la 5G dans la capacité globale de communication lui permettra d'améliorer les capacités dans l'espace de combat.

Comme les transmissions radio sans fil, la 5G peut être détectée, interceptée et/ou brouillée. Il existe des moyens d'atténuer ces risques. Il est difficile de brouiller un réseau 5G car il peut fonctionner dans de nombreuses parties différentes du spectre des fréquences radio, avec un smartphone typique qui prend en charge des dizaines de bandes allant de 600 MHz à 39 GHz. En ce qui concerne l'interception, le cryptage - algorithmes post-quantiques et résistants aux quantiques - fait partie de la réponse et il existe d'autres techniques pour éviter de révéler le type de données, comme un flux vidéo, qui est transmis.

Apporter la technologie commerciale 5G au combat

L'une des raisons pour lesquelles la 5G représente un changement radical pour les troupes dans l'espace de combat est qu'il s'agit d'une technologie commerciale pleinement réalisée, largement déployée dans tout le secteur privé en utilisant des normes bien définies. De nombreux résidents américains, sinon la plupart, connaissent ses avantages, grâce aux services de streaming, aux téléviseurs haute définition et aux jeux à forte intensité graphique, pour n'en nommer que quelques-uns.

Par conséquent, les militaires présents dans l'espace de combat ont des attentes quant au fonctionnement de leurs appareils de communication : leur vitesse et leur précision, la qualité des images qu'ils transmettent et la facilité avec laquelle les troupes peuvent partager des informations. Ils s'attendent à ce qu'une application comme ATAK fonctionne aussi bien que les applications qu'ils utilisent à la maison.

"Il y a des milliards d'abonnés sur cette planète, et cette réalité a permis à la 5G de créer des capacités à la fois très puissantes et économiques", a déclaré Riordan. "Cette réalité économique est fondamentale pour que l'armée tire parti de la 5G."

L'utilisation de ce type de technologie commerciale est rentable pour l'armée, même en tenant compte de la personnalisation nécessaire telle que le durcissement. Cela fait de la 5G un bon choix pour les exigences des opérations conjointes de commandement et de contrôle de tous les domaines (JADC2) dans toutes les branches ainsi qu'avec et parmi les alliés américains.

Conclusion

Les communications militaires ont parcouru un long chemin depuis le télégraphe qui a eu un tel impact sur la guerre civile. Les anciens systèmes de communication vocale tels que la radio et le téléphone font toujours partie intégrante du paysage militaire.

L'utilisation de la 5G occupe un créneau que les systèmes existants ne desservent pas, et c'est un créneau qui croît rapidement à mesure que le volume de données générées par l'informatique et l'Internet des objets (par exemple, les capteurs) devient un tsunami. Il offre un avantage concurrentiel dans l'espace de combat, tout en ouvrant la perspective d'une technologie militaire encore plus avancée.

Pour plus d'informations : nokia.com/defense