Comment l'armée se battra en utilisant la 5G dans le spectre électromagnétique

Qu'il s'agisse de regarder des vidéos amusantes de chats ou d'utiliser un système robotique utilisant Internet sans fil, la 5G est devenue un incontournable dans la vie quotidienne de beaucoup.

Mais pour le Pentagone, la technologie des communications est devenue un catalyseur clé pour une autre fonction plus critique - la capacité d'exploiter le spectre électromagnétique pour les opérations.

Selon un rapport du Congressional Research Service publié en août 2021, une quantité importante de systèmes d'armes militaires et d'applications dépendent du spectre électromagnétique - la gamme de fréquences ou de longueurs d'onde de l'énergie électromagnétique - pour fonctionner.

Le spectre prend en charge les opérations militaires d'aujourd'hui en reliant les communications sans fil, les satellites, le renseignement des signaux et les technologies radar qui prennent en charge la connaissance de la situation et la guerre électronique, indique le rapport, intitulé "Aperçu de l'utilisation du spectre électromagnétique par le ministère de la Défense. »

Pour s'assurer que les États-Unis conservent leur avantage sur leurs adversaires dans un spectre électromagnétique de plus en plus complexe, encombré et contesté, ou EMS, le ministère de la Défense a publié sa stratégie de supériorité du spectre électromagnétique en 2020. Il a appelé le ministère à développer des capacités et des politiques qui prennent en charge le spectre électromagnétique. opérations — actions coordonnées pour exploiter, attaquer, protéger et gérer l'environnement électromagnétique.

"Dans la guerre moderne, la supériorité EMS est un indicateur avancé et un élément fondamental pour atteindre la supériorité dans les airs, la terre, la mer, l'espace ou le cyberespace", indique le document.

L'une des technologies émergentes qui, selon le Pentagone, donnera un avantage décisif sur les futurs champs de bataille - en particulier pour les opérations du spectre électromagnétique - est le réseau sans fil de cinquième génération connu sous le nom de 5G, a déclaré Tom Rondeau, directeur principal de FutureG et 5G au bureau du Pentagone. Sous-secrétaire d'Etat à la Défense pour la Recherche et l'Ingénierie.

« Il ne s'agit pas seulement du spectre. Il ne s'agit pas seulement de la radio à la périphérie. Il s'agit du réseau et du contrôle de cette surface radio, et cela devient un outil très puissant à utiliser », a déclaré Rondeau lors d'une table ronde au symposium annuel de l'Association of Old Crows à Washington, DC.

La puissance de la 5G vient de sa capacité à tirer parti des fréquences plus élevées sur le spectre électromagnétique ainsi que des fréquences moyennes et basses accessibles par son prédécesseur la 4G. L'ajout de fréquences haut de gamme permet au département de transmettre de grandes quantités d'informations - telles que les communications critiques nécessaires aux opérations à la périphérie ou les données des capteurs - à une vitesse plus rapide et une latence plus faible, tout en manœuvrant sur le spectre pour effectuer des actions sur le meilleur - fréquence adaptée.

Rondeau a comparé la 4G à une autoroute aux heures de pointe - lente et encombrée de trafic.

« Vous voulez différencier vos services. Vous voulez avoir des routes d'accès et d'autres autoroutes ainsi que des routes et des allées locales », a-t-il déclaré. "Et c'est ce que la 5G commence à nous permettre de faire : différencier ces services et séparer ces ressources de manière à vous permettre de personnaliser le réseau en fonction de votre application."

Un autre avantage de la 5G est la flexibilité supplémentaire qu'elle offre aux utilisateurs grâce à des technologies telles que le découpage du réseau, a déclaré Rondeau. En raison de la conception de l'architecture 5G, les opérateurs peuvent « découper » des parties du réseau 5G et créer un réseau séparé, isolé et sécurisé, adapté aux besoins d'une application.

Ces réseaux sur mesure peuvent répondre à la demande du ministère de la Défense pour des exigences de réseau uniques parmi sa variété de plates-formes, a-t-il déclaré. Dans le passé, les organisations devaient créer des réseaux spécialement conçus à partir de zéro pour des plates-formes individuelles ou respecter les exigences des réseaux partagés comme Link 16, a-t-il noté.

"La 5G va nous permettre de rassembler tout cela et de nous aider à concevoir ces différents services de ressources - le réseau pour la bande passante, la latence, les demandes de qualité de service - par application", a-t-il déclaré.

Le Pentagone a reconnu l'importance de la 5G et ses contributions potentielles aux opérations du spectre électromagnétique. En décembre 2020, le département a publié un plan distinct de mise en œuvre de la stratégie 5G qui décrivait comment il accélérerait son développement – ​​à la fois pour les plates-formes nationales et celles des alliés et partenaires américains.

Depuis la publication de la stratégie, le Pentagone a attribué des contrats pour les tests et l'expérimentation de la 5G sur 16 sites à travers le pays, selon un communiqué de presse du département.

De même, le Congrès a autorisé 120 millions de dollars de plus que la demande de l'administration Biden pour le développement, l'expérimentation et le soutien à la transition de la technologie 5G dans la loi de 2023 sur l'autorisation de la défense nationale.

Le ministère de la Défense pourra également opérer sur le spectre à l'échelle mondiale en utilisant l'infrastructure 5G des États-Unis et de ses alliés, selon le plan de mise en œuvre de la stratégie 5G du Pentagone. Il peut s'agir de réseaux privés, hybrides ou publics, note la stratégie.

Pour les opérations mondiales qui nécessitent l'utilisation de spectres non départementaux, le Pentagone prévoit d'utiliser des technologies 5G "telles que le découpage de réseau de bout en bout et des techniques adaptatives telles que l'utilisation dynamique du spectre pour permettre au DoD d'atteindre la capacité nécessaire pour accomplir la mission". la stratégie lue.

Le major du Corps des Marines Ben Pimentel, officier des communications et ingénieur en électronique, a déclaré que la capacité de mener des opérations sur le spectre électromagnétique parallèlement au trafic réseau normal d'un pays hôte leur donne un avantage pendant les missions de «zone grise» avant les opérations de conflit à grande échelle.

Au cours de cette fenêtre, les Marines cherchent à "provoquer des complications et une réflexion pour l'adversaire", a-t-il déclaré lors du symposium. "Se fondre dans le trafic normal peut être vraiment utile."

"En opérant sur l'infrastructure 5G du pays hôte, avec laquelle nous sommes des alliés ou des partenaires, cela va mettre notre trafic là-bas", a-t-il ajouté. "Si un adversaire veut prendre des mesures contre cela, il va également prendre des mesures contre le réseau de notre allié - et potentiellement nuire à ses propres communications."

Cependant, les États-Unis et leurs alliés ne sont pas les seuls pays à exploiter la 5G pour la guerre électronique. Alors que le spectre devient plus accessible à travers le monde, des adversaires tels que la Chine acquièrent la capacité d'exploiter les vulnérabilités de sécurité contre les États-Unis, a noté la stratégie 5G du Pentagone.

"La complexité et la diversité des réseaux 5G offrent un large éventail d'options potentiellement perturbatrices à un adversaire", lit-on. Le Pentagone pourrait courir le risque qu'un adversaire pirate le réseau ou bloque intentionnellement les communications, a-t-il noté.

Bien que l'exploitation de la 5G pour les opérations du spectre électromagnétique présente des risques de sécurité, le réseau lui-même est conçu avec des mesures de sécurité intégrées à chaque couche, a déclaré Sheryl Genco, conseillère principale de la société mondiale de télécommunications Ericsson. En tant que développeur de communications 5G, l'entreprise travaille avec le ministère de la Défense et les régulateurs des communications commerciales.

« C'est très analogue à ce qui se fait sur une base », a-t-elle déclaré lors de la discussion. « Tout d'abord, vous avez votre périmètre de défense. Ensuite, vous avez de petits anneaux [de] défense autour des bâtiments… sur la base. Et puis vous avez… des agents de sécurité en itinérance. Et c'est exactement ce que le réseau a.

De plus, chaque couche de défense du réseau 5G est renforcée par une architecture Zero Trust, a-t-elle ajouté. Le cadre de cybersécurité exige que tous les utilisateurs et données soient authentifiés et approuvés après chaque interaction numérique.

"Ce processus d'authentification… à chaque étape du chemin à travers le réseau va le rendre plus sécurisé", a déclaré Genco. "Et puis, en plus de tout cela, il existe de nouveaux concepts qui peuvent rendre votre réseau ou rendre votre sécurité de bout en bout plus robuste - l'une de ces choses est le découpage du réseau."

Mais les adversaires militaires ne sont pas les seules entités du spectre électromagnétique dont le ministère de la Défense doit s'inquiéter.

Le besoin de technologies de communication avancées dans le monde de la consommation a entraîné une demande croissante de plusieurs bandes de fréquences auparavant réservées aux agences fédérales, note le rapport 2021 du Congressional Research Service. Avec de plus en plus d'entreprises commerciales qui se pressent dans la 5G, il est possible qu'elles puissent perturber les opérations militaires, lit-on.

Le Pentagone et ses partenaires commerciaux étudient des politiques et des technologies de partage du spectre qui permettront aux secteurs de la défense et du commerce de partager des bandes sur le spectre électromagnétique sans interférence.

Cependant, les décideurs et les parties prenantes parlent de partage du spectre depuis des décennies, essayant d'aligner les incitations des secteurs commercial et fédéral, a noté Rondeau.

« Nous n'avons pas les mêmes incitations, et nous n'aurons jamais les mêmes incitations. Je ne pense pas que ce soit la solution », a-t-il déclaré. "Je préférerais y aller comme, 'Comment pouvons-nous réellement rendre la coexistence possible? Comment pouvons-nous créer des technologies qui peuvent permettre la coexistence et surmonter certains de ces problèmes ? »

Alors que plusieurs agences fédérales et commerciales comprennent encore quelles devraient être les politiques et les normes de partage du spectre, Pimentel a souligné que «les solutions technologiques pour le partage du spectre peuvent atténuer en partie cela».

Même si la 5G est encore une technologie en développement, le Pentagone et l'industrie attendent déjà avec impatience les futures générations de communications - telles que la 6G ou FutureG - et leurs cas d'utilisation pour les opérations du spectre électromagnétique.

Les réseaux de nouvelle génération pourraient conduire à une détection et des communications mieux intégrées, a déclaré Pimental. À mesure que le besoin et la technologie des communications 5G augmentent, la densité et le déploiement de réseaux d'accès radio avancés qui peuvent permettre aux combattants de détecter leur environnement augmentent également, a-t-il déclaré.

"Donc, au lieu de simplement y penser comme une plate-forme de communication, d'un point de vue EW, je vous encouragerais à y penser comme une plate-forme de détection", a-t-il déclaré.

Le Marine Corps développe des capacités qui utilisent les réseaux d'accès radio 5G pour produire des cartes du spectre des fréquences radio afin de donner au service une idée de ce qui se passe sur différentes fréquences à différents endroits, a-t-il déclaré.

La capacité pourrait également aider le Corps à identifier des cibles possibles ou même à atténuer les interférences sur le spectre "qui constitue désormais la base d'une mission de soutien électronique, qui peut informer l'attaque électronique", a-t-il déclaré.

Genco a ajouté qu'à mesure que l'innovation se poursuit, les futures générations de communications sans fil s'appuieront sur la technologie 5G tout en ouvrant simultanément de nouveaux marchés et entreprises autour de cette capacité.

Le sans fil de nouvelle génération est la concrétisation de la promesse 5G, a-t-elle déclaré. « C'est une connectivité illimitée, tout peut être connecté. C'est des millions de capteurs dans un kilomètre carré - ça me coupe le souffle.

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