5G: llevar el ancho de banda a la punta de la lanza

May 15, 2023

Foto de Nokia

Los anales de la historia militar están llenos de relatos en los que el papel de la comunicación, o la falta de ella, inclinó la balanza en una batalla. Durante la Guerra Civil, por ejemplo, ambos bandos aprovecharon al máximo una tecnología revolucionaria, el telégrafo, para lograr una comunicación bidireccional casi en tiempo real entre los líderes y los comandantes de campo. Pero Robert E. Lee perdió el rastro de uno de sus activos más importantes durante la Batalla de Gettysburg; no sabía dónde estaban JEB Stuart y su caballería y no pudo encontrarlos. El Norte ganó la batalla y el Sur nunca más pudo recuperar el impulso.

Ochenta años después, la capacidad de los Aliados para interceptar y descifrar el código Enigma de la Alemania nazi fue crucial para ganar la Segunda Guerra Mundial. En otras palabras, en combate el lado con comunicaciones superiores tiene una ventaja significativa.

Hoy en día, la ubicuidad de la tecnología de la información en las fuerzas armadas está transformando la función de comunicación en sí. El ejército de los EE. UU. se ha trasladado a un espacio de batalla interconectado, donde los datos deben moverse sin problemas entre el aire, la tierra, el mar, el espacio y el ciberespacio en tiempo real. Eso significa que existe una necesidad de ancho de banda de Internet, capaz de soportar demandas de datos ultra altas: una red con tecnología 5G.

El entorno cambiante del campo de batalla

La comunicación de voz, ya sea por teléfono o por radio, ha sido una función central de las redes de comunicaciones durante décadas. Sin embargo, los mensajeros tenían que entregar otra información, como fotos de movimientos de tropas, obstáculos físicos y artificiales, equipos y armas de los oponentes. Se podían describir por radio, pero no se podían transmitir.

La revolución de la tecnología de la información (TI) cambió esa limitación de manera importante. Por ejemplo, los satélites podían transmitir imágenes casi en tiempo real a los comandantes en tierra, siempre que tuvieran el equipo adecuado para recibirlas. Los líderes del Pentágono, la Casa Blanca y todos los comandos centrales podían observar los acontecimientos a medida que se desarrollaban.

Es importante recordar que este avance es reciente. La redada en la casa de Osama bin Laden en Pakistán fue hace apenas una docena de años, en mayo de 2011.

Mientras tanto, las innovaciones en todo, desde equipar los sistemas del campo de batalla con capacidades integradas de cómputo y comunicaciones hasta drones equipados con video o sensores pequeños y asequibles, han generado una explosión de información digitalizada. Hoy en día, las redes modernas del campo de batalla son cada vez más responsables no solo de las comunicaciones de voz, sino también de datos grandes y variados, que incluyen imágenes fijas, videos, datos de sensores, mapas, datos de conciencia situacional e información de inventario. Estas redes deben recopilar todos esos datos, enviarlos para su análisis mediante recursos informáticos remotos y luego distribuir los frutos de ese análisis al campo de batalla.

Pero todos esos datos, sin importar cuán cruciales o urgentes sean, aún deben competir por un ancho de banda de red limitado en un campo de batalla disputado. Aquí es donde entra el uso de la tecnología 5G.

Llevando capacidad 5G, capacidades al espacio de batalla

A diferencia de los sistemas de comunicaciones militares tradicionales construidos para comando y control basados ​​en voz de un solo canal, 5G está diseñado para proporcionar conexiones de datos de alta velocidad a muchos dispositivos y usuarios simultáneamente; no se trata únicamente, ni siquiera principalmente, de comunicaciones de voz. Se trata de adquirir y distribuir datos de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) y ejecutar aplicaciones como Android Team Awareness Kit (ATAK), una aplicación de conocimiento de la situación y la infraestructura geoespacial de Android que permite a los usuarios navegar, localizar y mitigar amenazas, y compartir información entre ellos mismos.

El Departamento de Defensa está explorando el uso de 5G en el espacio de batalla. Un esfuerzo es proporcionarlo a las bases de operaciones avanzadas (FOB, por sus siglas en inglés), que se establecen cerca de donde se espera el combate y sirven como puntos de lanzamiento para las tropas, los vehículos y los sistemas de armas. En este escenario, las capacidades 5G deben admitir una huella geográfica más grande, muchos usuarios y la gama completa de flujos de datos, desde satélites hasta drones, sensores y computación en la nube.

La segunda forma en que 5G se adapta al espacio de batalla es mejorando radicalmente la capacidad de comunicación en "la punta de la lanza": los combatientes en la batalla. Funciona con una amplia gama de dispositivos de bajo costo, como teléfonos inteligentes, tabletas, sensores, cámaras y drones, y tiene el ancho de banda para miles de dispositivos a la vez.

Pero existen limitaciones y desafíos para usar 5G en un entorno de combate. El primero es lograr los requisitos de tamaño, peso y potencia mientras se mantiene "endurecido" para protegerlo en un entorno hostil. Para una "burbuja" pequeña y única de 5G, una solución de mochila o montada en un vehículo que funciona con batería o energía del vehículo debe tener un factor de forma pequeño y liviano.

Por ejemplo, Nokia ha desarrollado Banshee en asociación con Fenix ​​Group, Inc., una red 4G/5G todo en uno que se ajusta a los requisitos físicos para que las tropas transporten en el espacio de batalla. Cuando Banshee está encendido, brinda cobertura 4G/5G para que los combatientes desplegados usen teléfonos inteligentes listos para usar aprobados por la Agencia de Seguridad Nacional para conectarse entre sí, adquirir transmisiones de video de cámaras montadas en drones, acceder a datos ISR y monitorear el datos biométricos subyacentes (frecuencia cardíaca, presión arterial, etc.) de los que están en la red, entre otras capacidades.

Esta es una innovación importante que difiere de las implementaciones comerciales de 5G. "La tecnología fue diseñada principalmente para operadores comerciales de redes móviles", dice Ken Riordan, arquitecto principal de Nokia, División Federal. “Cuentan con equipos de ingenieros altamente capacitados para diseñar, construir y operar grandes redes que cubren amplias áreas geográficas que dan soporte a millones de usuarios. Banshee ya viene configurado, de modo que cuando se enciende arma su burbuja y se comunica de inmediato con los dispositivos celulares en su zona".

Si bien estas burbujas en el campo pueden parecer relativamente pequeñas, pueden ubicarse e interconectarse entre sí de manera autónoma, expandiendo el rango territorial y creando redes de malla para un despliegue de tropas mucho más grande. Y las soluciones 5G más grandes se pueden ubicar en FOB y combinarse con unidades desplegadas hacia adelante.

En segundo lugar, una solución 5G debe poder integrarse en los sistemas de comunicación militar más amplios, como las radios tácticas de la red ad hoc móvil (MANET), la Red Táctica Integrada (ITN) del Ejército, la comunicación por satélite y otros sistemas de comunicación heredados para alcanzar su potencial: la integración de 5G en la capacidad general de comunicaciones le permitirá mejorar las capacidades en todo el espacio de batalla.

Al igual que las transmisiones de radio inalámbricas, 5G se puede detectar, interceptar y/o bloquear. Hay maneras de mitigar estos riesgos. Es difícil bloquear una red 5G porque puede operar en muchas partes diferentes del espectro de frecuencia de radio, con un teléfono inteligente típico que admite docenas de bandas que van desde 600 MHz hasta 39 GHz. En cuanto a la intercepción, el cifrado (algoritmos poscuánticos y resistentes a los cuánticos) es parte de la respuesta y existen otras técnicas para evitar revelar qué tipo de datos, como una transmisión de video, se está transmitiendo.

Llevando la tecnología 5G comercial a la lucha

Una forma en que 5G es un punto de partida radical para las tropas en el espacio de batalla es que es una tecnología comercial completamente desarrollada, ampliamente implementada en todo el sector privado utilizando estándares bien definidos. Muchos, si no la mayoría, de los residentes de EE. UU. están familiarizados con sus beneficios, gracias a los servicios de transmisión, televisores de alta definición y juegos con muchos gráficos, por nombrar algunos.

Como resultado, el personal militar en el espacio de batalla trae consigo expectativas sobre cómo funcionarán sus dispositivos de comunicación: su velocidad y precisión, la calidad de las imágenes que transmiten y la facilidad con que las tropas pueden compartir información. Esperan que una aplicación como ATAK funcione tan bien como las aplicaciones que usan en casa.

"Hay miles de millones de suscriptores en este planeta, y esa realidad ha resultado en la creación de capacidades 5G que son económicas y de muy alta potencia", dijo Riordan. "Esa realidad económica es fundamental para el aprovechamiento militar de 5G".

El uso de este tipo de tecnología comercial es rentable para los militares, incluso teniendo en cuenta la personalización necesaria, como el endurecimiento. Eso hace que 5G se ajuste bien a los requisitos de las operaciones conjuntas de comando y control de todos los dominios (JADC2) en todas las sucursales, así como con y entre los aliados de EE. UU.

Conclusión

Las comunicaciones militares han recorrido un largo camino desde el telégrafo que tuvo tanto impacto en la Guerra Civil. Los sistemas de comunicación de voz heredados existentes, como la radio y el teléfono, siguen siendo una parte esencial del panorama militar.

El uso de 5G llena un nicho que los sistemas heredados no cubren, y es un nicho que crece rápidamente a medida que el volumen de datos generados por TI e Internet de las cosas (por ejemplo, sensores) se convierte en un tsunami. Proporciona una ventaja competitiva en el espacio de batalla, al tiempo que abre la perspectiva de una tecnología militar aún más avanzada.

Para más información: nokia.com/defense