Cómo lucharán los militares usando 5G en el espectro electromagnético

Ya sea para buscar videos divertidos de gatos u operar un sistema robótico a través de Internet inalámbrico, 5G se ha convertido en un elemento básico en la vida cotidiana de muchos.

Pero para el Pentágono, la tecnología de las comunicaciones se ha convertido en un factor clave para otra función más crítica: la capacidad de aprovechar el espectro electromagnético para las operaciones.

Una cantidad significativa de sistemas y aplicaciones de armas militares dependen del espectro electromagnético (el rango de frecuencias o longitudes de onda de la energía electromagnética) para funcionar, según un informe del Servicio de Investigación del Congreso publicado en agosto de 2021.

El espectro respalda las operaciones militares actuales al vincular las comunicaciones inalámbricas, los satélites, la inteligencia de señales y las tecnologías de radar que respaldan la conciencia situacional y la guerra electrónica, dice el informe, titulado “Descripción general del uso del espectro electromagnético por parte del Departamento de Defensa."

Para garantizar que Estados Unidos mantenga su ventaja sobre los adversarios en un espectro electromagnético cada vez más complejo, congestionado y disputado, o EMS, el Departamento de Defensa lanzó su Estrategia de Superioridad del Espectro Electromagnético en 2020. Instó al departamento a desarrollar capacidades y políticas que respalden el espectro electromagnético. operaciones: acciones coordinadas para explotar, atacar, proteger y gestionar el entorno electromagnético.

“En la guerra moderna, la superioridad de EMS es un indicador principal y un componente fundamental para lograr la superioridad en el aire, la tierra, el mar, el espacio o el ciberespacio”, dice el documento.

Una de las tecnologías emergentes que el Pentágono cree que dará una ventaja decisiva en los campos de batalla futuros, especialmente para las operaciones del espectro electromagnético, es la red inalámbrica de quinta generación conocida como 5G, dijo Tom Rondeau, director principal de FutureG y 5G en la Oficina del Pentágono. Subsecretario de Defensa para Investigación e Ingeniería.

“No se trata sólo del espectro. No se trata solo de la radio en el borde. Se trata de la red y el control de esa superficie de radio, y eso se convierte en una herramienta realmente poderosa para que la usemos”, dijo Rondeau durante un panel de discusión en el simposio anual de la Association of Old Crows en Washington, DC.

El poder de 5G proviene de su capacidad para aprovechar las frecuencias más altas en el espectro electromagnético, así como las frecuencias de rango medio y bajo accesibles por su predecesor 4G. La adición de frecuencias de alto rango permite que el departamento transmita grandes cantidades de información, como comunicaciones críticas necesarias para operaciones en el borde o datos de sensores, a una velocidad más rápida y con una latencia más baja, mientras maniobra alrededor del espectro para realizar acciones en la mejor forma. -Frecuencia adecuada.

Rondeau comparó la 4G con una autopista durante la hora pico: lenta y congestionada por el tráfico.

“Quieres diferenciar tus servicios. Quiere tener caminos de acceso y otras carreteras y caminos locales y caminos de entrada”, dijo. “Y eso es lo que 5G comienza a permitirnos hacer: diferenciar esos servicios y dividir esos recursos de una manera que le permita personalizar la red para su aplicación”.

Otro beneficio de 5G es la flexibilidad adicional que brinda a los usuarios a través de tecnologías como la división de redes, dijo Rondeau. Debido al diseño de la arquitectura 5G, los operadores pueden "cortar" partes de la red 5G y crear una red separada, aislada y segura que se adapte a las necesidades de una aplicación.

Esas redes adaptadas pueden satisfacer la demanda del Departamento de Defensa de requisitos de red únicos entre su variedad de plataformas, dijo. En el pasado, las organizaciones tenían que crear redes especialmente diseñadas desde cero para plataformas individuales o cumplir con los requisitos para redes compartidas como Link 16, señaló.

“5G nos permitirá unir eso y ayudarnos a diseñar esos diferentes servicios de recursos, la red para demandas de ancho de banda, latencia, calidad de servicio, por aplicación”, dijo.

El Pentágono ha reconocido la importancia de 5G y sus posibles contribuciones a las operaciones del espectro electromagnético. En diciembre de 2020, el departamento publicó un plan de implementación de la estrategia 5G por separado que describía cómo aceleraría su desarrollo, tanto para las plataformas nacionales como para las de los aliados y socios de EE. UU.

Desde la publicación de la estrategia, el Pentágono ha otorgado contratos para pruebas y experimentación de 5G en 16 ubicaciones en todo el país, según un comunicado de prensa del departamento.

Asimismo, el Congreso autorizó $120 millones más que la solicitud de la administración Biden para el desarrollo, la experimentación y la transición de la tecnología 5G en la Ley de Autorización de la Defensa Nacional de 2023.

El Departamento de Defensa también podrá operar en el espectro a nivel mundial utilizando la infraestructura 5G de los Estados Unidos y sus aliados, según el plan de implementación de la estrategia 5G del Pentágono. Estas podrían ser redes privadas, híbridas o públicas, señaló la estrategia.

Para las operaciones globales que requieren el uso de espectros que no pertenecen al departamento, el Pentágono planea usar tecnologías 5G "como el corte de red de extremo a extremo y técnicas adaptativas como la utilización dinámica del espectro para permitir que el Departamento de Defensa logre la capacidad necesaria para cumplir la misión". decía la estrategia.

El mayor del Cuerpo de Marines Ben Pimentel, oficial de comunicaciones e ingeniero electrónico, dijo que la capacidad de realizar operaciones de espectro electromagnético junto con el tráfico de red normal de una nación anfitriona les da una ventaja durante las misiones de "zona gris" antes de las operaciones de conflicto a gran escala.

Durante esta ventana, los infantes de marina buscan “brindar complicaciones y pensamiento para el adversario”, dijo en el simposio. “Mezclarse en el tráfico normal puede ser realmente útil”.

“Operar en la infraestructura 5G de la nación anfitriona, con la que somos aliados o socios, pondrá nuestro tráfico allí”, agregó. "Si un adversario quiere tomar medidas contra eso, también tomará medidas contra la red de nuestro aliado, y potencialmente dañará sus propias comunicaciones".

Sin embargo, Estados Unidos y sus aliados no son las únicas naciones que aprovechan la 5G para la guerra electrónica. A medida que el espectro se vuelve más accesible en todo el mundo, adversarios como China obtienen la capacidad de explotar las vulnerabilidades de seguridad contra Estados Unidos, señaló la estrategia 5G del Pentágono.

“La complejidad y diversidad de las redes 5G ofrecen una amplia gama de opciones potencialmente disruptivas para un adversario”, decía. El Pentágono podría correr el riesgo de que un adversario piratee la red o interfiera intencionalmente en las comunicaciones, señaló.

Si bien operar 5G para operaciones de espectro electromagnético tiene riesgos de seguridad, la red en sí está diseñada con medidas de seguridad integradas en cada capa, dijo Sheryl Genco, asesora principal de la empresa global de telecomunicaciones Ericsson. Como desarrollador de comunicaciones 5G, la empresa trabaja con el Departamento de Defensa y los reguladores de comunicaciones comerciales.

“Es muy similar a lo que se hace sobre una base”, dijo durante la discusión. “Primero, tienes tu defensa perimetral. Luego tienes pequeños anillos [de] defensa alrededor de los edificios... en la base. Y luego tienes... agentes de seguridad deambulando. Y eso es exactamente lo que tiene la red”.

Además, cada capa de defensa en la red 5G está reforzada por una arquitectura de confianza cero, agregó. El marco de seguridad cibernética requiere que todos los usuarios y datos sean autenticados y aprobados después de cada interacción digital.

“Este proceso de autenticación… en cada paso del camino a través de la red la hará más segura”, dijo Genco. “Y luego, además de todo, hay nuevos conceptos que pueden hacer que su red o hacer que su seguridad de extremo a extremo sea más robusta; una de esas cosas es el corte de red”.

Pero los adversarios militares no son las únicas entidades en el espectro electromagnético de las que el Departamento de Defensa debe preocuparse.

La necesidad de tecnologías de comunicación avanzadas en el mundo del consumidor ha provocado una creciente demanda de múltiples bandas de frecuencia que antes estaban reservadas para las agencias federales, señaló el informe del Servicio de Investigación del Congreso de 2021. Con más empresas comerciales acercándose a 5G, existe la posibilidad de que puedan interrumpir las operaciones militares, se lee.

El Pentágono y sus socios comerciales están investigando políticas y tecnologías para compartir espectro que permitirán que tanto los sectores comerciales como de defensa compartan bandas en el espectro electromagnético sin interferencias.

Sin embargo, los legisladores y las partes interesadas han estado hablando de compartir el espectro durante décadas, tratando de alinear los incentivos de los sectores comercial y federal, señaló Rondeau.

“No tenemos los mismos incentivos, y nunca tendremos los mismos incentivos. No creo que esa sea la solución”, dijo. “Prefiero abordarlo como, '¿Cómo hacemos realmente factible la coexistencia? ¿Cómo construimos tecnologías que puedan permitir la coexistencia y superar algunos de estos problemas?'”

Si bien varias agencias federales y comerciales todavía están entendiendo cuáles deberían ser las políticas y los estándares para compartir el espectro, Pimentel enfatizó que “las soluciones tecnológicas para compartir el espectro pueden aliviar algo de eso”.

Si bien 5G aún es una tecnología en desarrollo, el Pentágono y la industria ya esperan con ansias las futuras generaciones de comunicaciones, como 6G o FutureG, y sus casos de uso para operaciones de espectro electromagnético.

Las redes de próxima generación podrían conducir a una mejor detección y comunicaciones integradas, dijo Pimental. A medida que crece la necesidad y la tecnología de las comunicaciones 5G, también crece la densidad y el despliegue de redes de acceso de radio avanzadas que pueden permitir a los combatientes detectar su entorno, dijo.

“Entonces, en lugar de pensar en ello como una plataforma de comunicación, desde una perspectiva de EW, los animo a pensar en ello como una plataforma de detección”, dijo.

El Cuerpo de Marines está desarrollando capacidades que usan redes de acceso de radio 5G para producir mapas de espectro de frecuencia de radio para darle al servicio una idea de lo que sucede en diferentes frecuencias en diferentes lugares, dijo.

La capacidad también podría ayudar al Cuerpo a identificar posibles objetivos o incluso mitigar la interferencia en el espectro “que ahora forma la base para una misión de apoyo electrónico, que puede informar el ataque electrónico”, dijo.

Genco agregó que a medida que continúa la innovación, las futuras generaciones de comunicaciones inalámbricas se basarán en la tecnología 5G y, al mismo tiempo, abrirán nuevos mercados y negocios en torno a la capacidad.

La tecnología inalámbrica de próxima generación es la realización de la promesa 5G, dijo. “Es conectividad sin límites, todo se puede conectar. Son millones de sensores en un kilómetro cuadrado, simplemente me sorprende”.

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