Telefonia komórkowa pozwoli wykrywać drony. Szwedzka technologia, polski operator

W siedzibie Ericssona w Krakowie 15 października zaprezentowano użycie sieci mobilnych i infrastruktury cywilnej w systemach o znaczeniu krytycznym na rzecz detekcji dronów, które są trudne do wykrycia przez konwencjonalne systemy radarowe. Głównym punktem konferencji była pierwsza poza Skandynawią europejska demonstracja systemu ISAC, który polega na wykrywaniu i śledzeniu dronów przez sieć 5G, uzupełnionego o sensory akustyczne polskiej produkcji. System opracowany przez Ericssona jest testowany przez polskiego operatora sieci komórkowej Play. Za sensory akustyczne odpowiada polska firma Asseco Poland, zaś za infrastrukturę naziemną firma Cellnex. Kluczowym pytaniem pozostaje, kto będzie obsługiwał ten system – wojsko czy infrastruktura cywilna. Udana prezentacja systemu, który wykorzystuje już istniejące maszty telefonii komórkowej, rozpoczyna dyskusję o roli państwa w tym procesie.

ISAC – co to takiego?

Czym jest wspominany system detekcji dronów? ISAC (Integrated Sensing and Communication) to zintegrowany system wykrywania i komunikacji, który ma spinać łączność mobilną z funkcją wykrywania obiektów latających. Warstwę radiową systemu uzupełniają sensory akustyczne Asseco. – W Krakowie, podczas Mobile Networks Defence Day, wspólnie z naszymi partnerami zaprezentowaliśmy, w jaki sposób infrastruktura sieci komórkowych może być wykorzystywana do wykrywania obiektów poruszających się na niskich wysokościach, takich jak drony, z wykorzystaniem technologii ISAC (Integrated Sensing and Communication – zintegrowanej komunikacji i detekcji) – wyjaśnia nam Martin Mellor, Prezes Ericsson Sp. z o.o.

Technologia ta działa poprzez zbieranie i analizowanie odbić emitowanych fal radiowych od poruszających się obiektów. Jest to jedna z najnowszych innowacji w obszarze sieci mobilnych. – Naszym celem jest nawiązanie strategicznych partnerstw z polskimi firmami i instytucjami, aby wspólnie rozpocząć pionierskie wdrożenia tej technologii w 2027 r. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie zarówno w ochronie granic państwowych, jak i infrastruktury krytycznej – wyjaśniał Martin Mellor.

Jak powiedział, system udostępnia w czasie rzeczywistym dane dotyczące trajektorii ruchu wykrytych obiektów, ich wysokości oraz prędkości. Informacje te są przekazywane za pośrednictwem standardowych interfejsów i mogą być wykorzystywane przez instytucje rządowe, organizacje wojskowe oraz podmioty cywilne. – Obecność centrów badawczo-rozwojowych Ericsson w Krakowie i Łodzi, w połączeniu z produkowanymi w Polsce urządzeniami radiowymi Ericsson, zapewnia dodatkowy poziom bezpieczeństwa całego rozwiązania. Jednocześnie sytuacja geopolityczna sprawia, że Polska może stać się jednym z krajów o najwyższym priorytecie dla wdrożenia technologii ISAC – podkreślił Mellor.

Wkład partnerów w projekt ISAC

Jaki jest wkład poszczególnych partnerów w ten projekt? Ericsson dostarczył elementy składające się na system ISAC, a więc radia, basebandy (kluczowy element stacji bazowej sieci komórkowej, który odpowiada za przetwarzanie sygnału cyfrowego, obsługę sieci od 2G do 5G). Play z kolei odpowiada za sieć 5G jako operator, Cellnex dostarczył trzy odpowiednie maszty dla trzech stacji bazowych (na potrzeby testów), a Asseco dostarczyło detektory akustyczne do wykrywania RF (z ang. Radio Frequency) realizowanej przez ISAC.

Jak podkreśla Michał Ziółkowski, członek zarządu i dyrektor ds. technologii Play, nowoczesna sieć telekomunikacyjna to dziś znacznie więcej niż narzędzie komunikacji. – To infrastruktura o charakterze strategicznym i krytycznym, stanowiąca fundament rozwoju gospodarczego, cyfryzacji oraz co niezwykle istotne – bezpieczeństwa państwa i jego mieszkańców. Sieć Play dzięki swojej skali, dostępności i odporności może wspierać budowę zaawansowanych systemów monitorowania oraz ochrony przestrzeni powietrznej, bazując na już istniejących zasobach – mówił. Liczba stacji bazowych Play wzrosła z niemal 9 tys. w 2020 r. do ponad 13,5 tys. obecnie.

Jacek Niewęgłowski z Cellnex Poland wskazał, że jego firma odpowiedzialna jest za powstanie masztów i ich zasilanie. Cellnex dysponuje 18 tys. obiektów w Polsce. Są to zarówno wolnostojące wieże, jak i maszty na istniejących budynkach. Z obiektów Cellnex korzystają operatorzy telekomunikacyjni oraz instytucje państwowe. – Urządzenia (jak BTS, bazowa stacja nadawczo-odbiorcza, która łączy telefon komórkowy lub router z siecią operatora – red.) powinny być montowane wysoko, aby zapewnić linię widzenia i niezakłócony odbiór sygnału radiowego, optycznego lub akustycznego – mówił przedstawiciel firmy. Cellnex współpracuje już z policją, Państwową Strażą Pożarną, Strażą Graniczną i zarządcami dróg.

Grzegorz Bartler, wiceprezes zarządu firmy Asseco Poland, która dostarcza sensory akustyczne dla tego projektu, powiedział, że firma chce zbudować system, który wykryje położenie dronów i ostrzeże infrastrukturę krytyczną, obywateli lub wojsko. – Wciąż brakuje nam informacji o zagrożeniu, w tym wypadku dronowym. Czas, a właściwie jego brak to nasza główna bariera – mówił.

Jak działa ISAC?

Freddie Södergren, wiceprezes Ericssona i odpowiedzialny za krytyczną infrastrukturę oraz sektor obrony w szwedzkiej firmie podkreślił, że rozwiązanie ISAC i wykorzystanie 5G do wykrywania obiektów, w tym dronów ma pomóc w lepszym rozpoznaniu operacyjnym i taktycznym z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury cywilnej. – Celem jest jedna, interoperacyjna cyfrowa sieć szkieletowa dla obronności zamiast izolowanych sieci łączonych usługami IT – powiedział. Ericsson uczestniczy już w standaryzacji wojskowego użycia 5G w NATO i testuje rozwiązania w terenie. – Rosnąca liczba nieautoryzowanych dronów przy granicach, infrastrukturze krytycznej i lotniskach zwiększa potrzebę taniego wykrywania obiektów na dużym obszarze i na małej wysokości. Zasada działania systemu polega na wykrywaniu, lokalizowaniu i śledzeniu obiektów przez analizę sygnałów częstotliwościowych – wyjaśnił.

W przeciwieństwie do klasycznego radaru, w którym jedna lokalizacja nadaje i odbiera sygnał, ISAC wykorzystuje wiele lokalizacji. Obserwacja obiektu z wielu miejsc ma pomóc dostrzegać małe drony i ograniczać fałszywe alarmy. ISAC ma uzupełniać radary wojskowe dalekiego zasięgu, wyspecjalizowane systemy antydronowe oraz czujniki optyczne i akustyczne. Architektura sieci mobilnej ma pomagać wykrywać obiekty lecące nisko, co jest trudne dla tradycyjnych radarów. Dodatkowo rozwiązanie opiera się na infrastrukturze już istniejącej, która już zapewnia maszty, zasilanie i transmisję.

To właśnie sieć telekomunikacyjna stanowi kluczowy element rozwiązań typu ISAC, ponieważ to właśnie już istniejąca infrastruktura radiowa umożliwia jednoczesne świadczenie usług łączności oraz monitorowanie otoczenia. Dzięki wykorzystaniu sygnałów emitowanych przez stacje bazowe możliwe jest wykrywanie obiektów, analiza ruchu czy identyfikacja zmian w otoczeniu bez konieczności budowy odrębnej infrastruktury sensorycznej. Otwiera to nowe możliwości zastosowań w obszarze bezpieczeństwa, zarządzania kryzysowego, ochrony infrastruktury krytycznej czy inteligentnych systemów transportowych.

Jak przebiegała demonstracja, która była kulminacyjnym punktem konferencji o systemie ISAC? Podczas testów wokół krakowskiej siedziby Ericssona, wykorzystano trzy stacje radiowe rozmieszczone w odległości około 250 m od siebie. Każda wykorzystywała system ISAC. System pozwolił na odróżnienie ptaków od dronów. Po klasyfikacji takiego obiektu jako dron, system mógł przesłać tę informację do przyszłego operatora systemu jako potencjalne zagrożenie. Prezentacja pokazała, że ISAC wykrywa prędkość i rozmiar obiektu, ale nie zawsze pozwala jednoznacznie określić konkretny typ drona. Tu jednak z pomocą przychodzą rozwiązania Asseco. Dzięki sensorom akustycznym można uzyskać dodatkową informację o dźwięku silnika oraz kierunku, z którego obiekt nadlatuje. Łączenie danych ma zwiększać prawdopodobieństwo prawidłowej detekcji, dostarczać więcej informacji o obiekcie oraz zmniejszać ryzyko fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych wyników.

Ruszyła gra o operatora systemu

Ericsson zapowiedział sprowadzenie do Polski w przyszłym roku ograniczonej liczby działających systemów do testów w terenie. Mowa o trzech systemach zlokalizowanych w różnych częściach kraju. Szwedzi wskazali pilną potrzebę takich rozwiązań w Polsce. Ericsson chce rozmawiać ze strategicznymi partnerami o roli operatora takiego systemu. Rozmowy mają toczyć się z dużymi organizacjami i instytucjami w Polsce, które chciałyby jako pionierzy testować i charakteryzować rozwiązanie wspólnie z instytucjami badawczymi. Celem jest potwierdzenie technologii przed jej szeroką dostępnością, aby Polska mogła użyć jej od razu po wejściu na rynek.

Kto będzie zarządzał systemem i świadczył usługi jego operatora? Ericsson zapowiedział razem z partnerami pracę nad stworzeniem wielowarstwowego rozwiązania, w którym detekcja radiowa (RF Sensing) realizowana przez infrastrukturę sieci komórkowych będzie uzupełniana danymi pochodzącymi z czujników akustycznych. Połączenie tych technologii ma pozwolić stworzyć bardziej kompleksowy i skuteczny system wykrywania obiektów. – Realizacja takiego rozwiązania wymaga odpowiednich kompetencji w zakresie integracji systemów. Wynikiem działania technologii ISAC jest strumień przetworzonych danych pochodzących z detekcji, który może być wykorzystywany przez inne systemy i platformy. Jesteśmy przekonani, że kluczowe znaczenie ma budowanie odpowiednich partnerstw. Potwierdzeniem tego była jedna z pierwszych demonstracji technologii ISAC podczas wydarzenia Ericsson w Europie poza krajami nordyckimi, która odbyła się dziś w Krakowie – mówi prezes Mellor.

Państwo ma doświadczenie z takimi technologiami

Już po prezentacji, odbył się panel ekspercki z udziałem m.in. przedstawicieli instytucji, które mogłyby w przyszłości stać się operatorem takiego systemu. Dyskutowano m.in. o przyspieszeniu transferu technologii dual-use z sektora cywilnego do wojska i administracji, ze szczególnym naciskiem na telekomunikację, drony, integrację danych oraz ekosystem testowy. Uczestnicy podkreślają konieczność wykorzystania dojrzałych rozwiązań rynkowych, rolę Urzędu Komunikacji Elektronicznej w zarządzaniu integracją sieci. Bartłomiej Pejo, poseł na Sejm RP, przewodniczący Sejmowej Komisji Cyfryzacji, Innowacyjności i Nowoczesnych Technologii, wskazał na potrzebę transferu technologii, który powinien przebiegać z sektora cywilnego do wojskowego, wykorzystując zweryfikowane rozwiązania rynkowe zamiast budowania od zera przez państwo. Jak dodał, luka finansowania między prototypem a wdrożeniem wymaga pomostowych mechanizmów finansowych dla skalowania i dostosowania technologii.

Piotr Kuriata, doradca prezesa Urzędu Komunikacji Elektronicznej podkreślił, że jego instytucja wdraża już innowacje poprzez szybki przydział częstotliwości, integrację prywatnych sieci oraz takie projekty, jak cell broadcast (system pozwala służbom na natychmiastowe przekazywanie komunikatów na telefony osób przebywających na konkretnym terenie). Michał Ziółkowski z firmy Play wskazał na potrzebę szybkich, iteracyjnych (cyklicznych) wdrożeń dual-use (podwójnego zastosowania). Podkreślił znaczenie wcześniejszego angażowania operatorów sieci komórkowej w projektowanie obiektów krytycznych, a także problemy polskiej energetyki z przyłączaniem instalacji energetycznych do sieci. – Energetyka jest wąskim gardłem wdrożeń. Opóźnienia przyłączy blokują uruchamianie stacji bazowych. Operatorzy intensywnie inwestują, ale potrzebują reform administracyjnych, rozwiązań energetycznych i wczesnego udziału w projektowaniu, aby wdrażać dual-use iteracyjnie i skutecznie – powiedział.

Łukasz Chaciński, lider ds. partnerstwa publiczno-prywatnego w Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej (PAŻP), dodał, że eksperci ds. technologii i bezzałogowców rekomendują tworzenie bazy cywilnej infrastruktury gotowej do użycia w kryzysie. – Mówimy tutaj o regularnych ćwiczeniach oraz integracji warstw danych (monitoring, cyfrowe bliźniaki, jak PAŻP system Drone Tower) dla precyzyjnej detekcji i oceny ew. strat – zakończył.

Kto może zostać operatorem tej technologii ISAC w Polsce? O tym możemy przekonać się zapewne już w przyszłym roku.