IoT-yhteydet puolustusalalla: kattava opas sotilaalliseen IoMT:hen

Puoli vuosisataa myöhemmin suunta on kääntynyt päinvastaiseksi. Esineiden internet (IoT) – teknologia, jota ovat muokanneet pääasiassa kuluttajalaitteet ja teolliset anturit – on palaamassa takaisin puolustusmaailmaan, josta se alun perin sai alkunsa, ja se saapuu mukanaan uuden nimen: sotilaallisten esineiden internet eli IoMT.

Com4:n kaltaiselle yhteyksien tarjoajalle tämä kiertokulku on syytä pysähtyä pohtimaan. Samat rakennuspalikat, joita käytämme älyverkoissa, logistiikkakalustossa ja verkkoon liitetyissä tehtaissa – turvallinen SIM-tunnistus, laitteiden etähallinta ja joustava moniverkkopeitto – ovat nyt juuri niitä ominaisuuksia, joita puolustus- ja hallinto-organisaatiot tarvitsevat tukikohtiensa modernisointiin, toimitusketjujen suojaamiseen ja anturiverkkojen ylläpitämiseen paikoissa, joissa yhteyksien saaminen on aina ollut vaikein ratkaistava ongelma.

Tässä artikkelissa tarkastellaan, mitä puolustuksen IoT oikeastaan on, miksi sotilasalan suunnittelijat ja EU:n toimielimet investoivat siihen juuri nyt ja mitä ”turvallisen, kestävän yhteyden” on tarkoitettava, kun SIM-kortin toisessa päässä oleva ympäristö ei ole varasto tai tuulipuisto, vaan etukäyttöasema, rannikko tai kiistanalainen kaupunkialue.

Mikä on sotilaallinen esineideninternet (IoMT)?

Sotilaallinen esineiden internet on kuluttaja- ja teollisen IoT:n puolustuskäyttöön kehitetty versio: anturien, puettavien laitteiden, ajoneuvojen, droonien ja johtojärjestelmien verkosto, joka kerää, jakaa ja hyödyntää dataa jatkuvasti antaakseen sotilaskomentajille tilannetietoisuutta reaaliajassa. Tutkijat ja puolustusvirastot käyttävät myös läheisesti toisiinsa liittyviä termejä, kuten taistelukentän esineiden internet (IoBT) ja puolustuksen esineiden internet (DIoT), riippuen siitä, onko painopiste taktisissa operaatioissa, tukikohdan infrastruktuurissa vai laajemmassa verkotettujen valmiuksien järjestelmässä.

Konsepti perustuu suoraan ideoihin, joita puolustustutkimus- ja teknologiaohjelmat (R&T) ovat kehittäneet 2000-luvun alusta lähtien, jolloin verkostokeskeisessä sodankäynnissä (Network Centric Warfare) ja verkostopohjaisissa valmiuksissa (Network Enabled Capability, NEC) sotilaita, ajoneuvoja ja alustoja alettiin ensimmäistä kertaa käsitellä verkon solmuina erillisten yksiköiden sijaan. Muutos on tapahtunut mittakaavassa. Siinä missä NEC yhdisti suhteellisen harvoja arvokkaita alustoja, puolustusalan IoT:n tavoitteena on yhdistää tuhansia, mahdollisesti jopa miljoonia edullisia antureita ja laitteita maa-, meri-, ilma-, avaruus- ja kyberalueilla, pääosin keskittyen sinne, missä tulevien konfliktien odotetaan tapahtuvan: tiheästi asutuissa, arvaamattomissa kaupunkiympäristöissä.

Miksi puolustusala investoi nyt IoT-yhteyksiin

Kolme tekijää yhdistyy työntämään puolustusalan IoT:n tutkimushankkeista hankintabudjetteihin.

• Puolustusmenot kasvavat jyrkästi, ja yhteydet ovat osa kustannuksia. EU:n jäsenvaltiot käyttivät puolustukseen arviolta 418 miljardia euroa vuonna 2025, mikäon 20 % enemmän kuin edellisenä vuonna, ja vuoden 2026 menojen ennustetaan nousevan 454 miljardiin euroon eli noin 2,4 %:iin BKT:stä. Pelkästään laitehankinnat kasvoivat 26 % edellisvuodesta 115 miljardiin euroon, ja puolustuksen tutkimus- ja kehityskulut nousevat arviolta 20 miljardiin euroon vuonna 2026.
• Markkina on kehittynyt jo kauas konseptidemonstraatioista. Analyytikot arvioivat nyt maailmanlaajuisen sotilaallisen esineiden internetin (IoT) markkinan kooksi noin 37 miljardia dollaria vuonna 2025, ja sen kasvavan yli 134 miljardiin dollariin vuoteen 2035 mennessä yli 13 prosentin vuotuisella kasvuvauhdilla. Laajemman puolustuksen IoT-markkinan ennustetaan kasvavan erikseen noin 86 miljardista dollarista vuonna 2026 165 miljardiin dollariin vuoteen 2034 mennessä. Euroopan ennustetaan olevan kyseisenä ajanjaksona nopeimmin kasvava alue.
• Kaupunkisota muokkaa vaatimuksia. Sotilaalliset suunnitteluasiakirjat, kuten Yhdysvaltain armeijan ”Winning in a Complex World” -näkymä, viittaavat siihen, että tulevat konfliktit keskittyvät kaupunkeihin avoimen maaston sijaan. Juuri tällaisessa ympäristössä asianmukaisesti toteutettu IoT-yhteys osoittaa arvonsa.
• Heterogeenisyys ilman yhteistä standardia. Puolustuskäytössä eri toimittajien, puolustushaarojen ja jopa liittolaismaan anturien, radioiden ja vanhojen järjestelmien on toimittava yhdessä, usein käyttäen väliaikaisesti siviiliverkkoja ja -infrastruktuuria, joita ne eivät omista – kuten kaupallista matkapuhelinverkkoa kiistanalaisessa suurkaupungissa.
• Suunniteltu vihamieliseksi. Puolustusverkostojen on oletettava, että älykäs vastustaja yrittää aktiivisesti häiritä, väärentää, salakuunnella tai kaapata verkkoa sekä harhauttaa sen tuloksia tulkitsevia ihmisiä disinformaation avulla.
• Ajoitus ja kestävyys ovat tehtävän kannalta kriittisiä tekijöitä, eivät suorituskykyindikaattoreita. Viive anturin lukeman ja toiminnan välillä voi ratkaista tehtävän lopputuloksen, eikä prioriteettitietoja, kuten potilaiden terveydentilaa, kuljettavien verkkojen saa missään nimessä antaa pettää kokonaan.
• Yhteyskatkokset rajoittavat edelleen sitä, mitä voidaan ottaa käyttöön. Epäluotettava langaton signaali syrjäisillä tai kiistanalaisilla alueilla rajoittaa edelleen sitä, mitä laitteita kentällä tosiasiassa voidaan käyttää. Tämä muistuttaa siitä, että joustava, monireittinen yhteys – matkapuhelinverkko ja satelliitti yhdistettynä automaattiseen vikasietoisuuteen – ei ole puolustuskäytössä lisäominaisuus, vaan perusvaatimus.
• GSMA-yhteensopiva eSIM- ja eUICC-käyttöönotto. Com4 oli ensimmäinen IoT-operaattori Euroopassa, joka otti käyttöön GSMA-yhteensopivan eUICC- ja eSIM-tilaushallinnan. Sen ansiosta laitteita voidaan ottaa käyttöön, päivittää ja poistaa käytöstä etäyhteydellä ja turvallisesti ilman, että etäisillä tai rajoitetun pääsyn alueilla sijaitseviin laitteisiin tarvitsee koskettaa fyysisesti.
• Yksityinen APN ja VPN-pohjainen eristäminen. Laitteiden liikenteen pitäminen poissa julkisesta internetistä yksityisen APN:n (Access Point Name) avulla, johon on lisätty VPN- tai IPsec-tunneleita, on perusvaatimus kaikissa käyttöönotoissa, joissa tietojen luottamuksellisuus ja verkon segmentointi ovat aidosti tärkeitä.
• Moniverkkoinen maailmanlaajuinen kattavuus automaattisella vikasietotoiminnolla. Pääsy yli 950 operaattoriverkkoon 190 maassa tarkoittaa, että verkkoon kytketty laite – olipa kyseessä sitten rajantunnistin, logistiikkakontti tai etälaitos – ei ole riippuvainen yhden operaattorin peittoalueesta.
• Satelliittiyhteydet verkosta erillisiin ja vaikeapääsyisiin kohteisiin. Hallinnoitu LEO-satelliittiyhteys yhdistettynä matkapuhelinverkon varayhteyteen pitää etä- tai merellä sijaitsevat laitteet yhteydessä silloinkin, kun maanpäälliset verkot eivät ulotu alueelle tai niihin ei voi luottaa.
• SIM-korttiin perustuva todennus ja päästä päähän -salaus, jotka noudattavat GSMA:n IoT-turvallisuusohjeita, jotta jokainen verkossa oleva laite on yksilöllisesti tunnistettavissa ja sen liikenne on suojattu siirron aikana.
• Keskitetty laitteiden elinkaaren hallinta, joka tarjoaa operaattoreille reaaliaikaisen näkyvyyden ja etäohjauksen jopa tuhansille hajautetuille laitteille yhdeltä alustalta – suora vastaus puolustusalan IoT-tutkijoiden kuvaamaan ”kognitiivisen saavutettavuuden” ongelmaan: ihmiset pystyvät käsittelemään vain rajallisen määrän raakaa anturidataa, joten verkon on huolehdittava suodatuksesta.

ARMS:sta AUWB-MN:ään: miten puolustusalan IoT on kehittynyt

Puolustusalan IoT ei syntynyt yhdessä yössä. Euroopan puolustusviraston vuonna 2007 käynnistämä ARMS-projekti (”HUGE Network Wireless Connectivity for Autonomous Remote Multi-Sensing Systems”) oli yksi varhaisimmista yrityksistä soveltaa monisensoriverkkoja sotilaallisiin C4ISTAR-järjestelmiin (komento, ohjaus, viestintä, tietotekniikka, tiedustelu, valvonta, kohteen paikannus ja tiedustelu). Siinä tunnistettiin kykyvaje, joka ohjaa investointeja vielä tänäkin päivänä: jatkuvan, ympärivuorokautisen valvonnan puute kaupunkialueilla ja laajoilla syrjäisillä alueilla.

Tämä puute johti MEDUSA-hankkeeseen, joka on EDA:n yhteinen investointiohjelma. Siinä siviilikäyttöön tarkoitetun IoT-arkkitehtuurin avulla yhdistettiin kauko-ohjattujen ilma-alusten (RPAS), miehittämättömien maajoneuvojen ja sotilaiden yllä pitämien anturisolmujen tuottamat tiedot yhdeksi tilannekuvaksi. Jatko-ohjelmassa, WINLAS-projektissa, tutkitaan nyt, miten suuret heterogeenisten anturien verkostot toimivat kaupunkisodankäynnin erityisissä rasitusolosuhteissa, joissa laitteiden on oltava pieniä, liikkuvia, itseorganisoituvia ja riittävän kestäviä jatkamaan toimintaansa, vaikka osa verkosta heikentyisi tai tuhoutuisi.

Naton oma ohjelma etenee rinnakkain. Maa- ja ilmatilan lisäksi Saabin johtama konsortio työskentelee Allied Underwater Battlespace Mission Network -hankkeen parissa, jonka tavoitteena on esitellä yhteinen digitaalinen runkoverkko vedenalaisille ajoneuvoille ja antureille REPMUS-harjoituksessa vuonna 2026 – käytännössä ”internet” vedenalaiselle taistelualueelle. Yhdysvalloissa Army Research Laboratoryn Internet of Battlefield Things Collaborative Research Alliance -yhteistyöverkosto ja DARPA:n Ocean of Things -ohjelma, jossa otettiin käyttöön edullisia kelluvia anturipoijuja jatkuvan merellisen tilannetietoisuuden luomiseksi, noudattavat samaa kaavaa: otetaan IoT:n toimintamalli ja rakennetaan se uudelleen ympäristöön, jossa sitä yritetään aktiivisesti häiritä, väärentää tai tuhota.

Missä puolustuksen IoT-yhteydet tuottavat arvoa

Älykkäät, kestävät sotilastukikohdat

Kaikki puolustuksen IoT-sovellukset eivät ole taktisia. Yhä suurempi osa investointien perusteluista liittyy sotilastukikohtien ylläpitoon samalla tavalla kuin hyvin hoidettu älykaupunki hoitaa infrastruktuuriaan. Yhdistämällä valaistuksen, LVI-järjestelmät, energian, veden ja turvajärjestelmät yhdeksi hallintapaneeliksi puolustusorganisaatiot voivat havaita tehottomuuksia, jotka jäävät huomaamatta erillisissä järjestelmissä, kuten rakennukset, jotka kuluttavat sähköä ympäri vuorokauden ilman asukkaita, tai hidas vuoto, joka näkyy selittämättömänä piikkinä vedenkulutuksessa.

Siviilialalla on vakiintuneita esimerkkejä. Aberdeenin kaupunginvaltuuston toteuttama IoT-pohjainen älykäs katuvalaistus, joka kattaa yli 37 000 valaisinta, vähensi katuvalaistuksen energiankulutusta yli 50 %, säästää kaupungille noin 1,5 miljoonaa puntaa vuodessa ja vähentää hiilidioksidipäästöjä 7 500 tonnia vuodessa. Kun samaa logiikkaa sovelletaan sotilasalueeseen, jossa on kymmeniä rakennuksia, kustannusten vähentämisen, kestävän kehityksen edistymisen ja henkilöstön elinolojen parantumisen yhdistelmästä tulee aito strateginen peruste, ei pelkästään kiinteistönhallinnan mukavuus.

ISR ja anturiverkot

Tiedustelu, valvonta, kohteen paikannus ja tiedustelu (ISTAR) on edelleen klassinen puolustuksen IoT-käyttötapaus: maasensorien, droonien ja kameroiden verkostot, jotka antavat komentajille jatkuvan tilannetietoisuuden koko konfliktialueella ilman, että sotilaan tarvitsee fyysisesti partioida jokaista neliökilometriä. Yhteyshaaste on tässä tapauksessa poikkeuksellisen vaativa: anturien on oltava pieniä, akkutehokkaita, häirinnänkestäviä ja kyettävä jatkamaan lähetystä silloinkin, kun osa verkosta on vaarantunut.

Logistiikka, omaisuuden seuranta ja ennakoiva kunnossapito

Sotilaslogistiikkaketjut muistuttavat yhä enemmän kaupallisia toimitusketjuja siinä, että ne nojaavat verkkoon kytkettyyn seurantaan, kunnonvalvontaan ja ennakoivaan kunnossapitoon – ainoastaan seuraukset ovat vakavammat, jos järjestelmä on poissa käytöstä, ja vaatimukset väärinkäytön estämiselle sekä laitteiden turvalliselle tunnistettavuudelle ovat tiukemmat. Laitteiden ja tarvikkeiden seuranta, ajoneuvojen telematiikka ja ajoneuvokannan kunnonvalvonta mainitaan jatkuvasti puolustuksen IoT-käyttöönoton kypsimpinä ja vähäriskisimpinä lähtökohtina.

Yhdistetty sotilas

Yhdysvaltain armeijan Connected Soldier -aloitteen kaltaiset ohjelmat integroivat laajakaistaradion, biosensorit ja puettavat järjestelmät vakiovarusteisiin, jolloin jokaisesta yksilöstä tulee verkkosolmu, joka voi jakaa fysiologisen tilansa, sijaintinsa ja tehtävätietonsa lähellä olevien ajoneuvojen, lentokoneiden ja komentopisteiden kanssa. Tämä on selkein esimerkki ”Internet of Battlefield Things” -teesistä: siirtää taistelijan fyysinen ja henkinen taakka tiedonkeruusta verkkoon, joka on suunniteltu aistimaan, oppimaan ja toimimaan heidän puolestaan.

Vaikea kohta: miksi puolustuksen verkkoyhteydet eivät ole pelkkää kaupallista esineiden internetiä univormussa

Jokainen näistä käyttötapauksista törmää samaan esteeseen: puolustusympäristöt kumoavat oletukset, joihin kaupallinen IoT-yhteys perustuu.

Mitä turvallisen, hallitun yhteyden on tarjottava hallitukselle ja puolustukseen liittyville käyttötapauksille

Com4 ei ole asejärjestelmien integraattori, eikä tämä artikkeli väitä sitä olevansa. Mutta puolustuksen IoT:n, tukikohtainfrastruktuurin, logistiikan, etäpaikkojen valvonnan, kriittisen kansallisen infrastruktuurin ja hallituksen laitosten alla oleva yhteyskerros on juuri se kerros, jossa erikoistunut IoT-yhteyskumppani tuo eniten lisäarvoa, ja se vastaa hyvin vaativiin kaupallisiin ja teollisiin ympäristöihin kehitettyjä ominaisuuksia:

Parhaat käytännöt IoT-yhteyksiä käyttöönottaville hallinto- ja puolustusorganisaatioille

Organisaatioiden, jotka arvioivat IoT-yhteyksiä puolustukseen tai puolustukseen liittyvään infrastruktuuriin, tulisi pitää muutamia periaatteita ehdottomina. Käytä herkkiä tietoja käsittelevissä sovelluksissa erillisiä, salattuja yhteyksiä (yksityinen APN, VPN, IPsec) julkisten verkkojen tai kuluttajaluokan SIM-korttien sijaan. Sisällytä monireittinen vikasietoisuus järjestelmään alusta alkaen – matkapuhelinverkko ja satelliittivarmistus – sen sijaan, että sitä pidettäisiin pelkkänä päivityksenä. Vaadi laitteiden etähallintaa langattomasti, jotta vaarantuneet tai vanhentuneet laitteet voidaan korjata tai poistaa käytöstä ilman fyysistä käyntiä. Segmentoi verkot niin, että yhden anturiklusterin tietoturvaloukkaus ei voi levitä sivusuunnassa ydinjärjestelmiin. Suunnittele myös heterogeenisyys huomioon ottaen: hankintapäätöksissä tulisi suosia yhteyskumppaneita, joiden alustat ovat operaattoririippumattomia ja standardipohjaisia (eSIM, iSIM, SGP.32), sen sijaan että ne olisi sidottu yhteen verkkoon tai laitevalmistajaan.

Internet on tulossa kotiin

Tämän teknologian kehityssuunnassa on tiettyä symmetriaa. Internet rakennettiin puolustustutkijoiden toimesta kriisin selviämiseksi ja luovutettiin sitten maailmalle; IoT rakennettiin maailman tehtaissa, kaupungeissa ja kodeissa, ja se on nyt palautumassa puolustuksen käyttöön. Molempia aikakausia yhdistää sama perusvaatimus: verkko, joka pysyy luotettavana, turvallisena ja käyttökelpoisena silloin, kun sillä on eniten merkitystä.

Puolustus- ja hallinto-organisaatioille, jotka tutkivat IoT-yhteyksiä tukikohtien, logistiikan, etäinfrastruktuurin tai anturiverkkojen tarpeisiin, tämä vaatimus perustuu samoihin perusperiaatteisiin, joita kaupallinen IoT on hionut kahden vuosikymmenen ajan: turvallinen identiteetti, joustava moniverkkokattavuus, etähallittavuus ja salaus jo suunnitteluvaiheessa. Com4 on käyttänyt tämän ajan rakentaakseen juuri tällaisen ratkaisupinon vaativiin, hajautettuihin ja turvallisuustietoisisiin käyttöönottoihin.