Towards NNEC - breaking the interaction barrier with collaboration services

Abstract

The Norwegian armed forces intend to reach NATO Network Enabled Capability (NNEC) maturity level 4 within 2030. The realization of NNEC is essential in developing the future tactical Command and Control (C2) systems for the Norwegian armed forces. Such C2 systems include collaboration services, such as chat, video conference, and document sharing, which enable seamless information sharing and collaboration both horizontally and vertically in the military organization. State-of-the-art collaboration services available in the civil domain, provide remote users a sense of presence despite the geographical distance between them. Applied in the military domain, they facilitate collaboration between soldiers which are in different physical locations, thus minimizing the risk related to traveling in the theater. In this document, we discuss three main challenges of applying collaboration services in a tactical environment: • Their adaptability to the tactical environment with regard to the challenging network situation found in this environment, the necessity of distribution and the mobility of nodes, and the need for services that are simple to use and administer • Their interoperability, i.e. their ability to interoperate with other systems, in particular the systems applied by NATO allies • Their ability to satisfy security challenges particular to the military domain and the tactical environment We survey state-of-the-art products, both military and civilian, focusing on how they handle the three main challenges named above, to identify emerging trends and research opportunities. The main conclusions from the survey follow below. Some of the products available in the civil domain, like Microsoft Lync and Google products, offer advanced collaboration services, which could provide high operational value in the military tactical domain. Considering adaptability to the tactical environment, these products are to a certain degree able to adapt dynamically to network parameters such as available bandwidth and packet loss. However, as they have been designed to operate over the Internet, where the bandwidth situation is very different from in the tactical network, their behavior in the tactical domain must be tested. Furthermore, civil systems are commonly based on centralized solutions, which introduce single points of failure and bandwidth bottlenecks into the tactical environment. The survey also concluded that the intersection between security mechanisms and interoperability requirements is an area that needs more research, in particular when considering the strict requirements of classified information. Furthermore, we observed that emerging trends from the civil domain introduces new types of collaboration services which should be included in the military domain, and in C2 systems. Finally, we point out the importance of continuing national participation, including FFI’s, in standardization work currently carried out internationally and in various NATO forums.

Forsvaret ønsker å nå Nettverksbasert Forsvar (NbF) modenhetsgrad fire innen 2030, noe som er avgjørende for utviklingen av fremtidens taktiske kommando- og kontrollsystemer (K2-systemer). Slike K2-systemer inkluderer samhandlingstjenester, som for eksempel “chat”, videokonferanse og dokumentdeling, og de muliggjør sømløs informasjonsdeling og samarbeid både horisontalt og vertikalt i den militære organisasjonen. Moderne samhandlingstjenester som er tilgjengelig i det sivile domenet, tilbyr brukere som befinner seg på ulike fysiske lokasjoner, en følelse av samvær, til tross for geografisk adskillelse. Anvendt i det militære domenet, muliggjør de samhandling mellom soldater som er på ulike geografiske lokasjoner, og minimaliserer dermed risiko relatert til det å bevege seg i operasjonsområdet. I dette dokumentet diskuterer vi tre avgjørende utfordringer ved å anvende samhandlingstjenester i et taktisk miljø: • Muligheten til å tilpasse tjenestene til det taktiske miljøet med tanke på vanskelig nettverkssituasjon, nødvendigheten av distribusjon og nodemobilitet, og nødvendigheten av enkelhet i bruk og administrasjon • Tjenestenes interoperabilitet, det vil si deres evne til å interoperere med andre systemer, spesielt systemer anvendt av andre NATO nasjoner • Tjenestenes evne til å tilfredsstille sikkerhetskrav særskilt for det militære domenet og det taktiske miljøet Vi presenterer en undersøkelse hvor vi har kartlagt produkter som tilbyr samhandlingstjenester, både militære og sivile. Vi fokuserer på hvordan de håndterer utfordringene nevnt ovenfor, for å identifisere fremvoksende trender og forskningsmuligheter. Hovedkonklusjonene er som følger. Noen av produktene som anvendes i det sivile domenet, som for eksempel Microsoft Lync og Google produkter, tilbyr samarbeidstjenester som kunne gi høy operasjonell nytteverdi i det militære taktiske domenet. Når det gjelder tilpasningsdyktighet, evner disse produktene til en viss grad å tilpasse seg nettverksparametere som for eksempel tilgjengelig båndbredde og pakketap. Imidlertid er disse produktene designet for å operere i en internettomgivelse, hvor båndbreddesituasjonen normalt er veldig ulik den i det taktiske miljøet. Derfor er det nødvendig å teste disse produktenes ytelse under betingelser som likner det taktiske miljøet, for å finne ut hvilken nytte disse kan gi i praksis. Sivile systemer er dessuten ofte basert på sentraliserte løsninger, som introduserer såkalte “single points of failure” og flaskehalser i det taktiske domenet. Undersøkelsen fant også at skjæringspunktet mellom sikkerhetsmekanismer og interoperabilitetskrav er et område som er interessant for videre forskning, spesielt med tanke på de strikte kravene som gradert informasjon stiller. Videre observerte vi at trender fra det sivile domenet introduserer nye typer samhandlingstjenester som bør inkluderes i det militære domenet, og i K2-systemer. Til sist fremhever vi viktigheten av å fortsette nasjonal deltakelse, inkludert FFIs, i standardiseringsarbeid som foregår internasjonalt og i diverse NATO forum