비상 대응 통신은 일반 인프라가 혼잡하거나, 손상되거나, 사용할 수 없거나, 사고 지역을 커버할 수 없을 때에도 계속 작동해야 합니다. 신뢰할 수 있는 솔루션은 단일 네트워크에 의존할 수 없습니다. 광대역 전송, 협대역 음성 디스패치, 위성 백업, 위치 측위, 단문 메시지 기능, IoT 센싱을 결합하여 현장 팀, 지휘 차량, 임시 지휘소, 후방 지휘 센터가 복잡한 조건에서도 연결을 유지할 수 있어야 합니다.

비상 지휘 통신 능력 구축에 관한 YJ/T27-2024 규격은 이러한 종류의 시스템을 구축하는 데 중요한 참고 자료를 제공합니다. 이 규격은 현장 통신 기술을 광대역 통신, 협대역 통신, IoT 통신의 세 가지 주요 그룹으로 나눕니다. 이 기술들은 함께 현장 오디오, 비디오, 데이터 전송, 지휘 디스패치, 위치 보고, 장비 센싱, 최후의 수단 통신을 포괄합니다.

표준은 장비를 시스템으로 전환하는 데 도움을 줍니다

비상 통신 계획은 단말기를 구매하거나 단일 네트워크를 구축하는 데에만 초점을 맞춰서는 안 됩니다. 진정한 목표는 팀, 지휘소, 차량, 항공기, 이동 유닛, 후방 플랫폼을 지원하는 능력 시스템을 구축하는 것입니다. YJ/T27-2024는 프로젝트 계획자에게 통신 팀, 기술적 수단, 배치 방법, 현장 지원 요구 사항을 평가할 수 있는 프레임워크를 제공합니다.

실제 프로젝트에서 이는 광대역 링크가 비디오 및 데이터 반송을 지원하고, 협대역 시스템이 안정적인 음성 디스패치를 지원하고, 위성 링크가 장거리 통신을 보호하고, IoT 네트워크가 현장 센싱 정보를 수집해야 함을 의미합니다. 이러한 계층은 고립된 하위 시스템으로 작동하지 않고 함께 작동해야 합니다.

완전한 솔루션은 빠른 배치, 자가 조직 네트워킹, 다중 공급업체 상호 운용성, 단말기 이동성, 지휘 센터 접근, 환경 변화 시 서비스 연속성도 고려해야 합니다.

광대역 링크는 비디오와 고속 데이터를 전송합니다

광대역 통신은 대응 현장에서 비디오 백홀, 멀티미디어 디스패치, 대용량 데이터 교환, 지도 전송, 모바일 단말기 접속, 지휘 플랫폼 연결이 필요할 때 사용됩니다. 이는 현장 지휘 차량, 구조 현장, 임시 지휘소, 드론 비디오 반송, 모바일 팀 협업에 특히 중요합니다.

광대역 애드혹 네트워크는 구축이 간단하고, 시작이 빠르며, 자동으로 네트워크를 형성할 수 있기 때문에 신속한 현장 배치에 적합합니다. 차량, 팀, 또는 중계점이 이동할 때 통신 노드가 적응할 수 있도록 자가 조직 및 자가 치유를 지원해야 합니다. 전방향 안테나를 사용하는 개방형 가시선 시나리오에서 단일 홉 기지국 링크는 최소 100km의 전송 거리, 최소 30Mbps의 데이터 속도, 10W 이하의 장치 송신 전력을 지원해야 합니다.

핵심 기술에는 OFDM, TDMA, ATPC 및 간섭 내성 동일 주파수 전송 방법이 포함될 수 있습니다. 네트워크는 스타, 체인, 메시, 하이브리드 네트워킹을 포함한 여러 주파수 대역과 유연한 토폴로지를 지원해야 합니다. 또한 핸드헬드, 백팩, 차량 탑재, 공중 노드와 같은 다양한 단말기 형태를 지원해야 합니다.

사설 LTE 및 5G는 모바일 현장 운영을 지원합니다

LTE 사설망은 현장 지휘 지역이 여러 사용자와 멀티미디어 서비스를 위해 광대역 무선 커버리지를 필요로 할 때 유용합니다. 구조 현장, 재난 대응 지역, 임시 지휘 지역에 클러스터 멀티미디어 통신 및 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있습니다. 일반적인 응용 분야에는 현장 오디오 및 비디오 통화, 지휘 디스패치, 위치 서비스, 모바일 단말기 접속이 포함됩니다.

실용적인 LTE 사설망은 CCSA 또는 B-TrunC 기관에서 정의한 것과 같은 LTE 기반 기술 표준을 따라야 합니다. 하향 링크 최소 100Mbps, 상향 링크 최소 50Mbps의 최고 데이터 속도를 지원해야 하며, 동시에 낮은 지연 시간, 넓은 커버리지, 강력한 고속 이동성을 제공해야 합니다. BeiDou 및 GPS와 같은 위치 측위 및 타이밍 지원은 팀 협력 및 네트워크 동기화를 개선할 수 있습니다.

5G 네트워크 슬라이싱은 공공 무선 인프라를 우선 순위와 논리적 분리와 함께 사용할 수 있을 때 또 다른 옵션을 제공합니다. QoS 우선 순위 스케줄링 및 DNN 소프트 슬라이싱을 통해 5G는 비상 지휘 정보 네트워크에 대한 안전한 접근, 음성 및 비디오 반송, 모바일 개인 단말기, IoT 데이터, 광협대역 융합 서비스를 지원할 수 있습니다.

마이크로파 시스템은 백홀 계층을 강화합니다

마이크로파 광대역 링크는 현장 노드, 임시 지휘소, 중계점, 후방 센터 간에 전용 고용량 전송 경로를 구축하는 데 자주 사용됩니다. 지향성 마이크로파 전송은 재난 구조 및 현장 운영에 높은 대역폭, 낮은 지연 시간, 유연한 네트워킹을 제공할 수 있습니다.

마이크로파 광대역 전용 링크는 최소 200Mbps의 전송 속도와 최소 5km의 단일 홉 거리를 지원해야 합니다. 또한 다중 홉 캐스케이드 전송을 지원해야 합니다. 동등한 신호 조건에서 캐스케이드 전송은 명백한 대역폭 손실을 피해야 하며 불필요한 지연을 도입해서는 안 됩니다. 비상 배치는 긴 엔지니어링 준비에 의존할 수 없으므로 빠른 안테나 정렬도 중요합니다.

어려운 지형이나 손상된 인프라의 경우 마이크로파 링크는 임시 백본 역할을 하여 현장 비디오, 지휘 데이터, 차량 시스템, 로컬 광대역 네트워크를 지휘 센터에 연결할 수 있습니다.

초수평선 및 위성 링크는 연속성을 보호합니다

일부 사고는 원격 산악, 해상 지역, 대규모 재난 지역, 사막, 숲, 또는 지상 통신 링크를 사용할 수 없는 지역에서 발생합니다. 이러한 경우 초수평선 및 위성 기술이 중요한 백업 또는 주요 통신 방법이 됩니다.

마이크로파 산란 통신은 대류권 산란을 이용하여 시선을 넘어선 장거리 점대점 링크를 구축합니다. 일반적인 지상 경로를 설정하기 어려운 경우 회복력 있는 통신 방법으로 사용할 수 있습니다. 실용적인 시스템은 최대 90km의 점대점 초수평선 통신을 지원해야 하며, 데이터 속도는 최소 4Mbps, IP 투명 전송을 갖추어야 합니다.

고처리량 광대역 위성 통신은 재난 현장, 현장 지휘소, 후방 지휘 센터 간의 장거리 광대역 접속을 지원할 수 있습니다. 단일 스테이션은 최소 상향 6Mbps, 하향 40Mbps를 지원해야 합니다. 또한 커버리지 영역 내 단말기 접속, 비상 지휘 네트워크 서비스, 공공 인터넷 통신, 휴대용, 차량 탑재, 공중 배치와 같은 다양한 단말기 형태를 지원해야 합니다.

Ku-대역 광대역 빔 위성 통신은 넓은 영역 커버리지를 갖춘 전용 점대점 링크를 제공할 수 있습니다. 단일 채널 비디오 수집, 비상 트렁킹 이동국, 다른 링크를 사용할 수 없을 때 기본적인 장거리 전송에 적합합니다.

음성 디스패치는 여전히 협대역 보호가 필요합니다

광대역 네트워크를 사용할 수 있는 경우에도 협대역 통신은 비상 지휘에 필수적입니다. 음성 디스패치는 간단하고, 안정적이며, 직접적이고, 회복력이 있어야 합니다. 광대역 대역폭이 제한되거나 비디오 및 데이터 네트워크가 중단될 때 팀 통신을 지원해야 합니다.

협대역 트렁킹 통신은 주로 370MHz 비상 전용 주파수 대역을 사용하여 재난 구조 및 현장 디스패치를 위한 지휘 음성 네트워크를 구축합니다. 디지털 트렁킹 시스템은 PDT 기술, 4FSK 변조, 동시 방송 네트워킹, 직접 모드, 중계기 모드, 트렁킹 모드와 같은 여러 작업 모드를 지원해야 합니다.

관련 비상 주파수 대역에는 372MHz~376MHz 및 382MHz~386MHz가 포함됩니다. IP 기술과 네트워크 스위칭을 통해 협대역 트렁킹 시스템은 공공 PoC 시스템과도 연결될 수 있어 전용 비상 네트워크와 공공 통신 서비스 간의 융합을 지원합니다.

자체 형성 음성 네트워크는 현장 커버리지를 확장합니다

협대역 애드혹 네트워크는 팀, 차량, 중계점, 현장 지휘소 간의 음성 링크를 확장하는 데 사용됩니다. 광대역 애드혹 시스템과 마찬가지로 간단한 배치, 자동 네트워킹, 네트워크 자가 치유를 지원해야 합니다. 그러나 주요 임무는 대용량 멀티미디어 트래픽이 아닌 음성 및 저속 데이터 서비스를 보호하는 것입니다.

협대역 애드혹 네트워크는 최소 4개의 노드를 지원해야 하며 체인, 메시, 스타, 또는 하이브리드 자동 네트워킹을 허용해야 합니다. 음성 및 데이터 서비스를 지원하고, PDT 또는 DMR 핸드헬드 및 차량 단말기가 네트워크에 접속할 수 있도록 하며, 370MHz 비상 전용 대역에서 작동해야 합니다.

다양한 단말기 형태도 중요합니다. 백팩, 차량 탑재, 공중, 고정 배치 옵션을 통해 동일한 통신 계층이 도보 팀, 이동 차량, 공중 중계, 임시 고정 지휘 지점을 지원할 수 있습니다.

HF 무선 및 이동 위성은 최후의 수단 도구입니다

비상 HF 통신은 전리층 반사를 이용하여 장거리 협대역 통신을 지원합니다. 기존 네트워크가 손상되거나 사용할 수 없을 때 점대점 통신에 적합합니다. 실용적인 HF 시스템은 3MHz~30MHz 주파수 대역, 적응형 실시간 주파수 선택, 간섭 방지 능력을 지원해야 합니다.

이동 위성 통신도 중요한 백업 역할을 합니다. 위성 이동 서비스는 비상 구조 팀에 음성, SMS, 단문 데이터 통신을 제공할 수 있습니다. 단말기에는 핸드헬드, 핫스팟, 차량 탑재 형태가 포함되어 지상 커버리지를 사용할 수 없을 때도 현장 요원이 연결을 유지할 수 있도록 합니다.

이러한 기술은 높은 대역폭 서비스를 전송하지 않을 수 있지만 강력한 회복력을 제공합니다. 비상 계획에서는 저속이지만 사용 가능한 링크가 도달할 수 없는 고속 네트워크보다 더 가치 있을 수 있습니다.

위치 측위 및 단문 메시지는 지휘 보증을 지원합니다

BeiDou-3 지휘 통신은 위치 측위, 내비게이션, 타이밍, 단문 메시지 통신을 결합하기 때문에 극한 조건에서 가치가 있습니다. 비상 통신, 지휘 구조, 재난 보고, 위치 모니터링, 조기 경보 애플리케이션을 지원할 수 있습니다.

BeiDou 단문 메시지 기술은 일반 네트워크를 사용할 수 없을 때 통신 경로를 제공합니다. 이 시스템은 또한 전천후, 넓은 지역 커버리지, 높은 신뢰성을 제공합니다. 단말기 형태에는 핸드헬드 장치, 웨어러블 단독 장비, 차량 탑재 단말기, 공중 단말기, 선박 탑재 장비가 포함될 수 있습니다.

구조 지휘에서 위치 측위 및 단문 메시지 서비스는 지휘 센터가 팀의 위치, 사건의 진행 상황, 다른 네트워크가 실패할 때 중요한 메시지가 전송되었는지 여부를 파악하는 데 도움을 줍니다.

센서 네트워크는 현장 인식을 추가합니다

IoT 통신은 비상 현장에 장비 센싱 및 환경 모니터링 네트워크를 구축하는 데 사용됩니다. 인력, 환경, 차량, 구조 장비, 대형 기계로부터 정보를 수집할 수 있습니다. 이는 지휘 센터가 팀이 어디에 있는지뿐만 아니라 어떤 조건에 직면해 있는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

LoRa, NB-IoT, ZigBee, Bluetooth와 같은 기술은 무선 자가 조직 장치 통신에 사용될 수 있습니다. 이러한 방법은 저전력, 저비용, 유연한 배치에 적합합니다. 높은 대역폭 비디오용으로 설계되지 않았지만 소형 패킷, 상태 정보, 경보, 센싱 데이터에 효과적입니다.

유용한 IoT 데이터에는 인력의 생체 신호, 현장 환경 요인, 장비 작동 상태, 가스 농도, 온도, 습도, 수위, 배터리 상태, 대형 장비 작동 상태가 포함될 수 있습니다. 이 데이터가 지휘 플랫폼, 비디오 시스템, 디스패치 워크플로우와 통합되면 비상 대응이 더 데이터 중심화됩니다.

권장 다계층 솔루션

실용적인 비상 통신 솔루션은 다양한 작업에 서로 다른 기술을 사용해야 합니다. 광대역 시스템은 비디오, 고속 데이터, 모바일 단말기, 현장 지휘 애플리케이션을 전송해야 합니다. 협대역 시스템은 음성 디스패치와 팀 조정을 보호해야 합니다. 위성 및 HF 시스템은 장거리 및 최후의 수단 통신을 제공해야 합니다. BeiDou는 위치 측위 및 단문 메시지 보증을 지원해야 합니다. IoT 네트워크는 현장 센싱 데이터를 수집해야 합니다.

배치 전 계획 포인트

비상 지휘 통신 시스템을 배치하기 전에 프로젝트 팀은 먼저 운영 환경을 정의해야 합니다. 산악 구조, 도시 홍수 통제, 산업 사고, 광산 구조, 산불 대응, 해상 구조, 지진 재난 구호는 광대역, 협대역, 위성, IoT 기술의 다양한 조합을 필요로 할 수 있습니다.

통신 계획은 서비스 우선 순위도 고려해야 합니다. 음성 디스패치는 비디오 트래픽이 많을 때도 사용 가능해야 합니다. 중요한 위치 및 단문 메시지 데이터는 대체 경로가 있어야 합니다. 광대역 링크는 비디오 및 데이터에 최적화되어야 하며, 위성 및 HF 링크는 장거리 또는 인프라 손상 시나리오를 위해 예약되어야 합니다.

마지막으로 시스템 전체를 테스트해야 합니다. 커버리지, 이동성, 상호 연결, 대역폭, 지연 시간, 음성 선명도, 비디오 반송, 전원 공급, 단말기 배치, 지휘 센터 접근, 다중 네트워크 전환을 모두 현실적인 현장 조건에서 검증해야 합니다.

결론

비상 지휘 통신 능력은 단일 네트워크에 의존하는 대신 여러 기술적 수단을 결합하여 구축됩니다. 광대역 애드혹 네트워크, LTE 사설망, 마이크로파 링크, 5G 슬라이싱, 위성 통신, 협대역 트렁킹, HF 무선, BeiDou 단문 메시지, IoT 센싱은 각각 현장 통신 문제의 다른 부분을 해결합니다.

강력한 솔루션은 가능한 곳에 고속 비디오 및 데이터를 제공하고, 필요한 곳에 신뢰할 수 있는 음성 디스패치를 제공하며, 조건이 극한이 될 때 대체 통신을 제공해야 합니다. 광대역, 협대역, 위성, 위치 측위, 센싱 계층을 함께 설계함으로써 비상 팀은 복잡한 구조 및 지휘 시나리오에 대해 더 회복력 있는 통신 시스템을 구축할 수 있습니다.