NXDN은 전문 음성 및 데이터 통신을 위해 설계된 협대역 디지털 육상 이동 무선 프로토콜입니다. 조직이 공중 이동 통신망에 완전히 의존하지 않고 적용 범위, 통화 그룹, 디스패치 액세스 및 운영 절차를 직접 제어해야 하는 사설 무선 네트워크에서 사용됩니다.

배포는 여러 휴대용 무전기가 하나의 중계기를 통해 통신하는 것처럼 간단할 수도 있고, 여러 사이트, 자동 채널 할당, 중앙 디스패치, 녹음 및 다른 통신 시스템과의 연결을 포함할 수도 있습니다. 올바른 아키텍처는 적용 범위, 트래픽 볼륨, 사용 가능한 스펙트럼 및 필요한 운영 제어 수준에 따라 달라집니다.

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전문 무선을 위한 협대역 표준

NXDN(Next Generation Digital Narrowband의 약자)은 전문 무선 제조업체 간의 기술 제휴를 통해 개발되었으며 현재 NXDN 포럼을 통해 지원됩니다. 공통 에어 인터페이스는 국제전기통신연합(ITU)의 무선 통신 보고서에서 디지털 육상 이동 무선 기술로도 포함되었습니다.

이동 통신 사업자에 의존하는 통신 서비스와 달리 NXDN 네트워크는 조직이 제어하는 무선 시스템으로 구축할 수 있습니다. 주파수, 중계기, 가입자 ID 및 통화 그룹은 정의된 운영 영역에 맞게 계획됩니다. 이로 인해 이 기술은 빠른 푸시투톡 통신, 예측 가능한 적용 범위 및 시스템 관리에 대한 명확한 책임이 필요한 사이트에 적합합니다.

일반적인 사용자에는 제조 공장, 공공 시설, 운송 사업자, 항만, 공항, 캠퍼스, 자산 관리 팀 및 공공 서비스 기관이 포함됩니다. 동일한 에어 인터페이스는 무전기 간 직접 통신, 기존 중계기 운영 및 트렁크 네트워크를 지원할 수 있습니다.

디지털 운영은 기본적인 그룹 음성 이상을 제공합니다. 무전기, 중계기 및 관리 플랫폼에 따라 시스템은 다음을 지원할 수 있습니다:

• 부서, 교대조 또는 운영 팀을 위한 그룹 통화.

• 승인된 무선 사용자 간의 개별 통화.

• 짧은 텍스트, 상태 및 위치 데이터.

• 긴급 통화 및 우선 순위 처리.

• 디스패치 모니터링 및 통화 녹음.

• 다중 사이트 로밍 및 IP 연결 적용 범위.

낙상 감지, Bluetooth 위치 확인, 경보 연동 및 비디오 시스템 통합과 같은 기능은 NXDN 에어 인터페이스만으로는 보장되지 않습니다. 이러한 기능은 호환되는 단말기, 애플리케이션, 게이트웨이 및 디스패치 소프트웨어를 통해 구현됩니다. 따라서 이러한 요구 사항은 무선 프로토콜에서 가정하지 말고 시스템 수준에서 정의해야 합니다.

무선 채널에서 일어나는 일

NXDN은 주파수 분할 다중 접속(FDMA)을 사용합니다. 각 활성 무선 통화는 더 넓은 반송파 내의 시간 슬롯이 아닌 할당된 주파수 채널을 점유합니다. 이것은 NXDN과 TDMA 기반 무선 시스템 간의 주요 기술적 차이점 중 하나입니다.

표준은 6.25kHz 및 12.5kHz 채널 간격을 지원합니다. 6.25kHz 구성에서는 두 개의 별도로 조정된 채널을 하나의 12.5kHz 아날로그 채널에 해당하는 스펙트럼 내에 배치할 수 있습니다. 이는 스펙트럼 이용 효율을 향상시킬 수 있지만, 실제 주파수 계획은 현지 라이선스 및 조정 규칙에 따라 승인되어야 합니다.

오디오 품질은 전체 RF 경로에 따라 달라집니다

디지털 음성 처리로 아날로그 FM 신호가 약해질 때 일반적으로 들리는 배경 잡음이 억제됩니다. 따라서 사용 가능한 적용 범위의 대부분에서 음성이 깨끗하게 유지될 수 있습니다. 그러나 적용 범위 경계 부근에서는 수신기가 데이터를 안정적으로 복구할 수 없을 때 디지털 오디오가 급격히 저하될 수 있습니다.

특정 무선 프로토콜이 항상 더 나은 오디오 품질을 제공한다는 주장은 주의해서 다루어야 합니다. 인지되는 품질은 마이크, 보코더 구성, 수신기 감도, 안테나 설치, RF 간섭 및 사용자의 음향 환경에도 따라 달라집니다. 프로토콜 비교에만 의존하기보다는 현장 적용 범위 테스트가 더 유용합니다.

올바른 운영 구조 선택

모든 조직에 트렁크 네트워크가 필요한 것은 아닙니다. 운영 모드는 사용자 수, 사용 가능한 채널, 적용 범위 영역 및 예상 통화 트래픽에 따라 선택해야 합니다.

직접 및 기존 운영

직접 모드에서는 사용자가 무선 범위 내에 있을 때 호환되는 무전기가 중계기 없이 통신할 수 있습니다. 소규모 팀, 임시 작업 영역 및 고정 인프라를 사용할 수 없는 상황에 간단한 로컬 통신 경로를 제공합니다.

기존 중계기 운영은 무선 전송을 수신하여 높은 곳이나 전략적 위치에서 재전송함으로써 적용 범위를 확장합니다. 일반적으로 각 부서나 기능에 고정 채널이 할당됩니다. 이 구성은 운영이 간단하며 단일 공장, 창고, 캠퍼스 또는 로컬 서비스 영역에 적합합니다.

Type-C 중앙 집중식 트렁킹

Type-C는 전용 제어 채널을 사용합니다. 가입자 무전기는 네트워크에 등록하고 시스템은 통화가 요청될 때 사용 가능한 트래픽 채널을 할당합니다. 중앙 제어는 효율적인 채널 관리, 통화 대기열, 우선 순위 규칙 및 더 큰 다중 사이트 시스템에서의 로밍을 지원합니다.

이 아키텍처는 여러 사용자 그룹이 무선 채널 풀을 공유하거나 조직이 구조화된 액세스 제어와 조정된 광역 운영이 필요할 때 적합합니다. 제어 채널은 통화 처리의 핵심이므로 중복성 및 장애 복구가 설계에 포함되어야 합니다.

Type-D 분산 트렁킹

Type-D는 전용 제어 채널을 예약하지 않습니다. 트렁킹 결정은 분산 시스템 로직을 통해 처리되므로 사용 가능한 채널을 트래픽에 사용할 수 있습니다. 지속적으로 할당된 제어 채널 없이 트렁킹 기능이 필요한 중소형 시스템에 효율적인 구조를 제공할 수 있습니다.

Type-D와 Type-C는 상호 교환 가능한 구성 옵션으로 취급해서는 안 됩니다. 시스템 유형을 선택하기 전에 무전기 호환성, 중계기 아키텍처, 로밍 요구 사항 및 확장 계획을 확인해야 합니다.

DMR과의 비교

NXDN과 DMR 모두 전문 디지털 무선 통신을 지원하지만 RF 용량을 구성하는 방식이 다릅니다. NXDN은 6.25kHz 또는 12.5kHz 채널에서 FDMA를 사용합니다. DMR은 일반적으로 12.5kHz 반송파 내에서 2슬롯 TDMA를 사용하여 두 개의 논리적 통신 경로가 번갈아 가며 시간 슬롯에서 전송함으로써 해당 반송파를 공유할 수 있도록 합니다.

채널 폭뿐만 아니라 사용 가능한 용량 비교

채널 폭만으로는 시스템이 지원할 수 있는 사용자 수가 결정되지 않습니다. 엔지니어는 통화 시간, 사용량 집중 시간, 예약된 비상 용량 및 각 채널을 공유하는 그룹 수도 고려해야 합니다. 사용량이 적은 기존 네트워크는 몇 개의 주파수만으로도 안정적으로 작동할 수 있지만, 동시 통화가 자주 발생하는 사이트는 동적 트렁크 채널 할당의 혜택을 볼 수 있습니다.

따라서 주파수 효율성은 운영 동작과 함께 평가되어야 합니다. 두 개의 기술적으로 사용 가능한 통신 경로가 모두 잘못 할당되거나 간섭의 영향을 받거나 중요한 위치에서 사용할 수 없는 경우 거의 이점을 제공하지 않습니다. 용량 계획은 이론적 채널 수에만 의존하지 않고 실제 통화 기록이나 대표적인 트래픽 추정치를 사용해야 합니다.

두 방법 모두 모든 프로젝트에 자동으로 우월하지는 않습니다. NXDN은 6.25kHz 주파수 할당, FDMA 운영 또는 기존 NXDN 보유 장비가 설계에 영향을 미치는 경우 매력적일 수 있습니다. DMR은 일부 시장에서 더 넓은 공급업체 선택을 제공할 수 있으며 12.5kHz 반송파 내에서 두 개의 논리적 경로를 제공할 수 있습니다.

실용적인 평가는 사용 가능한 주파수, 기존 무전기, 트래픽 패턴 및 필요한 상호 운용성부터 시작해야 합니다. 다른 프로토콜이 더 인기 있어 보인다는 이유만으로 작동 중인 보유 장비를 교체하면 적용 범위나 운영 절차를 개선하지 않고 불필요한 비용이 발생할 수 있습니다.

무선 트래픽을 IP 디스패치 환경으로 가져오기

독립형 무선 네트워크는 로컬 푸시투톡 통신에 효과적이지만, 감독자가 여러 채널을 모니터링하거나 원격 사이트를 조정하거나 다른 시스템의 사용자와 통신해야 할 때 운영이 더 어려워집니다. RoIP 통합은 무선 오디오 및 제어 신호를 IP 네트워크를 통해 전송하여 선택한 채널을 중앙 디스패치 플랫폼에 제공할 수 있도록 합니다.

많은 배포에서 RoIP 게이트웨이는 액세서리 오디오, 푸시투톡 제어 및 반송파 감지 또는 스켈치 신호를 통해 호환되는 이동 무전기 또는 기지국 무전기에 연결됩니다. 게이트웨이는 이러한 물리적 오디오 및 제어 인터페이스를 디스패치 시스템이 관리할 수 있는 스트림 및 시그널링으로 변환합니다.

이 경계를 올바르게 이해해야 합니다. 무전기의 아날로그 액세서리 인터페이스를 통해 연결된 게이트웨이는 NXDN 공중 프로토콜을 다른 무선 프로토콜로 직접 변환하지 않습니다. 연결된 무전기는 여전히 RF 전송, 가입자 ID 및 프로토콜 작동을 처리합니다. 게이트웨이는 사용 가능한 오디오 및 제어 상태를 IP 측으로 전송합니다.

통합되면 승인된 디스패처가 다음을 수행할 수 있습니다:

• 중앙 콘솔에서 하나 이상의 NXDN 채널을 모니터링합니다.

• 푸시투톡 제어를 사용하여 선택한 무선 채널로 전송합니다.

• 기존 WAN을 통해 원격 무선 사이트를 연결합니다.

• 타임스탬프 및 운영자 정보와 함께 채널 오디오를 녹음합니다.

• 무선 사용자를 시스템 간 디스패치 세션에 포함합니다.

• 무선 통신을 IP 전화, 모바일 애플리케이션 또는 다른 무선 네트워크와 연결합니다.

음성 전송과 무선 제어 분리

안정적인 RoIP 설계는 오디오와 무선 제어를 별도의 엔지니어링 경로로 취급합니다. 오디오 인터페이스는 수신 및 전송 음성을 전달하고, 제어 라인은 푸시투톡, 반송파 감지 및 기타 지원되는 무선 상태를 처리합니다. 이러한 경로 간의 타이밍이 올바르지 않으면 전송의 첫 단어가 잘리거나, 운영자가 PTT를 놓은 후에도 무전기가 계속 송신 상태로 유지되거나, 배경 잡음이 디스패치 채널을 열 수 있습니다.

시운전 중에는 PTT 활성화 지연, 오디오 시작 시간 및 해제 동작을 측정해야 합니다. 여러 원격 채널이 하나의 디스패치 플랫폼에 연결된 경우 각 채널에는 명확한 운영 이름, 액세스 권한 및 사용 중 표시도 있어야 합니다. 디스패처는 게이트웨이 주소나 무전기 모델 이름 대신 "북부 공장" 또는 "유지 보수 채널"과 같은 위치를 선택해야 합니다.

기능 가용성은 무선 인터페이스가 구현된 방식에 따라 달라집니다. 기본 오디오 및 PTT 통합은 유닛 ID, 문자 메시지, GPS 보고서 또는 긴급 상태를 디스패치 플랫폼에 노출하지 않을 수 있습니다. 이러한 기능이 필요한 프로젝트는 무전기, 게이트웨이 및 디스패치 소프트웨어가 지원되는 데이터 또는 제어 인터페이스를 공유하는지 확인해야 합니다.

안정적인 배포 계획

시스템 설계는 무선 사양보다는 운영 요구 사항부터 시작해야 합니다. 적용 범위가 필요한 영역, 통신하는 팀, 동시 통화 수 및 네트워크 또는 전원 장애 시 필요한 통신 경로를 매핑합니다.

1. 스펙트럼 가용성 확인. 적절한 현지 당국과 주파수, 채널 간격, 송신 출력 및 라이선스 조건을 확인합니다.

2. RF 환경 조사. 지형, 건물, 간섭원, 적용 범위 공백 및 적절한 중계기 위치를 식별합니다.

3. 통화 트래픽 추정. 고정 기존 채널로 충분한지 또는 공유 트렁크 용량이 정당화되는지 판단합니다.

4. 그룹 및 권한 정의. 무선 ID, 통화 그룹, 긴급 액세스 및 디스패치 권한에 대한 명확한 계획을 수립합니다.

5. 인터페이스 호환성 확인. RoIP 연결을 선택하기 전에 오디오 레벨, PTT 로직, 반송파 감지 및 지원되는 데이터 인터페이스를 확인합니다.

6. 장애에 대비한 설계. WAN, 디스패치 서버 또는 중앙 사이트를 사용할 수 없을 때 어떤 로컬 무선 기능을 사용할 수 있어야 하는지 식별합니다.

7. 실제 운영 조건 테스트. 정상적인 배경 잡음, 차량 이동, 실내 위치 및 실제적인 네트워크 부하에서 네트워크를 시운전합니다.

사용자의 작업 위치를 중심으로 적용 범위 설계

적용 범위 예측은 무전기가 실제로 사용되는 장소(차량 내부, 기계 옆, 지하, 철근 콘크리트 건물 내부, 대형 금속 구조물 근처)에서 확인해야 합니다. 개방된 주차장에서 측정된 신호는 작업장이나 터널 내부에서 통신이 안정적으로 유지된다는 것을 증명하지 않습니다.

테스트에는 업링크 및 다운링크 성능이 모두 포함되어야 합니다. 사용자는 중계기를 선명하게 들을 수 있지만 동일한 위치에서 저전력 휴대용 무전기가 중계기에 도달하지 못할 수 있습니다. 안테나 위치, 급전선 손실, 건물 투과율 및 휴대용 무전기 방향 모두 불균형 경로를 만들 수 있습니다. 따라서 대표적인 휴대용 및 이동 무전기를 최종 적용 범위 조사에 포함해야 합니다.

수용 테스트에는 직접 통화, 중계기 통화, 그룹 선택, 개별 통화, 사용 중 채널 동작, 로밍, 디스패치 PTT, 오디오 레벨 및 중단 후 복구가 포함되어야 합니다. 다중 사이트 시스템의 경우 테스트는 로컬 벤치 네트워크가 아닌 실제 WAN을 통해 수행해야 합니다.

잘 설계된 솔루션은 모든 통신 시스템이 동일한 에어 인터페이스를 사용하도록 요구하지 않습니다. NXDN은 안정적인 무선 적용 범위가 필요한 사용자에게 계속 서비스를 제공할 수 있으며, 게이트웨이와 디스패치 소프트웨어는 전화, 광대역 및 기타 무선 네트워크에 대한 제어된 액세스를 제공합니다. 그 결과 기존 무선 투자를 보호하면서도 더 광범위한 운영 통신에서 고립시키지 않는 마이그레이션 경로가 제공됩니다.

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