緊急対応時の通信は、通常のインフラが混雑、損傷、利用不能、またはインシデントエリアをカバーできない場合でも機能し続けなければなりません。信頼できるソリューションは単一のネットワークに依存できません。ブロードバンド伝送、狭帯域音声ディスパッチ、衛星バックアップ、位置測位、ショートメッセージ機能、およびIoTセンシングを組み合わせて、現場チーム、指揮車両、暫定指揮所、後方指揮センターが複雑な条件下でも接続を維持できるようにすべきです。

緊急指揮通信能力構築に関する仕様 YJ/T27-2024 は、この種のシステムを構築するための重要な参考資料を提供します。これは現場通信技術をブロードバンド通信、狭帯域通信、IoT通信の3つの主要グループに分類します。これらの技術は、現場の音声、ビデオ、データ伝送、指揮ディスパッチ、位置報告、機器センシング、および最終手段の通信をカバーします。

規格は機器をシステムに変えるのに役立つ

緊急通信計画は、端末を購入したり単一ネットワークを導入したりすることだけに焦点を当てるべきではありません。真の目標は、チーム、指揮所、車両、航空機、移動ユニット、後方プラットフォームをサポートする能力システムを構築することです。YJ/T27-2024は、プロジェクトプランナーに通信チーム、技術的手段、展開方法、現場サポート要件を評価するための枠組みを提供します。

実際のプロジェクトでは、これはブロードバンドリンクがビデオとデータの戻しをサポートし、狭帯域システムが安定した音声ディスパッチをサポートし、衛星リンクが長距離通信を保護し、IoTネットワークが現場センシング情報を収集することを意味します。これらのレイヤーは、孤立したサブシステムとして動作するのではなく、連携して機能する必要があります。

完全なソリューションは、迅速な展開、自己組織化ネットワーキング、マルチベンダー相互運用性、端末のモビリティ、指揮センターへのアクセス、および環境変化時のサービス継続性も考慮する必要があります。

ブロードバンドリンクはビデオと高速データを伝送する

ブロードバンド通信は、対応現場がビデオバックホール、マルチメディアディスパッチ、大容量データ交換、地図伝送、モバイル端末アクセス、指揮プラットフォーム接続を必要とする場合に使用されます。これは、現場指揮車両、救助現場、暫定指揮所、ドローンビデオ戻し、モバイルチームのコラボレーションにおいて特に重要です。

ブロードバンドアドホックネットワークは、構築が簡単で、起動が迅速で、自動的にネットワークを形成できるため、迅速な現場展開に適しています。車両、チーム、または中継ポイントが移動する際に通信ノードが適応できるように、自己組織化と自己修復をサポートする必要があります。無指向性アンテナを使用した見通し内のオープンシナリオでは、シングルホップ基地局リンクは少なくとも100 kmの伝送距離、少なくとも30 Mbpsのデータレート、および10 W以下のデバイス送信電力をサポートする必要があります。

主要技術には、OFDM、TDMA、ATPC、および干渉耐性のある同一周波数伝送方式が含まれる場合があります。ネットワークは、スター、チェーン、メッシュ、ハイブリッドネットワーキングを含む複数の周波数帯域と柔軟なトポロジーをサポートする必要があります。また、ハンドヘルド、バックパック、車載、空中ノードなどの異なる端末形態もサポートする必要があります。

プライベートLTEと5Gがモバイル現場運用をサポート

LTEプライベートネットワークは、現場指揮エリアが複数ユーザーとマルチメディアサービスにブロードバンド無線カバレッジを必要とする場合に有用です。救助現場、災害対応ゾーン、暫定指揮エリアにクラスタマルチメディア通信とパケットデータサービスを提供できます。典型的なアプリケーションには、現場音声・ビデオ通話、指揮ディスパッチ、位置情報サービス、モバイル端末アクセスが含まれます。

実用的なLTEプライベートネットワークは、CCSAやB-TrunC団体などで定義されたLTEベースの技術標準に従う必要があります。下り少なくとも100 Mbps、上り少なくとも50 Mbpsのピークデータレートをサポートすると同時に、低遅延、広範囲カバレッジ、強力な高速モビリティを提供する必要があります。BeiDouやGPSなどの位置測位とタイミングサポートは、チームの連携とネットワーク同期を改善できます。

5Gネットワークスライシングは、公共無線インフラを優先度と論理的分離で使用できる場合の別のオプションを提供します。QoS優先度スケジューリングとDNNソフトスライシングを通じて、5Gは緊急指揮情報ネットワークへの安全なアクセス、音声・ビデオ戻し、モバイル個人端末、IoTデータ、広狭帯域融合サービスをサポートできます。

マイクロ波システムがバックホールレイヤーを強化

マイクロ波ブロードバンドリンクは、現場ノード、暫定指揮所、中継ポイント、後方センターの間に専用の高容量伝送経路を構築するためによく使用されます。指向性マイクロ波伝送は、災害救助や現場運用に高い帯域幅、低遅延、柔軟なネットワーキングを提供できます。

マイクロ波ブロードバンド専用リンクは、少なくとも200 Mbpsの伝送レートと少なくとも5 kmのシングルホップ距離をサポートする必要があります。また、マルチホップカスケード伝送もサポートする必要があります。同等の信号条件下では、カスケード伝送は明らかな帯域幅損失を避け、不要な遅延を導入してはなりません。緊急展開は長いエンジニアリング準備に依存できないため、高速アンテナアライメントも重要です。

困難な地形や損傷したインフラの場合、マイクロ波リンクは一時的なバックボーンとして機能し、現場ビデオ、指揮データ、車両システム、ローカルブロードバンドネットワークを指揮センターに接続できます。

超地平線および衛星リンクが継続性を保護

一部のインシデントは、遠隔地の山岳、海上エリア、大規模災害地帯、砂漠、森林、または地上通信リンクが利用できない地域で発生します。これらの場合、超地平線および衛星技術が重要なバックアップまたは一次通信手段となります。

マイクロ波散乱通信は、対流圏散乱を利用して見通し外の長距離ポイントツーポイントリンクを構築します。通常の地上経路の確立が困難な場合の回復力のある通信方法として使用できます。実用的なシステムは、最大90 kmのポイントツーポイント超地平線通信をサポートし、データレートは少なくとも4 Mbps、IP透過伝送を備える必要があります。

高スループットブロードバンド衛星通信は、災害現場、現場指揮所、後方指揮センター間の長距離ブロードバンドアクセスをサポートできます。単一局は少なくとも上り6 Mbps、下り40 Mbpsをサポートする必要があります。また、カバレッジエリア内の端末アクセス、緊急指揮ネットワークサービス、公衆インターネット通信、およびポータブル、車載、空中展開などの異なる端末形態もサポートする必要があります。

Ku帯広ビーム衛星通信は、広域カバレッジの専用ポイントツーポイントリンクを提供できます。単一チャンネルビデオ収集、緊急トランキング移動局、および他のリンクが利用できない場合の基本的な長距離伝送に適しています。

音声ディスパッチには依然として狭帯域保護が必要

ブロードバンドネットワークが利用可能な場合でも、狭帯域通信は緊急指揮にとって不可欠です。音声ディスパッチは、シンプルで安定しており、直接的で回復力がなければなりません。ブロードバンド帯域幅が制限されている場合やビデオ・データネットワークが中断された場合に、チーム通信をサポートする必要があります。

狭帯域トランキング通信は、主に370 MHzの緊急専用周波数帯域を使用して、災害救助および現場ディスパッチのための指揮音声ネットワークを構築します。デジタルトランキングシステムは、PDT技術、4FSK変調、同一チャンネル同時ネットワーキング、およびダイレクトモード、リピータモード、トランキングモードなどの複数の動作モードをサポートする必要があります。

関連する緊急周波数帯域には、372 MHz〜376 MHzおよび382 MHz〜386 MHzが含まれます。IP技術とネットワークスイッチングを通じて、狭帯域トランキングシステムは公共PoCシステムとも接続でき、専用緊急ネットワークと公衆通信サービスの間の収束をサポートします。

自己形成型音声ネットワークが現場カバレッジを拡張

狭帯域アドホックネットワークは、チーム、車両、中継ポイント、現場指揮所の間の音声リンクを拡張するために使用されます。ブロードバンドアドホックシステムと同様に、シンプルな展開、自動ネットワーキング、ネットワーク自己修復をサポートする必要があります。ただし、主なタスクは大容量マルチメディアトラフィックではなく、音声と低速データサービスを保護することです。

狭帯域アドホックネットワークは、少なくとも4つのノードをサポートし、チェーン、メッシュ、スター、またはハイブリッド自動ネットワーキングを可能にする必要があります。音声およびデータサービスをサポートし、PDTまたはDMRハンドヘルドおよび車両端末がネットワークにアクセスできるようにし、370 MHz緊急専用帯域で動作する必要があります。

異なる端末形態も重要です。バックパック、車載、空中、固定展開オプションにより、同じ通信レイヤーが徒歩チーム、移動車両、空中中継、一時的な固定指揮ポイントをサポートできます。

HF無線と移動衛星は最終手段のツール

緊急HF通信は、電離層反射を利用して長距離狭帯域通信をサポートします。従来のネットワークが損傷または利用不能な場合のポイントツーポイント通信に適しています。実用的なHFシステムは、3 MHz〜30 MHzの周波数範囲、適応リアルタイム周波数選択、および干渉耐性をサポートする必要があります。

移動衛星通信も重要なバックアップ役割を果たします。衛星移動サービスは、緊急救助チームに音声、SMS、および短データ通信を提供できます。端末にはハンドヘルド、ホットスポット、車載形態が含まれ、地上カバレッジが利用できない場合でも現場要員が接続を維持できるようにします。

これらの技術は高帯域幅サービスを伝送しないかもしれませんが、強力な回復力を提供します。緊急計画では、低速だが利用可能なリンクは、到達できない高速ネットワークよりも価値がある場合があります。

位置測位とショートメッセージが指揮保証をサポート

BeiDou-3指揮通信は、位置測位、ナビゲーション、タイミング、ショートメッセージ通信を組み合わせるため、極限条件で価値があります。緊急通信、指揮救助、災害報告、位置監視、早期警戒アプリケーションをサポートできます。

BeiDouショートメッセージ技術は、通常のネットワークが利用できない場合に通信経路を提供します。このシステムは、全天候型、広域カバレッジ、高い信頼性も提供します。端末形態には、ハンドヘルドデバイス、ウェアラブル単独装備、車載端末、空中端末、船舶搭載機器が含まれる場合があります。

救助指揮では、位置測位およびショートメッセージサービスは、指揮センターがチームの位置、インシデントの進展状況、および他のネットワークが故障したときに重要なメッセージが送信されたかどうかを把握するのに役立ちます。

センサーネットワークが現場認識を追加

IoT通信は、緊急現場に機器センシングおよび環境監視ネットワークを構築するために使用されます。要員、環境、車両、救助機器、大型機械から情報を収集できます。これにより、指揮センターはチームがどこにいるかだけでなく、どのような条件に直面しているかを理解できます。

LoRa、NB-IoT、ZigBee、Bluetoothなどの技術は、ワイヤレス自己組織化デバイス通信に使用できます。これらの方法は、低消費電力、低コスト、柔軟な展開に適しています。高帯域幅ビデオ向けに設計されていませんが、小パケット、ステータス情報、アラーム、センサーデータに効果的です。

有用なIoTデータには、要員のバイタルサイン、現場環境要因、機器動作状態、ガス濃度、温度、湿度、水位、バッテリーステータス、大型機器の動作状態が含まれる場合があります。このデータが指揮プラットフォーム、ビデオシステム、ディスパッチワークフローと統合されると、緊急対応はよりデータ駆動型になります。

推奨される多層ソリューション

実用的な緊急通信ソリューションは、異なるタスクに異なる技術を使用する必要があります。ブロードバンドシステムはビデオ、高速データ、モバイル端末、現場指揮アプリケーションを伝送すべきです。狭帯域システムは音声ディスパッチとチーム連携を保護すべきです。衛星およびHFシステムは長距離および最終手段通信を提供すべきです。BeiDouは位置測位とショートメッセージ保証をサポートすべきです。IoTネットワークは現場センサーデータを収集すべきです。

展開前の計画ポイント

緊急指揮通信システムを展開する前に、プロジェクトチームはまず運用環境を定義する必要があります。山岳救助、都市洪水対策、産業事故、鉱山救助、森林火災対応、海上救助、地震災害救援では、ブロードバンド、狭帯域、衛星、IoT技術の異なる組み合わせが必要になる場合があります。

通信計画はサービス優先度も考慮する必要があります。音声ディスパッチは、ビデオトラフィックが多くても利用可能であるべきです。重要な位置情報およびショートメッセージデータにはフェイルバック経路が必要です。ブロードバンドリンクはビデオとデータ向けに最適化し、衛星およびHFリンクは長距離またはインフラ損傷シナリオ用に予約する必要があります。

最後に、システム全体をテストする必要があります。カバレッジ、モビリティ、相互接続、帯域幅、遅延、音声明瞭度、ビデオ戻し、電源供給、端末展開、指揮センターアクセス、マルチネットワーク切り替えをすべて現実的な現場条件で検証する必要があります。

結論

緊急指揮通信能力は、単一ネットワークに依存するのではなく、複数の技術的手段を組み合わせることで構築されます。ブロードバンドアドホックネットワーク、LTEプライベートネットワーク、マイクロ波リンク、5Gスライシング、衛星通信、狭帯域トランキング、HF無線、BeiDouショートメッセージ、IoTセンシングは、それぞれ現場通信問題の異なる部分を解決します。

強力なソリューションは、可能な場合に高速ビデオとデータを提供し、必要な場合に信頼性の高い音声ディスパッチを提供し、条件が極端になった場合にフェイルバック通信を提供する必要があります。ブロードバンド、狭帯域、衛星、位置測位、センシングの各レイヤーを一緒に設計することにより、緊急チームは複雑な救助および指揮シナリオに対してより回復力のある通信システムを構築できます。