La communication en situation d'urgence doit continuer à fonctionner lorsque les infrastructures ordinaires sont saturées, endommagées, indisponibles ou incapables de couvrir la zone de l'incident. Une solution fiable ne peut pas dépendre d'un seul réseau. Elle doit combiner la transmission à large bande, la répartition vocale à bande étroite, la sauvegarde par satellite, le positionnement, la capacité de messages courts et la détection par IoT, afin que les équipes sur le terrain, les véhicules de commandement, les postes de commandement temporaires et les centres de commandement arrière puissent rester connectés dans des conditions complexes.

La spécification YJ/T27-2024 pour la construction de la capacité de communication dans la direction des urgences fournit une référence importante pour construire ce type de système. Elle divise les technologies de communication de terrain en trois groupes principaux : la communication à large bande, la communication à bande étroite et la communication IoT. Ensemble, ces technologies couvrent l'audio, la vidéo, la transmission de données, la répartition des commandes, le rapport de localisation, la détection des équipements et la communication de dernier recours.

Les normes aident à transformer les équipements en système

La planification des communications d'urgence ne doit pas se concentrer uniquement sur l'achat de terminaux ou le déploiement d'un seul réseau. Le véritable objectif est de construire un système de capacités qui soutient les équipes, les postes de commandement, les véhicules, les aéronefs, les unités mobiles et les plates-formes arrière. YJ/T27-2024 donne aux planificateurs de projet un cadre pour évaluer les équipes de communication, les moyens techniques, les méthodes de déploiement et les exigences de soutien sur le terrain.

Dans les projets pratiques, cela signifie que les liaisons à large bande doivent prendre en charge le retour vidéo et de données, les systèmes à bande étroite doivent prendre en charge une répartition vocale stable, les liaisons par satellite doivent protéger les communications à longue distance et les réseaux IoT doivent collecter les informations de détection sur le terrain. Ces couches doivent fonctionner ensemble plutôt que comme des sous-systèmes isolés.

Une solution complète doit également prendre en compte le déploiement rapide, la mise en réseau auto-organisée, l'interopérabilité multi-fournisseurs, la mobilité des terminaux, l'accès au centre de commandement et la continuité du service lorsque l'environnement change.

Les liaisons à large bande transportent la vidéo et les données à haute vitesse

La communication à large bande est utilisée lorsque le site d'intervention a besoin de retour vidéo, de répartition multimédia, d'échange de grandes quantités de données, de transmission de cartes, d'accès à des terminaux mobiles et de connectivité à la plate-forme de commandement. Elle est particulièrement importante pour les véhicules de commandement sur le terrain, les sites de sauvetage, les postes de commandement temporaires, le retour vidéo par drone et la collaboration d'équipes mobiles.

Un réseau ad hoc à large bande est adapté au déploiement rapide sur le terrain car il est simple à construire, rapide à démarrer et capable de former un réseau automatiquement. Il doit prendre en charge l'auto-organisation et l'auto-réparation afin que les nœuds de communication puissent s'adapter lorsque les véhicules, les équipes ou les points de relais se déplacent. Dans un scénario de ligne de vue dégagée avec des antennes omnidirectionnelles, une liaison à saut unique de station de base doit prendre en charge une distance de transmission d'au moins 100 km, avec un débit de données d'au moins 30 Mbps et une puissance d'émission du dispositif ne dépassant pas 10 W.

Les technologies clés peuvent inclure OFDM, TDMA, ATPC et des méthodes de transmission à même fréquence résistantes aux interférences. Le réseau doit prendre en charge plusieurs bandes de fréquence et des topologies flexibles, y compris les configurations en étoile, en chaîne, en maillage et hybrides. Il doit également prendre en charge différentes formes de terminaux tels que les nœuds portatifs, en sac à dos, montés sur véhicule et aéroportés.

Le LTE privé et la 5G soutiennent les opérations mobiles sur le terrain

Les réseaux privés LTE sont utiles lorsqu'une zone de commandement sur le terrain a besoin d'une couverture sans fil à large bande pour de multiples utilisateurs et services multimédia. Ils peuvent fournir des communications multimédia en groupe et des services de données par paquets pour les sites de sauvetage, les zones de réponse aux catastrophes et les zones de commandement temporaires. Les applications typiques incluent les appels audio et vidéo sur le terrain, la répartition des commandes, les services de localisation et l'accès aux terminaux mobiles.

Un réseau privé LTE pratique doit suivre les normes techniques basées sur LTE, telles que celles définies par les organisations CCSA ou B-TrunC. Il doit prendre en charge des débits de données de crête d'au moins 100 Mbps en liaison descendante et 50 Mbps en liaison montante, tout en offrant une faible latence, une large couverture et une forte mobilité à grande vitesse. Le support de positionnement et de synchronisation temporelle comme BeiDou et GPS peut améliorer la coordination des équipes et la synchronisation du réseau.

Le découpage de réseau 5G offre une autre option lorsque l'infrastructure sans fil publique peut être utilisée avec priorité et séparation logique. Grâce à la planification de la priorité QoS et au découpage logiciel DNN, la 5G peut prendre en charge l'accès sécurisé aux réseaux d'information de commandement d'urgence, le retour vocal et vidéo, les terminaux individuels mobiles, les données IoT et les services de convergence large-bande étroite.

Les systèmes micro-ondes renforcent la couche de transport de retour

Les liaisons micro-ondes à large bande sont souvent utilisées pour construire des chemins de transmission dédiés à haute capacité entre les nœuds de terrain, les postes de commandement temporaires, les points de relais et les centres arrière. La transmission micro-ondes directionnelle peut fournir une bande passante élevée, une faible latence et une mise en réseau flexible pour les opérations de sauvetage en cas de catastrophe et les opérations sur le terrain.

Une liaison privée micro-ondes à large bande doit prendre en charge un débit de transmission d'au moins 200 Mbps et une distance de saut unique d'au moins 5 km. Elle doit également prendre en charge la transmission en cascade multi-sauts. Dans des conditions de signal équivalentes, la transmission en cascade doit éviter une perte de bande passante évidente et ne doit pas introduire de délai inutile. L'alignement rapide de l'antenne est également important car le déploiement d'urgence ne peut pas dépendre d'une longue préparation technique.

Pour les terrains difficiles ou les infrastructures endommagées, les liaisons micro-ondes peuvent agir comme une colonne vertébrale temporaire, reliant la vidéo de terrain, les données de commandement, les systèmes de véhicules et les réseaux locaux à large bande au centre de commandement.

Les liaisons au-delà de l'horizon et par satellite protègent la continuité

Certains incidents se produisent dans des montagnes reculées, des zones maritimes, de grandes zones sinistrées, des déserts, des forêts ou des régions où les liaisons de communication terrestres ne sont pas disponibles. Dans ces cas, les technologies au-delà de l'horizon et par satellite deviennent d'importantes méthodes de sauvegarde ou de communication primaire.

La communication par diffusion micro-ondes utilise la diffusion troposphérique pour établir des liaisons point à point à longue distance au-delà de la ligne de vue. Elle peut être utilisée comme méthode de communication résiliente lorsque les chemins terrestres ordinaires sont difficiles à établir. Un système pratique doit prendre en charge les communications point à point au-delà de l'horizon jusqu'à 90 km, avec un débit de données d'au moins 4 Mbps et une transmission IP transparente.

La communication par satellite à large bande à haut débit peut prendre en charge l'accès à large bande à longue distance entre les sites sinistrés, les postes de commandement de terrain et les centres de commandement arrière. Une station unique doit prendre en charge au moins 6 Mbps en liaison montante et 40 Mbps en liaison descendante. Elle doit également prendre en charge l'accès des terminaux dans la zone de couverture, les services du réseau de commandement d'urgence, la communication Internet publique et différentes formes de terminaux tels que le déploiement portable, monté sur véhicule et aéroporté.

La communication par satellite à grand faisceau en bande Ku peut fournir des liaisons point à point dédiées avec une couverture étendue. Elle est adaptée à la collecte vidéo monocanal, aux stations mobiles de répartition d'urgence et à la transmission de base à longue distance lorsque d'autres liaisons ne sont pas disponibles.

La répartition vocale a toujours besoin d'une protection en bande étroite

Même lorsque les réseaux à large bande sont disponibles, la communication en bande étroite reste essentielle pour la direction des urgences. La répartition vocale doit être simple, stable, directe et résiliente. Elle doit prendre en charge la communication d'équipe lorsque la bande passante large bande est limitée ou lorsque les réseaux vidéo et de données sont interrompus.

La communication par répartition en bande étroite utilise principalement la gamme de fréquences dédiée aux urgences de 370 MHz pour construire des réseaux vocaux de commandement pour le sauvetage en cas de catastrophe et la répartition sur le terrain. Un système de répartition numérique doit prendre en charge la technologie PDT, la modulation 4FSK, la mise en réseau en simultanéité et plusieurs modes de fonctionnement tels que le mode direct, le mode répéteur et le mode de répartition.

Les gammes de fréquences d'urgence associées comprennent 372 MHz à 376 MHz et 382 MHz à 386 MHz. Grâce à la technologie IP et à la commutation de réseau, les systèmes de répartition en bande étroite peuvent également se connecter aux systèmes PoC publics, soutenant la convergence entre les réseaux d'urgence dédiés et les services de communication publics.

Les réseaux vocaux autoformés étendent la couverture de terrain

Les réseaux ad hoc en bande étroite sont utilisés pour étendre les liaisons vocales entre les équipes, les véhicules, les points de relais et les postes de commandement de terrain. Comme les systèmes ad hoc à large bande, ils doivent prendre en charge un déploiement simple, la mise en réseau automatique et l'auto-réparation du réseau. Cependant, leur tâche principale est de protéger la voix et les services de données à faible débit plutôt que le trafic multimédia important.

Un réseau ad hoc en bande étroite doit prendre en charge au moins quatre nœuds et permettre la mise en réseau automatique en chaîne, en maillage, en étoile ou hybride. Il doit prendre en charge les services vocaux et de données, permettre aux terminaux portatifs et de véhicules PDT ou DMR d'accéder au réseau et fonctionner dans la bande dédiée aux urgences de 370 MHz.

Les différentes formes de terminaux sont également importantes. Les options de déploiement en sac à dos, monté sur véhicule, aéroporté et fixe permettent à la même couche de communication de soutenir les équipes à pied, les véhicules mobiles, les relais aériens et les points de commandement fixes temporaires.

La radio HF et le satellite mobile sont des outils de dernier recours

La communication HF d'urgence utilise la réflexion ionosphérique pour prendre en charge les communications à bande étroite à longue distance. Elle est adaptée à la communication point à point lorsque les réseaux conventionnels sont endommagés ou indisponibles. Un système HF pratique doit prendre en charge la gamme de fréquences de 3 MHz à 30 MHz, la sélection adaptative de fréquence en temps réel et la capacité anti-interférences.

La communication par satellite mobile joue également un rôle important de sauvegarde. Les services mobiles par satellite peuvent fournir des communications vocales, SMS et de données courtes aux équipes de secours d'urgence. Les terminaux peuvent inclure des formes portables, de point d'accès et montées sur véhicule, permettant au personnel de terrain de rester connecté même lorsque la couverture terrestre n'est pas disponible.

Ces technologies peuvent ne pas transporter de services à large bande passante, mais elles offrent une grande résilience. Dans la planification d'urgence, une liaison à faible débit mais disponible peut être plus précieuse qu'un réseau à haut débit inaccessible.

Le positionnement et les messages courts soutiennent la garantie de commandement

La communication de commandement BeiDou-3 est précieuse dans des conditions extrêmes car elle combine le positionnement, la navigation, la synchronisation temporelle et la communication par messages courts. Elle peut prendre en charge les applications de communication d'urgence, de sauvetage par commandement, de rapport de catastrophe, de surveillance de localisation et d'alerte précoce.

La technologie des messages courts BeiDou fournit un chemin de communication lorsque les réseaux ordinaires ne sont pas disponibles. Le système offre également une couverture tous temps, étendue et une haute fiabilité. Les formes de terminaux peuvent inclure des dispositifs portatifs, des équipements individuels portables, des terminaux montés sur véhicule, des terminaux aéroportés et des équipements embarqués.

Pour le commandement des secours, les services de positionnement et de messages courts aident le centre de commandement à savoir où se trouvent les équipes, comment les incidents évoluent et si des messages critiques ont été envoyés lorsque d'autres réseaux échouent.

Les réseaux de capteurs ajoutent une conscience de terrain

La communication IoT est utilisée pour construire des réseaux de détection d'équipements et de surveillance environnementale sur les sites d'urgence. Elle peut collecter des informations sur le personnel, les environnements, les véhicules, les équipements de sauvetage et les machines lourdes. Cela aide le centre de commandement à comprendre non seulement où se trouvent les équipes, mais aussi à quelles conditions elles sont confrontées.

Des technologies telles que LoRa, NB-IoT, ZigBee et Bluetooth peuvent être utilisées pour la communication sans fil auto-organisée entre dispositifs. Ces méthodes sont adaptées à un déploiement à faible consommation, faible coût et flexible. Elles ne sont pas conçues pour la vidéo à large bande passante, mais elles sont efficaces pour les petits paquets, les informations de statut, les alarmes et les données de capteurs.

Les données IoT utiles peuvent inclure les signes vitaux du personnel, les facteurs environnementaux de terrain, les conditions de fonctionnement des équipements, la concentration de gaz, la température, l'humidité, le niveau d'eau, l'état de la batterie et l'état de fonctionnement des grands équipements. Lorsque ces données sont intégrées aux plates-formes de commandement, aux systèmes vidéo et aux flux de travail de répartition, la réponse d'urgence devient davantage pilotée par les données.

Solution multicouche recommandée

Une solution pratique de communication d'urgence doit utiliser différentes technologies pour différentes tâches. Les systèmes à large bande doivent transporter la vidéo, les données à haute vitesse, les terminaux mobiles et les applications de commandement de terrain. Les systèmes à bande étroite doivent protéger la répartition vocale et la coordination des équipes. Les systèmes par satellite et HF doivent fournir des communications à longue distance et de dernier recours. BeiDou doit prendre en charge le positionnement et la garantie de messages courts. Les réseaux IoT doivent collecter les données de détection de terrain.

Points de planification avant le déploiement

Avant de déployer un système de communication de commandement d'urgence, les équipes de projet doivent d'abord définir l'environnement opérationnel. Le sauvetage en montagne, la lutte contre les inondations urbaines, les accidents industriels, le sauvetage minier, la réponse aux incendies de forêt, le sauvetage maritime et les secours en cas de tremblement de terre peuvent nécessiter différentes combinaisons de technologies large bande, bande étroite, satellite et IoT.

Le plan de communication doit également prendre en compte la priorité des services. La répartition vocale doit rester disponible même lorsque le trafic vidéo est important. Les données critiques de localisation et de messages courts doivent avoir des chemins de repli. Les liaisons à large bande doivent être optimisées pour la vidéo et les données, tandis que les liaisons par satellite et HF doivent être réservées aux scénarios de longue distance ou d'infrastructure endommagée.

Enfin, le système doit être testé dans son ensemble. La couverture, la mobilité, l'interconnexion, la bande passante, la latence, la clarté vocale, le retour vidéo, l'alimentation électrique, le déploiement des terminaux, l'accès au centre de commandement et la commutation multi-réseaux doivent tous être vérifiés dans des conditions de terrain réalistes.

Conclusion

La capacité de communication pour la direction des urgences est construite en combinant plusieurs moyens techniques plutôt qu'en s'appuyant sur un seul réseau. Les réseaux ad hoc à large bande, les réseaux privés LTE, les liaisons micro-ondes, le découpage 5G, les communications par satellite, la répartition en bande étroite, la radio HF, les messages courts BeiDou et la détection par IoT résolvent chacun une partie différente du problème de communication sur le terrain.

Une solution robuste doit fournir une vidéo et des données à haute vitesse dans la mesure du possible, une répartition vocale fiable lorsque nécessaire et une communication de repli lorsque les conditions deviennent extrêmes. En concevant ensemble les couches large bande, bande étroite, satellite, positionnement et détection, les équipes d'urgence peuvent construire un système de communication plus résilient pour des scénarios complexes de sauvetage et de commandement.