نظام راديو NXDN Land Mobile Radio

تعمل “NXDN” من حيث الأداء بشكل أفضل من “FM” التماثلي، بينما تشغل عرض نطاق ضيق للقناة بالنسبة لقدرة إرسال مكافئة، يتم اعتماد “NXDN” بشكل كبير لأنّها تمتلك مدى أكبر وخصائص متعددة المسارات أفضل قليلاً من “FM” التماثلية في بيئات التردد اللاسلكي النموذجية.

ما هي أنظمة الراديو المتنقل الأرضي Land Mobile Radio؟

أنظمة الراديو المتنقل الأرضي: هي أنظمة اتصالات لاسلكية تعمل بالدفع للتحدث على الأرض تستخدم بشكل شائع للاتصالات الهامة من قبل منظمات السلامة العامة مثل الشرطة ورجال الإطفاء ومنظمات الاستجابة للطوارئ الأخرى، كما تُستخدم أنظمة “LMR” أيضاً بشكل شائع في العالم التجاري في مختلف الصناعات بما في ذلك الصناعة والنقل والمرافق والأمن والخدمات اللوجستية وحتى في الجيش، حيث تتكون الأنظمة عادةً من أجهزة لاسلكية محمولة وأجهزة راديو محمولة على مركبة ومحطات قاعدة ثابتة وأجهزة إعادة إرسال وبنية تحتية للشبكة.

تم نشر أنظمة “LMR” في عام 1930م؛ لدعم الاتصالات الصوتية المهمة، وبمرور الوقت انتقلت العديد من وكالات السلامة العامة من أنظمة “LMR” التماثلية الأساسية، والمستخدمة للصوت إلى أنظمة “LMR” الرقمية الأكثر تقدماً التي تدعم كلاً من الصوت والبيانات، بالإضافة إلى التحول التماثلي إلى الرقمي، كما انتقل العديد من المستخدمين من الأنظمة “التقليدية” الأساسية إلى الأنظمة “المترابطة” الأكثر تعقيداً كما للأنظمة الراديوية التقليدية ترددات وقنوات مخصصة لمجموعات فردية من المستخدمين، حيث في النظام التقليدي يجب على المستخدمين تحديد قناة معينة عند إجراء مكالمة.

• “FM” هي اختصار لـ “Frequency Modulation”.

كيفية استخدام أنظمة الراديو المتنقل الأرضي:

عندما يقوم المستخدم بإجراء مكالمة على قناة معينة، فإنّه لا يكون متاحاً للأعضاء الآخرين في المجموعة حتى تنتهي المكالمة، حيث تسمح أنظمة “Trunked” بمشاركة القنوات بين مجموعة كبيرة من المستخدمين باستخدام الوصول المتحكم فيه بواسطة الكمبيوتر، وعندما يتم إجراء مكالمة بواسطة مستخدم على نظام “trunked”، يتم تحديد قناة متاحة تلقائياً بواسطة النظام من مجموعة القنوات المتاحة تاركاً القنوات المتبقية متاحة للآخرين.

على الرغم من أنّ الأنظمة المتصلة أكثر تعقيداً وتتطلب بنية تحتية أكثر من الأنظمة التقليدية، إلّا أنّ المزايا، مثل زيادة السعة وقابلية التشغيل البيني وتقليل الازدحام والاستعمال الأكثر كفاءة لقنوات الاتصال غالباً ما تعوض عن التكلفة الإضافية، وبالإضافة إلى الاتصالات الصوتية تتطلب العديد من المهام اليوم خدمات النطاق العريض مثل عندما يحتاج المستجيبون الأولون للسلامة العامة إلى الوصول إلى تطبيقات كثيفة البيانات أو قواعد بيانات بحثية أو مشاركة مقاطع الفيديو، حيث تتيح تقنية “LTE” اتصالات بيانات عالية السرعة غير ممكنة مع تقنيات “LMR” الحالية.

تعد خدمات البيانات المحسنة إحدى القوى الدافعة الرئيسية التي تجعل “LTE” جذابة للسلامة العامة حيث تم تصميم “LTE” لتقديم بيانات الجوال ذات النطاق الترددي العالي والتي تسمح للأجهزة المحمولة ببث الفيديو أو نقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة.

ومن المرجح أن تقوم اتصالات السلامة العامة من الجيل التالي بإقران شبكات الراديو المحمول الأرضي ضيق النطاق “LMR” للصوت مع شبكات “LTE” عريضة النطاق للحصول على بيانات عالية السرعة، كما يُعد ضمان تثبيت هذه الشبكات وصيانتها بشكل صحيح أمراً كثير الأهمية لضمان اتصالات السلامة العامة ذات المهام الحرجة والحفاظ على سلامة الجمهور.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.

ما هو نظام راديو NXDN؟

نظام راديو “NXDN”: هو شكلاً من أشكال الراديو المحمول الأرضي أو راديو الأعمال الذي تم تطويره بشكل مشترك من قبل “Icom” و”Kenwood” استجابةً للحاجة إلى أنظمة اتصالات لاسلكية توفر مستويات أعلى من كفاءة الطيف مقارنة بتلك المتوفرة بالفعل مع الحفاظ على انخفاض التكاليف، وهي تقنية رقمية توفر بالإضافة إلى توفير كفاءة الطيف مستويات أعلى من المرونة والمزيد من التسهيلات مع الحفاظ على بساطة أجهزة راديو “FM” التماثلية، ونتيجةً لذلك يتم نشر تقنية الراديو في العديد من المجالات.

يستخدم بروتوكول واجهة الهواء المشترك “NXDN” النطاق الرقمي الضيق من الجيل التالي، الذي تم تطويره بالاشتراك مع “ICOM” و”Kenwood” الوصول المتعدد بتقسيم التردد “FDMA”، وذلك باستخدام مخطط تعديل “FSK” من “4 مستويات”.

• “NXDN” هي اختصار لـ “Next Generation Digital Narrowband”.

• “FDMA” هي اختصار لـ “Frequency Division Multiple Access”.

• “FSK” هي اختصار لـ “Frequency Shift Keying”.

الفوائد الرئيسية لنظام راديو NXDN:

كان الهدفان الرئيسيان الأوليان لـ “NXDN” هما تلبية تفويض النطاق الضيق للجنة الاتصالات الفيدرالية في أمريكا الشمالية، وأن يصبح الجيل القادم معياراً واقعياً في الراديو المتنقل الأرضي، حيث نجحت “NXDN” في تحقيق هذين الهدفين.

• بروتوكول رقمي مثبت وموثوق به مع قبول عالمي، حيث في غضون 5 سنوات قصيرة فقط، تم نشر “NXDN” في مئات الآلاف من الوحدات في عدد لا يحصى من شبكات الاتصالات الفردية ومتعددة المواقع.

• مناخ تعدد البائعين،حيث تدعم “NXDN” أكثر من “30 شركة” وتنمو بسرعة مع الإصدار العام لبروتوكول “NXDN”، كما تسمح مجموعة كفاءات العضوية المتعددة الأوجه بتقديم مجموعة واسعة من المنتجات والخدمات لتلبية العديد من احتياجات السوق المختلفة.

• يفي بتفويض النطاق الضيق للجنة الاتصالات الفيدرالية “FCC”، حيث حققت “NXDN” تفويض ضيق النطاق قبل ثماني سنوات من التقنيات الأخرى، كما سيبقى حلاً قابلاً للتطبيق عندما يمتلئ طيف “12.5 كيلو هرتز”.

• مزايا التكنولوجيا الرقمية أي التكامل مع بروتوكول الإنترنت “IP”، من أجل قدرة أنظمة المنطقة الواسعة وتطبيقات البيانات، مثل خدمات الرسائل والموقع وتحسين أداء الاتصالات مع الحفاظ على كفاءة طيفية.

الأساس المنطقي لـ NXDN:

تم تحسين نظام الراديو “NXDN” لتحقيق احتياجات صناعة الراديو، خاصةً في أمريكا الشمالية، حيث كان الضغط يتزايد على الطيف المتاح، كما أنّ عرض نطاق القناة قد قلَّ من “100 كيلو هرتز” لأنظمة الراديو المتنقلة الأرضية الأولى إلى “50 كيلو هرتز” و”25 كيلو هرتز” إلى “12.5 كيلو هرتز”، حيث كانت هناك حاجة أخرى لخفض عرض النطاق الترددي للقناة إلى “6.25 كيلو هرتز”.

كما أنّ هناك حاجة لزيادة المرونة الشاملة والقدرات المتاحة لأي نظام جديد من خلال اعتماد التكنولوجيا الرقمية، ومن أجل خفض عرض نطاق القناة إلى “6.25 كيلو هيرتز”، تم التحقق من تقنيات الوصول، كما أنّه لا يُعتبر نظام الوصول المتعدد بتقسيم الوقت “TDMA” المستعمل لأنظمة مثل “DMR” و”P25″ مناسباً لقنوات “6.25 كيلو هيرتز”، وفقاً لذلك تم اعتماد الوصول المتعدد بتقسيم التردد “FDMA”.

لكي يعمل نظام “FDMA” داخل قناة “6.25 كيلو هيرتز”، يلزم دراسة تنسيق التشكيل بعناية، حيث تم النظر في مخططات، مثل التوافق مع مفتاح إزاحة الطور التربيعي “CQPSK” والنطاق الجانبي الأحادي “ACSB” المرتبط السعة، ولكن تم اعتماد “FSK” من 4 مستويات، حيث قدم هذا أداء أفضل ضمن متطلبات النظام، فعلى سبيل المثال لم يتطلب الأمر استخدام مضخمات قدرة خطية للتردد اللاسلكي للحفاظ على سلامة الإرسال، كما تم تقديم أول أجهزة راديو “NXDN” في عام 2006م، والآن تتاح مجموعة كاملة من معدات “NXDN”.

• “CQPSK” هي اختصار لـ “Compatible Quadrature Phase Shift Keying”.

• “ACSB” هي اختصار لـ “Amplitude Compandored Single Sideband”.

• “DMR” هي اختصار لـ “Digital Mobile Radio”.

• “P25” هي اختصار لـ “Project 25”.

• “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.