Спектр радіочастот, у якому працюють сучасні бездротові мікрофонні системи та системи персонального моніторингу (IEM), практично всюди є ресурсом спільного використання. Тобто таке професійне обладнання в різних проектах працює в основному на тих же частотах, які одночасно використовують інші користувачі: приватні особи, комерційні та державні служби, зокрема радіостанції та військові. Тому конкретний спектр ТВ-УВЧ, доступний бездротовим мікрофонним та моніторним системам, майже скрізь залежить від специфіки відповідної локації, а точніше – від кількості та активності місцевих користувачів.
І саме тому, хоча в більшості країн світу діапазон радіочастот спільного користування визначається та контролюється державними регулятивними органами, безпосереднє узгодження всіх технічних питань використання певних частот для організації та проведення якихось заходів найчастіше здійснюється прямо на місці з урахуванням інтересів усіх локальних користувачів, та так, щоб усі задіяні дома бездротові системи функціонували належним чином і створювали перешкод одне одному.
Як правило, обов'язки з координації частот на місці виконує призначений організатором заходу або головним звукорежисером установи (наприклад, концертної арени чи театру) кваліфікований спеціаліст чи ціла група (в окремих робочих ситуаціях). На весь час заходу чи певної локації цей фахівець, т.зв. "координатор частот" або простіше RF-менеджер, погоджує, запобігає та усуває будь-які питання та проблеми, пов'язані з частотами. Він (або вони) також збирає технічну інформацію та звернення всіх інших користувачів, планує та розподіляє частоти, які будуть використовуватися при проведенні заходу, призначає резервні, вимірює рівні перешкод, шукає їх джерела та стежить за ними, а також усуває несправності обладнання та моніторить визначено діапазон частот на етапах організації та проведення заходу.
Слід виділити основні проблеми із сучасними технологіями.
Вицвітання суттєво впливає на продуктивність
Проектування радіочастотної системи може бути дорогим
Втрати в радіочастотному кабелі важко подолати
Затримка може бути проблемою в сучасних цифрових IEM
Різноманітність антен обмежує розміщення та радіус дії.
Портативний пристрій Мінімальна різноманітність
Розрахунок частоти може бути складним
Стійки для обладнання та дроту можуть бути великі.
Мультизональні системи складні та дорогі
Статична конфігурація посилань
Проблеми з передавальною та приймальною антенами ближнього та далекого радіусу дії
Нефазний когерентний звук на різних пристроях
Агресивне використання спектра
Потреба великих запасах для оренди пристроїв
Віддалене управління обмежене
Існують лише односпрямовані пристрої
У той же час переваги широкосмугового зв'язку можна виділити в наступних пунктах:
Надзвичайно ввічливе використання спектра
50 мВт у діапазоні 6 МГц/8 МГц*.
Низька спектральна щільність потужності дозволяє швидше повторно використовувати
Поза зоною досяжності портативні пристрої перестають передавати дані
Широкосмуговий зв'язок забезпечує значне зменшення ефектів завмирання/багатопроменеві, еквівалентно 30+ Diversity (6 МГц) / 40+ (8 МГц) з однією антеною*.
Більше жодних обчислень частоти
Множинний доступ з тимчасовим поділом каналів (TDMA) - розподіл тимчасових інтервалів на аудіоканал/пристрій
Дуплекс з тимчасовим поділом (TDD) – двонаправлений зв'язок в одному радіочастотному каналі
Ортогональне мультиплексування із частотним поділом каналів (OFDM) – Використання частотного розмаїття за допомогою OFDM та канального кодування
Безшумний слот забезпечує розподілене сканування спектра та виявлення перешкод під час роботи
Технологія WMAS – кардинальне вирішення проблеми дефіциту частотного ресурсу для професійних бездротових мікрофонних та IEM-систем на масштабних заходах
Технологія бездротових багатоканальних аудіосистем (WMAS) є насамперед повним переосмисленням методів організації та використання бездротових аудіосистем у таких багатоканальних проектах, як, зокрема, прямі трансляції масштабних громадських заходів, концерти, театральні постановки, студійні прямі ефіри або будь-які інші інвентарі. Фактично WMAS від Sennheiser – це двонаправлена бездротова широкосмугова система, що поєднує мікрофони, навушники персональних систем моніторингу та звукорежисерський пульт у єдиний широкосмуговий радіочастотний канал. Таким чином, WMAS дозволяє значно ефективніше використовувати доступні частоти, не тільки шляхом застосування досконалішого технологічного рішення, а й шляхом оптимізації робочих процесів.
В основі радіореалізації WMAS – технології мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів (OFDM), дуплексу з тимчасовим поділом (TDD) та багаторазового доступу з тимчасовим поділом (TDMA). Метод цифрової передачі, що застосовується, являє собою комбінацію OFDM з канальним кодуванням і дозволяє задіяти частотний рознесення бездротового РЧ-каналу. Чим більше рознесення, тим надійніша передача, незалежно від того, де вона здійснюється - у приміщенні або на відкритому майданчику.
Технологія TDD передбачає двонаправлену передачу сигналу, коли за певний час дані приймаються, а за інший – передаються. Тривалість обох періодів регульована, тобто у такому режимі працювати можуть усі наявні мікрофонні системи, всі системи персонального моніторингу або ті та інші в будь-яких комбінаціях.
TDMA поділяє ці періоди передачі та отримання даних на певні часові інтервали. Системі WMAS можна призначити один або відразу кілька часових інтервалів. Можна навіть сказати, що вони є основним ресурсом WMAS як виділені частоти для вузькосмугових систем. Образно кажучи, кожна система WMAS ніби каже (передає) протягом кожного виділеного тимчасового інтервалу і мовчить в інших. І кожна достеменно знає, коли йому потрібно слухати (приймати). При цьому жоден із пристроїв ніколи не говорить одночасно з будь-яким іншим. Відповідно, доступну смугу радіочастотного каналу кожен пристрій WMAS використовує хоч протягом короткого проміжку часу, але повністю і виключно сам.
З точки зору RF-менеджера WMAS працює на тих самих частотах, що й сучасні вузькосмугові системи. Однак мікрофон та IEM-навушники, розкидані сьогодні між двома радіочастотними діапазонами на відстані кількох мегагерців, тепер можна, по-перше, звести разом у єдиний телевізійний канал, а по-друге, працюють вони через один єдиний бездротовий передавач. І через одну загальну антену.
Іншими словами, замість звичних двох рознесених антен, які оснащуються типовими приймачами бездротових мікрофонних систем, WMAS вистачає однієї антени, яка, однак, забезпечує 30-кратне рознесення в телеканалі 6 МГц і 40-кратне в телеканалі 8 МГц. Переваги технології очевидні. До того ж і працювати на сцені не з двома бездротовими передавачами, як зараз, а з одним не лише набагато зручніше. Такі комбіновані двонаправлені бездротові поясні передавачі забезпечують ще й повноцінний цифровий персональний моніторинг true digital із наднизькою затримкою.
Використовувати дві та більше антен теж можна, але вже для вирішення інших завдань, а саме для резервування, розширення покриття та охоплення додаткових частотних діапазонів. Адже WMAS, залежно від версії, відмінно функціонує і в стандартному ТВ-УВЧ, і в діапазоні 1350–1525 МГц.
Система працює із загальною потужністю передачі 50 мВт на кожен широкосмуговий РЧ-канал 6 МГц або 8 МГц майже так само, як одна звичайна мікрофонна вузькосмугова система. Отже, в умовах, коли пропускна здатність системи обмежена, більше не потрібно вигадувати, як масштабувати загальну потужність передачі відповідно до кількості залучених пристроїв.
Звукорежисер може коли-небудь налаштовувати якість звуку, затримку аудіосигналу і виділяти частоту окремо для кожного бездротового пристрою в системі. При цьому всі мобільні пристрої працюватимуть з ідеальною синхронністю, тобто WMAS надає можливість не лише налаштувати справжній бездротовий стереозвук, а й вести запис 3D-звуку без проблем із фазою. При цьому одна базова станція WMAS, що обробляє до 64 каналів (32 входи та 32 виходи), поміщається у звичайну річкову стійку 19"/1U.
Отже, якщо дійсно потрібен максимально якісний цифровий звук без проблем із пошуком та координацією вільних частот, значить – WMAS!
Звичайно, розробники WMAS врахували, що цій технології доведеться ще довго співіснувати з численними вузькосмуговими системами, а точніше працювати на тих же частотах. І на рівні, наприклад, двох конкретних бездротових систем обох типів це означає, що якщо вони працюють в одному діапазоні, то створювати перешкоди і заважати один одному вони не будуть.
На місці, зокрема, у тимчасових локаціях, ці та супутні питання узгоджуються RF-менеджерами у робочому порядку. І, принаймні, у найближчі кілька років координація частот для вузькосмугових систем та система WMAS здійснюватиметься стандартними та загальноприйнятними методами. З тією різницею, що завдяки WMAS сам цей процес буде набагато простішим і швидшим.
Технологія WMAS також передбачає, що всі пристрої в системі повинні бути приймачами, тому що всі вони не тільки передають, а й приймають контрольні дані, необхідні для організації та точної синхронізації роботи системи. Тому кожен пристрій WMAS може бути як аудіопередавач, так і аудіоприймач або одночасно і тим, і іншим. І здійснювати передачу та прийом аудіоданих для одного або кількох аудіоканалів. До речі, пристрою WMAS зовсім не обов'язково працювати одночасно і аудіопередавачем, і двоканальним аудіоприймачем - втім, як його налаштує звукорежисер, він і працюватиме.
Базова станція WMAS здатна сама сканувати радіочастотний спектр, даючи звукорежисеру (або звукооператору) бачити, що транслюється в ефірі без додаткового обладнання. На етапі підготовки до роботи звукорежисер підключає до базової станції і налаштовує мобільні пристрої WMAS, вибирає єдину частоту WMAS, що несе, зазначену координатором частот, і потім перемикає систему в робочий режим. Без найменшого ризику, що система почне транслювати сигнал випадково за старими налаштуваннями.
Мобільний пристрій WMAS, який з якихось причин втратив зв'язок зі своєю базовою станцією, через деякий час автоматично припиняє передачу і перемикається в режим відновлення підключення. Це робиться для того, щоб гарантовано запобігти перешкодам передавачів, які залишаються в ефірі випадково. Наприклад, коли хтось із користувачів разом із своїм передавачем пішов блукати територією або десь кимось спілкується.
Будь-яка система WMAS працює з дуже низькою спектральною щільністю та низькою потужністю передачі, і це, по суті, є ключовою запорукою її безперешкодного співіснування з іншими типами систем навіть у дуже тісному діапазоні частот. Ця безумовна перевага технології WMAS також дозволяє значно менші відстані поділу та дозволяє розгорнути у виділеному діапазоні більше необхідного обладнання, що дуже вигідно у таких складних ситуаціях, як, наприклад, організація кількох сцен на багатоденному музичному фестивалі, на концертній арені або у кількох студіях прямого ефіру . Можливість використання тих самих частот повторно, швидше за все, потрібно буде узгоджувати окремо, і регульована потужність передачі значно спрощує і це теж.
Також ймовірна і ситуація, коли хтось із користувачів порушив попередньо узгоджений частотний план, і в одному каналі опинилися WMAS із вузькосмуговою системою. Що відбуватиметься у такому разі?
А відбуватиметься таке. Приймач вузькосмугової системи на 200 кГц захопить лише невелику частину (1/30 або 1/40, залежно від того, якої ширини – 6 або 8 МГц – телеканал задіяний) випромінювання від WMAS. У смугу приймача пристрою WMAS потрапить все випромінювання передавача вузькосмугової системи 200 кГц.
Припустимо, що у каналі WMAS 8 МГц випадково починає працювати лінія мікрофона 50 мВт / 200 кГц вузькосмугової мікрофонної системи на 200 кГц. Отже, приймач останньої у своїй смузі 200 кГц "ловитиме" перешкоди приблизною потужністю 1.25 мВт (витратами на поширення зараз знехтуємо). Для порівняння, приймач WMAS на 8 МГц одночасно отримує перешкоди потужністю 50 мВт (теж приблизно). Уточнимо, про всяк випадок: зараз йдеться про те, що лише одна вузькосмугова мікрофонна система працює в одному каналі з багатоканальною системою, яка має 16, 32 або навіть більше каналів.